2020年天津3555船舶电气自考考试大纲

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本大纲对应教材版本：《船舶电气》张春来汤畴羽主编全国海船船员适任考试培训教材中国海事服务中心组织编审大连海事大学出版社人民交通出版社2008年3月版

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天津市高等教育自学考试课程考试大纲

课程名称：船舶电气

课程代码：3555

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

船舶电气是高等教育自学考试轮机工程技术专业的一门主要的专业课程，是必修课程。

二、课程目标与基本要求

本课程的目标与任务是使学生通过本课程的学习，获得有关直流电路、交流电路、三极管及交流放大器、运算放大器、二极管及整流电路、晶闸管及可控整流电路、数字逻辑电路、船舶电机、船舶电气设备的结构、工作原理和运行管理方面的基本知识、基本理论和基本技能。培养学生具有初步的以电机和主要电气设备的运行管理能使用、保养、维修的能力，满足STCW公约的有关要求，适应“能胜任现代船舶机电管理高级工程技术人才”的培养目标。

三、与本专业其他课程的关系

本课程是轮机工程技术专业的专业课。其后续课可为实操评估课程船舶电工工艺实操和电站操作实操。

第二部分考核内容与考核目标

第一章直流电路

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握直流电路的基本知识和概念、基本定理和定律以及分析、计算直流电路的基本方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）直流电路的基本概念（重点）

识记：直流电路基本的物理量及其单位；导体的电阻与材料关系；温度对导体电阻的影响

理解：实际方向和参考方向概念；电源的有载工作及电源外特性、电源开路与短路时电路特点；电容概念、单位、耐压值及极性的概念、电容串联与并联及等效计算；电容的充放电过程和特点、电容的储能

应用：额定值和实际值的概念及计算；电功率与电能的计算；万用表的使用

（二）欧姆定律和基尔霍夫定律（重点）

识记：欧姆定律及计算

理解：含源电路的欧姆定律及计算；基尔霍夫电流、电压定律及计算

应用：电位的计算

（三）串并联电阻电路的计算（次重点）

理解：电阻串联与分压的概念、电阻并联与分流的概念

应用：电阻串联、并联、混联的判断及等效计算

第二章电与磁

一、学习目的与要求

本章学习重点掌握交、直流铁心线圈的结构、特点，建立铁损概念；掌握磁性材料的磁性能；掌握磁路基本物理概念和定律。

二、考核知识点与考核目标

（一）电磁铁（重点）

识记：电磁铁的种类、结构、特点

理解：电磁铁的等效电路

应用：交流电磁铁减振的方法

（二）磁性材料的磁性能（次重点）

识记：磁畴的概念

理解：铁磁材料的磁性能、铁心损耗。

应用：磁性材料的分类

（三）磁路（一般）

识记：磁路基本物理量

理解：磁路基本定律

第三章正弦交流电路

一、学习目的与要求

通过本章的学习，掌握交流电路的基本概念、基本理论以及交流电路的分析方法。

二、考核知识点与考核目标

（一）交流电的基本概念（一般）

识记：正弦交流电三要素的概念

理解：相位差的概念

应用：正弦量的表示法

（二）电阻、电感、电容交流电路（重点）

理解：耗能元件和储能元件的概念；压流大小、相位关系及计算；阻抗串、并联的概念及计算；谐振电路的特点及计算

应用：平均功率、无功功率、视在功率计算；功率因数的计算；提高电路功率因数的意义和方法

（三）三相交流电源（重点）

识记：三相对称正弦交流电的产生、三相对称正弦交流电压的特点、相序

理解：三相电源的Y形接法；火线、中线的概念；相电压、线电压的概念及二者大小和相位关系

（四）三相负载的Y接法和Δ接法（重点）

识记：三相负载的概念；三相电流的概念

理解：负载Y接法和Δ接法时相电压、线电压的大小和相位关系，相电流、线电流的大小和相位关系；中线电流的概念及计算

应用：三相功率的计算；三相四线制和三相三线制的概念和应用场合

第四章半导体理论

一、学习目的与要求

通过本章的学习，理解半导体的特性、模拟电子电路的基本概念和分析方法。掌握整流电路的构成及计算，晶闸管及其应用，集成运算放大器的应用。掌握门电路、组合逻辑电路及其运算，触发器、时序逻辑电路的理解及应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）半导体导电特性及其PN结的单向导电性（一般）

