Your Boats Electrical System: Manual of Electrical and Electronic Projects pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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isbn號碼:9780688081324

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圖書標籤:

• 船舶電氣
• 船用電子
• 電氣係統
• DIY項目
• 維修指南
• 電路圖
• 電力係統
• 電子工程
• 船舶工程
• 電氣安裝

海洋工程技術前沿：船舶電力與電子係統集成實踐 本書聚焦於現代船舶電力與電子係統的復雜集成、高效能應用及前沿技術發展，旨在為船舶工程師、電子技術專傢以及海洋工程專業學生提供一套深入且實用的技術指南和項目實踐藍圖。 在當前航運業追求更高能效、更強自動化和更嚴格環境標準的背景下，船舶的電力與電子係統已不再是簡單的供能與通訊工具，而是決定船舶運營安全、經濟性和環境友好性的核心“神經中樞”。本書嚴格避開對特定廠商手冊或已有教材中常見基礎原理的重復敘述，而是將重點放在係統層麵的設計哲學、故障診斷的係統化方法，以及麵嚮未來的能源管理和自動化集成挑戰。 本書結構分為六個核心模塊，每個模塊都建立在對行業最新規範（如IMO、SOLAS、MARPOL等相關技術修正案）深刻理解的基礎之上。 --- 第一部分：係統架構的演進與能效優化（The Evolution of System Architecture and Energy Efficiency） 本部分深入探討瞭傳統集中式配電係統嚮分布式、智能微電網轉型的技術路徑。我們不再討論基本的交流發電機原理，而是聚焦於船載直流（DC）配電係統的可行性分析、多電壓等級網絡的協調控製，以及如何利用電力電子技術實現能源的精準分配。 集成化能源管理係統（IEMS）的設計範式： 闡述如何將推進係統、輔助動力、蓄能裝置（如鋰離子電池組、超級電容）作為一個統一的優化實體進行管理。重點分析瞭在不同航行工況下（如靠泊、標準航行、動態定位）的實時負載預測算法與能源調度策略。 高壓係統安全與可靠性： 針對大型郵輪和高技術科考船日益增長的高壓（HVAC）需求，詳述瞭中頻變頻器（MV VFDs）在推進係統中的應用優化，以及針對高壓電纜絕緣監測和電弧故障檢測（Arc Flash Mitigation）的先進保護策略。 熱管理在電力電子設備中的關鍵作用： 探討瞭液冷技術在 IGBT 模塊、高功率變頻器和岸電連接器中的應用，確保係統在惡劣海洋環境下的長期穩定運行。 --- 第二部分：推進與動力電子學的深度融閤（Deep Dive into Propulsion and Power Electronics Integration） 本部分聚焦於電力推進係統的核心技術，特彆是對係統動態響應和可靠性的提升。 永磁同步電機（PMSM）驅動係統的選型與控製挑戰： 詳細分析瞭 PMSM 在低速大扭矩輸齣時的性能優勢，以及在寬調速範圍內保持高功率因數和低諧波含量的控製算法（如磁場定嚮控製 FOC 的高級變體）。 電力推進係統的冗餘設計與故障轉移（Failover）： 闡述瞭“不停車”維護（Hot Swap）在關鍵推進單元中的工程實現，包括如何設計故障隔離單元（FIU）以在極短時間內將負載無縫轉移至備用電源或電機組。 電力係統動態穩定性分析： 利用先進的仿真工具（如 MATLAB/Simulink 或 PSCAD/EMTDC），對船舶電力係統的次暫態和暫態穩定性進行建模，分析大型負載投入或發電機甩荷後係統的恢復特性，並提齣動態無功功率補償（STATCOM/SVC）在係統穩定中的應用案例。 --- 第三部分：船舶網絡通信與信息安全（Vessel Networking, Communication, and Cybersecurity） 現代船舶的電子係統高度依賴於可靠、高速的數據交換。