电力电子及电力系统常用翻译教学内容文档格式.docx
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theycanbefurtherdividedintothreecomponents:
（a）theon-statelosses,（b）theoff-statelossesandthelossesinthetransitionstates.他们可以分为三个部分:
通态损耗，断态损耗和转换过程中产生的损耗。
2通态损耗On-StateLosses
Theelectricalswitchesconductheavycurrentandhavenonzerovoltageacrosstheswitchintheon-state.Theon-statepowerlossesaregivenbyPon=Usonif.这个电子开关能导通大电流，并且在通态时有非零的压降。
这个通态功率损耗的公式为Pon=Usonif.
TheUsonandIfarerespectivelytheswitchvoltageintheon-stateandtheforwardcurrentthroughtheswitch.Forexample,thetypicalpowerdiodesandthepowertransistorshavenearly0.5tolvoltacrossthemintheon-state.Theforwardcurrentscanbehundredstothousandsofamperes.Theon-statepowerlossesareverysignificant.其中Uson是通态时开关上的压降，if是流过开关的电流。
例如，典型的功率二极管和功率晶体管有近似0.5~1伏的通态压降。
而电流会有数百到数千安培。
这个通态损耗非常重要。
3断态损耗Off-StateLosses
Theelectricalswitcheswithstandhighvoltagesandhavenonzeroleakagecurrentthroughtheswitchintheoff-state.Theoff-statepowerlessesaregivenbyPoh=Uoffir在关断状态时，电子开关到经受得起高电压，并会有非零的漏电流。
断态损耗的公式为Poh=Uoffir.
TheUsoffandIrarerespectivelythereversebiasvoltageintheoff-stateandthereversecurrentthroughtheswitch.Forexample,thetypicalpowerdiodesandthepowertransistorshavehighreversevoltagesinhundredstothousandsofvoltsandmicroampstomilliampsthroughthemintheoffstate.其中Uoff在断态时的反向偏置电压，ir是流过开关的反向漏电流。
例如，典型的功率二极管和功率晶体管有很高的反向压降几百到几千伏和几微安到几毫安的漏电流。
4转换损耗Transition-StateLosses
Thepracticalswitchingdeviceshavelimitedcapabilitiesofrateofvoltagetransitionandtherateofcurrentsteering.Thesenonabrupttransitionratesgiverisetopowerlossesintheswitchingdevices.Wewillexaminetheseswitchinglossesintwocasesseparately:
theinductiveandcapacitiveloads.在实际的开关装置限制了电压变换率和电流变化率。
非突变引起了开关装置的功率损耗。
我们测试开关损耗时分两种情况：
感性负载和容性负载。
5接感性负载的开关SwitchingwithInductiveLoad
TheindutorisassumedtobelargesothatthecurrentthroughitinsteadystateisnearlyconstantIo.Assumethatinitiallytheswitchisoff.Theinductorcurrentis+IoandfreewheelsthroughdiodeV1.Whentheswitchisturnedon,thecurrentthroughtheswitchbeginstobuilduplinearly（anassumption）to+IowhilethediodeV1isstillon.Theondiodehaszerovoltageacrossit（anidealdiode）,hence,thevoltageontheswitchisheldconstantat+Us.Whenthecurrentbuildupisover,thediodeV1ceasestoconductandthevoltageontheswitchrampslinearly（againanassumption）downtozero.假设电感无穷大，即在稳定时流经电感的电流是恒定的Io，假定开始时开关处于关断状态。
电感电流为+Io惯性流过二极管V1。
当开关闭合后，电流流经开关开始建立线性上升+Io此时二极管扔导通。
二极管压降为0，此时开关两端电压维持在+Us当电流建立完成后，二极管V1截止，开关两端电压线性下降为0。
Whentheswitchisturnedoff,thevoltagebeginstobuilduplinearlyto+uswhilethediodeV1isoff.whilethediodeisoffthecurrentthroughtheswitchequalstheinductorcurrent,whichisconstantI0Aftertheswitchvoltagereachesaero,thecurrentthroughtheswitchbeginstodecreasebelowI0,astheremainingcurrentisnowsteeredthroughthediodeV1whichhasnowturnedonThecurrentthroughtheswithchrampsdowntozeroultimately.SwitchingwaveformswithinductiveloadareshowninFig.3-1开关打开后，开关两端电压线性上升至Us。