识记：半导体导电特性；P型半导体及N型半导体的概念

理解：PN结的概念、单向导电原理；PN结正偏和反偏的概念

（二）二极管及其整流电路（次重点）

识记：二极管的结构特点和分类

理解：二极管的单向导电性、伏安特性、死区电压与击穿电压的概念；二极管、稳压管的参数及计算

应用：利用万用表对二极管好坏、极性的判断方法；整流、滤波、稳压电路的构成及计算

（三）晶体管及其电流放大原理（重点）

识记：PNP型与NPN型晶体管的结构、硅管与锗管的概念

理解：晶体管基本放大电路的组成和各元器件的作用；晶体管在不同工作状态时的条件及特点；晶体管电流放大原理；放大电路静态工作点的设置与调整、非线性失真的概念、二者关系

应用：利用万用表对三极管类型、管脚的判断方法

（四）晶闸管及其应用（次重点）

识记：晶闸管的结构及特点

理解：晶闸管的导通及关断条件

应用：可控整流电路的构成及计算

（五）运算放大器及其应用（一般）

识记：集成运算放大器的特点、参数

理解：集成运算放大器的分析依据

应用：集成运算放大器在信号运算方面的应用

（六）数字逻辑电路及其应用（一般）

识记：基本门电路的逻辑符号、表达式、真值表

理解：组合逻辑电路的分析；逻辑代数基本公式的运算；RS触发器、D触发器、JK触发器的逻辑符号、真值表、波形图及翻转条件

第五章船舶电机变压器

一、学习目的与要求

通过本章学习

掌握变压器的结构、工作原理和基本计算，掌握三相变压器和仪用变压器的使用注意事项。

理解三相异步电动机旋转磁场的产生，转速和转向，掌握同步转速、磁极对数、转子转速及转差率之间的关系和计算。掌握功率和转矩平衡的概念及其基本计算，了解起动性能，掌握起动方法及起动电流、起动转矩与起动电压的关系和计算。了解定子电流、功率因数和效率随负载变化情况。

理解同步发电机的空载特性、电枢反应、外特性和调节特性。建立电枢单相等效电路，掌握电压方程式及相量图，了解分析和计算方法。

理解直流发电机和直流电动机的基本工作原理，理解空载特性、外特性和自励发电机的起压条件。理解并励、串励和复励发电动机的转速特性、转矩特性和机械特性，了解起动性能、过载能力、反转方法和调速方法。掌握转矩、功率转速的基本计算。