本部分著重於網絡架構的構建和麵嚮網絡攻擊的防禦。 IEC 61850 在船舶配電自動化中的適應性： 探討瞭陸地電網中成熟的 IEC 61850 標準如何被裁剪和優化以適應船舶配電係統的快速、確定性通信需求，實現保護、控製和監測功能的高度集成。 時間敏感網絡（TSN）在關鍵控製迴路中的潛力： 分析 TSN 技術如何解決傳統以太網在實時性方麵的不足，使其適用於對延遲要求極高的推進控製和動態定位係統。 操作技術（OT）層麵的網絡安全加固： 詳細介紹如何構建“縱深防禦”體係，包括對 PLC/RTU 固件的完整性驗證、針對船上控製網絡的微分段（Microsegmentation）技術，以及實時入侵檢測係統的部署。 --- 第四部分：傳感器技術與環境監測的升級（Advanced Sensing and Environmental Compliance Monitoring） 本部分關注如何利用高精度、多功能傳感器來提升船舶的監測能力，特彆是針對環保法規的要求。 非侵入式監測技術在管路係統中的應用： 介紹超聲波、電磁流量計等技術在不中斷係統運行的情況下，對燃料消耗、廢水排放和冷卻水循環進行高精度測量的集成方案。 硫氧化物（SOx）和氮氧化物（NOx）在綫監測係統的校準與數據溯源： 深入探討煙氣分析係統的集成點選擇、采樣精度保障，以及如何利用加密技術確保排放數據的不可篡改性以滿足執法要求。 狀態監測（CBM）的高級分析： 不僅僅是采集振動或溫度數據，而是利用多變量關聯分析，建立設備“健康指數”模型，預測主軸承或齒輪箱的剩餘使用壽命（RUL）。 --- 第五部分：可持續航行與非常規能源集成（Sustainable Navigation and Alternative Energy Integration） 本部分麵嚮未來船舶的動力轉型，重點分析液化天然氣（LNG）、甲醇、氨等替代燃料動力係統的電氣化挑戰。 燃料電池係統（Fuel Cells）在船舶主電網中的並網控製： 詳細分析低壓直流（LDC）燃料電池係統與高壓交流（HVAC）主電網之間的功率電子接口設計，包括雙嚮 DC-DC 變換器在高動態負載下的控製策略。 岸電連接的智能接口： 聚焦於高功率密度岸電（High Power Shore Connection）的電氣隔離、浪湧抑製和自動相位匹配技術，確保船岸交接過程的安全平滑。 混閤動力係統的最優蓄能策略： 針對電池與主機之間的能量流管理，探討基於模型預測控製（MPC）的優化方法，平衡電池壽命、燃料消耗和運行成本。 --- 第六部分：工程項目的高級質量保證與測試（Advanced Quality Assurance and Commissioning for Engineering Projects） 本書最後一部分迴歸到工程實施的嚴謹性，強調從設計到最終交付的質量控製流程。 係統集成測試（SIT）的規範化流程： 詳細定義瞭從單個設備功能測試（FAT）到整個係統集成測試（SIT）的測試用例設計，特彆強調瞭故障注入測試（Fault Injection Testing）在驗證係統冗餘和保護動作的有效性。 電磁兼容性（EMC）的早期設計與驗證： 闡述如何在係統設計階段通過電磁場仿真軟件預估乾擾源和敏感度，並介紹在船體結構中實現有效接地和屏蔽的工程實踐。 數字化孿生（Digital Twin）在係統調試中的應用： 探討如何利用真實的係統運行數據對調試模型進行校準，實現虛擬環境中對復雜故障場景的預演和調試方案的優化，從而縮短船舶的進塢調試周期。 本書的價值在於提供瞭一種跨學科、係統論的視角來處理現代船舶電力與電子工程中的高難度問題，旨在培養工程師的係統思維、前瞻性設計能力和對前沿技術的主動適應性。內容側重於“如何解決目前行業麵臨的復雜技術瓶頸”，而非基礎知識的復述。

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