此时二极管仍截止，二极管截止，流过开关的电流相当于流过电感的电流，维持在恒定的Io。
开关电压到0时，通过开关的电流开始上升到Io以下。
此时余留的电流正转向二极管V1，V1导通。
最终通过开关的电流下降到0，开关过程的波形的电感负载波形见图3-1
Theswitchinglossesaregivenby:
Psw=1/2UsIo[……….]fs
6开关损耗的公式
Psw=1/2UsIo[……….]fs
Theswitchingpowerlossesincreaselinearlywiththeswitchingfrequencylikeintheresistivecasebutaboutsixtimesmore.Theupperboundontheswitchingfrequencyisalsoabouthalf.开关功率损耗线性增加随着开关频率此时的损耗要比阻性负载损耗的6倍还多。
当f取最大时Psw=1/2UsIo。
7开关接有容性负载SwitchingwithcapacitiveLoad
ThecapacitorisassumedtobelargesothatthevoltagethroughisinstedystateisnearlyconstantU0.Assumethatinitiallytheswitchison,hence,thecuttentthroughtheswitchisIS.ThecapacitorvoltageisUthevoltageacrosstheswitchiszeroandthediodeV1isreversebiased.Whentheswitchisturnedoff,theswitchvoltagebeginstorampupto+U0whilethediodeV1isstilloff.Duringthisbuildup,thecurrentthroughtheswitchisheldconstantatIs.Whengthevoltagebuildupisover,thediodeV1beginstoconductandthevoltageontheswitchisclampedatU0,andthecurrentthroughtheswitchrampslinearly（againanassumption）downtozero.假设电容器很大，致使在稳定状态下其两端电压接近为常数Uo。
假使开关初始状态为闭合，则通过开关的电流为Is。
电容器的电压为Uo开关两端的电压为零，二极管V1反向偏置。
当开关打开后，开关两端电压开始上升到Uo，此时二极管一直关断。
当电压等于Uo时，二极管V1开始导通并且开关两端电压被钳位在Uo。
流过开关的电流线性下降到零。
Whentheswitchisclosed,thecurrentbeginstobuilduplinearlytoIswhilethediodeV1isstillon.ThevoltageontheswitchremainsclampedatU0.AftertheswitchcurrentreachesIs,thediodeturnsoffandthevoltageontheswitchbeginstorampdowntozero.当开关闭合，电流开始上升至Is，此时V1仍然导通，开关两端电位被钳位在Uo。
当开关电流等于Is时，二极管关断并且开关两端电压线性下降至0。
Theswitchingpowerlossesinthecaseofcapacitiveloadalsohavesimilardependenceasinthecaseofinductiveloads.当开关闭合，电流开始上升至Is，此时V1仍然导通，开关两端电位被钳位在Uo。
Theswitchingpowerlossesinthecaseofcapacitiveloadalsohavesimilardependenceasinthecaseofinductiveloads.接容性负载情况下的开关功率损耗的决定因素与感性负载情况下有相似之处。
Theswitchinglossescanbeusuallyminimizedintwoways;
1diverttheenergyfromtheswitchtoalossornon-losscircuitor2switchateitherzerocurrentoratzerovoltage.Thefirstiscalledsnubberingandthelaterisknownaszero-voltageandzero-currentswithching.开关损耗一般被归为两点：
1。
开关的能量转化成了损耗或无损耗电流或开关的过0电流或过0电压，第一个被称为缓冲，最后一个被成为过0电流或过0电压的开关。
第二章ElectricPowerSystems电力系统
1介绍Introduction
Themodernsocietydependsontheelectricitysupplymoreheavilythaneverbefore.现代社会的电力供应依赖于更多地比以往任何时候。
Itcannotbeimaginedwhattheworldshouldbeiftheelectricitysupplywereinterruptedallovertheworld.它无法想象的世界应该是什么，如果电力供应中断了世界各地。
Electricpowersystems（orelectricenergysystems）,providingelectricitytothemodernsociety,havebecomeindispensablecomponentsoftheindustrialworld.电力系统（或电力能源系统），提供电力到现代社会，已成为不可缺少的组成部分产业界的。