了解伺服电动机、测速发电机自整角机和步进电机的结构特点、工作原理及应用。

二、考核知识点与考核目标

（一）变压器的工作原理（重点）

识记：变压器的结构

理解：变压器的工作原理与基本变换功能

应用：变压器电路的基本计算

（二）三相变压器（重点）

识记：三相变压器的接法

理解：同名端的概念

应用：同名端的测定方法及三相变压器的使用注意事项

（三）仪用变压器（次重点）

识记：仪用变压器种类

理解：仪用变压器使用的注意事项

应用：铅形电流表原理的使用方法

（四）三相异步电动机的工作原理（重点）

识记：三相异步电动机的结构

理解：旋转磁场的形成、转差率概念

应用：掌握定子绕组电流、输出功率和转矩的基本计算

（五）三相异步电动机的启动（重点）

识记：三相异步电动机的启动方法及特点

理解：各种启动方法

应用：计算启动电流与启动转矩

（六）三相异步电动机的制动（重点）

识记：各种三相异步电动机的制动的方法

理解：各种三相异步电动机的制动原理

应用：各种三相异步电动机的制动应用的场合

（七）同步发电机的工作原理（重点）

识记：同步发电机的结构、种类及励磁方式

理解：电枢反应对同步发电机运行的影响

应用：不同负载情况下外特性和调节特性的分析

（八）同步发电机的空载特性（次重点）

识记：自励同步发电机的建压条件

理解：自励同步发电机的建压过程

应用：空载运行点的选择

（九）同步电动机（一般）

识记：同步电动机的结构

理解：同步电动机的工作原理及启动方法

应用：调相机在船舶上的应用

（十）直流电动机（重点）

识记：直流电机的结构及励磁方式

理解：并励、串励和复励发电动机的转速特性、转矩特性和机械特性

应用：直流电动机的启动、调速、制动、反转的方法及计算

（十一）直流发电机（重点）

识记：直流电机的结构及励磁方式

理解：外特性、空载特性和自励发电机的起压条件

应用：直流发电机的励磁方式与使用场合

（十二）直流电机的基本工作原理（次重点）

识记：流电机的结构

理解：换向器的作用、电枢反应对直流电机运行的影响

应用：换相极的作用

（十三）伺服电动机（重点）

识记：伺服电动机的结构及要求

理解：交、直流伺服电动机的工作原理

应用：了解交、直流伺服电动机应用

（十四）自整角机（次重点）

识记：自整角机的结构

理解：力矩式自整角机和控制式自整角机的的工作原理

应用：了解力矩式自整角机和控制式自整角机的应用

（十五）测速发电机（一般）

识记：测速发电机的结构

理解：测速发电机工作原理

应用：了解测速发电机的应用

第六章电力拖动控制电路及系统

一、学习目的与要求

通过本章学习

掌握各种常用控制电器的结构、功能与船舶电气设备控制系统基本组成、自动控制原理。

掌握锚机、起货机对电机、控制电路的要求，掌握锚机、起货机的控制原理

掌握船舶舵机对供电系统的要求，掌握船舶舵机对控制系统的要求，掌握船舶舵机的种类及不同种类的舵机对电动机的要求，掌握舵机的各种操舵方式，掌握自动舵的PID调节功能，了解自动舵系统的组成和工作原理。

二、考核知识点与考核目标

（一）电动机控制电路（重点）

识记：常用电器的结构、工作原理及电路符号

理解：点动、多地点控制、自锁、互锁、连锁等基本控制环节

应用：掌握星/三角启动电路、反接制动电路、能耗制动电路、空压机的双位压力控制电路、泵的自动切换控制电路的原理及分析方法

（二）常用电器（次重点）

识记：常用电器的结构、电路符号

理解：常用电器的工作原理

应用：热继电器、熔断器的选择

（三）船舶锚机的自动控制原理（重点）

识记：锚机对电动机、控制电路的要求

理解：锚机的控制电路的控制过程

（四）船舶货机的自动控制原理（次重点）

识记：起货机的种类和起货机对电动机、控制电路的要求

理解：起货机的控制电路的控制过程

（五）操舵方式及原理（重点）

识记：舵机系统的组成

理解：掌握舵机的各种操舵方式及原理，掌握自动舵的PID调节功能

（六）舵机的要求（次重点）

识记：舵机系统的分类

理解：舵机对供电系统的要求、舵机对控制系统的要求、不同类型的舵机对电动机的要求

第七章船舶电站

一、学习目的与要求

通过本章学习

掌握船舶电力系统的组成、电源装置、配电装置、输电网络及用电设备的功能和分类。掌握手动准同步并车操作方法，理解同步条件检测方法与检测原理，掌握负载转移与解列的操作方法。理解电抗器同步并车原理，掌握粗同步并车方法。

理解自动调压装置的工作原理。掌握自动调压装置的功能、基本要求和分类，理解相复励系统的组成、工作原理与参数调整。了解发电机调压特性与可控相复励恒压原理的关系。

理解均压线、电流稳定电路、差动电流互感器等设备自动分配无功的原理。

掌握频率检测、有功功率检测及其变送原理，恒频和有功自动分配自动控制原理。

掌握电网的组成、供电范围、结线方式、线制、电缆的选择及电网的保护。

二、考核知识点与考核目标

（一）船舶电力系统（重点）

识记：船舶电力系统的组成

理解：电源装置、配电装置、输电网络及用电设备的功能和分类、主开关的工作原理、蓄电池的工作原理及使用方法。

（二）同步发电机的并联运行（重点）

理解：准同步条件检测方法与检测原理，理解粗同步并车原理，

应用：掌握手动准同步并车操作方法，掌握负载转移与解列的操作方法。

（三）发电机的保护（重点）

识记：发电机保护的类形

理解：发电机保护的原理

应用：发电机保护整定值的调整范围

（四）同步发电机电压的自动调节（重点）

识记：自动调压装置的基本要求和分类，了解相复励系统的组成

理解：不可控相复励恒压原理

应用：自动电压调整装置参数调整

（五）同步发电机有功功率自动调节（重点）

识记：调速器的结构、原理

理解：自动调频调载装置的工作原理及调载过程

（六）无功功率的自动调节（次重点）

识记：无功功率的自动调节装置的种类与适用场合

理解：各种无功功率的自动调节装置的工作原理

应用：均压线联接的无功分配及电流稳定电路原理

（七）船舶电网的保护、电网的绝缘监视与维护（重点）

识记：电网保护的种类

理解：船舶电网的保护方式

（八）电缆的选择（次重点）

识记：船舶电缆的特点

理解：船用电缆选择与敷设的要求

第八章船舶照明系统

一、学习目的与要求

本章学习重点是了解电光源的类型和特点、航行灯与信号灯的标志与用法以及船舶照明供电系统的控制、保护和维护等。

二、考核知识点与考核目标

（一）船舶照明配电系统（重点）

理解：对船舶照明配电系统的要求

应用：船舶照明系统的维护

（二）船舶航行信号灯系统（次重点）

识记：航行灯、信号灯的标志与用法

理解：航行灯、信号灯控制电路

（三）照明电光源与船舶照明器具（一般）

识记：船舶照明光源的分类与适用场合

应用：船舶照明设备的常见故障及排除

第九章报警系统

一、学习目的与要求

本章学习重点掌握主要传感器的类型、结构与工作原理，掌握报警装置的组成、分类、功能，了解典型火灾报警系统的工作原理。

二、考核知识点与考核目标

（一）单元组合式报警系统（重点）

识记：单元组合式报警系统的组成、分类

理解：单元组合式报警系统的功能

（二）传感器（次重点）

识记：传感器的类型与结构

理解：主要传感器的的工作原理

应用：各类传感器在火灾报警系统中的应用

第十章船舶安全用电和安全管理

一、学习目的与要求

通过本章学习，掌握电气设备的船用条件和防护要求，掌握安全用电和油轮防火的基本知识。

二、考核知识点与考核目标

（一）船用电气设备（重点）

识记：电气设备的船用条件

理解：对船舶电气设备要求

（二）安全用电（重点）

识记：安全用电的基本知识

理解：触电安全防护措施

应用：电气设备的防火、灭火

（三）油轮电气设备（一般）

识记：对油轮配电系统的要求

理解：对危险区安装电气设备的基本规定

应用：防止静电火花的方法

第十一章船舶电气管理人员的安全职责

一、学习目的与要求

通过本章学习，熟悉在不同工况下船舶电气管理人员应承担的职责。

二、考核知识点与考核目标

（一）船舶电气管理人员的安全职责（重点）

识记：各类船舶电气设备的维护保养周期

理解：在船舶修理、船舶监造、船舶航行、及交接班等不同情况下的职责规范。

第三部分有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中，按照“识记”、“理解”、“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是：

识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。

理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。

应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。

二、教材

指定教材：《船舶电气》张春来汤畴羽主编全国海船船员适任考试培训教材中国海事服务中心组织编审大连海事大学出版社人民交通出版社2008年3月版

参考教材：《船舶电气》文元全主编人民交通出版社2002年出版

《船舶电气设备及系统》郑华耀主编大连海事大学出版社2005年版

《电工学》秦增煌主编高教出版社出版第六版

三、自学方法指导

1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。

2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。

3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。

4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2、应掌握各知识点要求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。

3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。

4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡"认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通"的方法。

5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。

6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。

7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8、助学学时：本课程共7学分，建议总助学课时126学时，课时分配如下：

五、关于命题考试的若干规定

(包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考试方法和考试时间等)

1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。

2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是："识记"为25%、"理解"为50％、"应用"为25％。

3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为2：3：3：2。

4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占65%，次重点占25%，一般占10%。

5、试题类型一般分为：单项选择题、名词解释、填空题、简答题、计算题等。

6、考试采用闭卷笔试，考试时间150分钟，采用百分制评分，60分合格。

六、题型示例（样题）

（一）单项选择题

1、为维持同步发电机的输出电压稳定，随着输出电流的（），在感性负载时应（）

励磁电流。

A减小/不变B增大/减小C增大/不变D增大/增大

（二）名词解释

1、电枢反应：

2、再生制动：

（三）填空题

1、交流电机及变压器的铁心损耗分为与。

（四）简答题

1、简述三相四线制供电系统中线断开对负载工作的影响。

（五）计算题

1、有一三相电动机，每相等效电阻R=29Ω，等效感抗XL=21.8Ω。绕组为星形联结接于线电压UL=380V的三相电源上。试求电动机的线电流、相电流及从电源输入的功率。

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