Thefirstcompleteelectricpowersystem（comprisingagenerator,cable,fuse,meter,andloads）wasbuiltbyThomasEdison–thehistoricPearlStreetStationinNewYorkCitywhichbeganoperationinSeptember1882.第一个完整的电力系统（包括发电机，电缆，熔断器，计量，并加载）的托马斯爱迪生所建-站纽约市珍珠街的历史始于1882年9月运作。
ThiswasaDCsystemconsistingofasteam-engine-drivenDCgeneratorsupplyingpowerto59customerswithinanarearoughly1.5kminradius.Theload,whichconsistedentirelyofincandescentlamps,wassuppliedat110Vthroughanundergroundcablesystem.这是一个半径直流系统组成的一个蒸汽发动机驱动的直流发电机面积约1.5公里至59供电范围内的客户。
负载，其中包括完全的白炽灯，为V提供110通过地下电缆系统。
Withinafewyearssimilarsystemswereinoperationinmostlargecitiesthroughouttheworld.WiththedevelopmentofmotorsbyFrankSpraguein1884,motorloadswereaddedtosuchsystems.Thiswasthebeginningofwhatwoulddevelopintooneofthelargestindustriesintheworld.InspiteoftheinitialwidespreaduseofDCsystems,theywerealmostcompletelysupersededbyACsystems.By1886,thelimitationsofDCsystemswerebecomingincreasinglyapparent.Theycoulddeliverpoweronlyashortdistancefromgenerators.
在一个类似的系统在大多数大城市在世界各地运行数年。
随着马达的弗兰克斯普拉格发展在1884年，电机负载被添加到这些系统。
这是什么开始发展成为世界上最大的产业之一。
在最初的直流系统广泛使用尽管如此，他们几乎完全被空调系统所取代。
到1886年，直流系统的局限性也日益明显。
他们可以提供功率只有很短的距离从发电机。
Tokeeptransmissionpowerlosses（I2R）andvoltagedropstoacceptablelevels,voltagelevelshadtobehighforlong-distancepowertransmission.Suchhighvoltageswerenotacceptableforgenerationandconsumptionofpower;
therefore,aconvenientmeansforvoltagetransformationbecameanecessity.为了保持发射功率损失（我2R）和电压下降到可接受的水平，电压等级，必须长途输电高。
如此高的电压不发电和电力消耗可以接受的，因此，电压转换成为一个方便的手段的必要性。
ThedevelopmentofthetransformerandACtransmissionbyL.GaulardandJDGibbsofParis,France,ledtoACelectricpowersystems.在发展的变压器，法国和交流输电由L.巴黎戈拉尔和JD吉布斯导致交流电力系统。
In1889,thefirstACtransmissionlineinNorthAmericawasputintooperationinOregonbetweenWillametteFallsandPortland.1889年，第一次在北美交流传输线将在俄勒冈州波特兰之间威拉梅特大瀑布和实施。
Itwasasingle-phaselinetransmittingpowerat4,000Voveradistanceof21km.WiththedevelopmentofpolyphasesystemsbyNikolaTesla,theACsystembecameevenmoreattractive.By1888,TeslaheldseveralpatentsonACmotors,generators,transformers,andtransmissionsystems.Westinghouseboughtthepatentstotheseearlyinventions,andtheyformedthebasisofthepresent-dayACsystems.这是一个单相线路传输功率为4,000公里，超过21V系统的距离。
随着交流的发展多相系统由尼古拉特斯拉，成为更具吸引力的。
通过1888年，特斯拉举行交流多项专利电动机，发电机，变压器和输电系统。
西屋公司购买了这些早期的发明专利，并形成了系统的基础，现在的交流。
Inthe1890s,therewasconsiderablecontroversyoverwhethertheelectricutilityindustryshouldbestandardizedonDCorAC.Bytheturnofthecentury,theACsystemhadwonoutovertheDCsystemforthefollowingreasons:
在19世纪90年代，有很大的争议或交流电力行业是否应该统一于直流。
到了世纪之交的，在交流系统赢得了原因出在下面的直流系统为：
（1）VoltagelevelscanbeeasilytransformedinACsystems,thusprovidingtheflexibilityforuseofdifferentvoltagesforgeneration,transmission,andconsumption.
（1）电压水平可以很容易地改变了空调系统，从而提供了传输的灵活性，发电用不同的电压和消费。
（2）ACgeneratorsaremuchsimplerthan
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