电气自动化专业英语

第一篇：电气自动化专业英语

电气与自动化专业专业英语单词必备

abscissa axis 横坐标

ac motor 交流环电动机

active (passive) circuit elements 有(无)源电路元件active component 有功分量

active in respect to 相对….呈阻性

admittance 导纳

air-gap flux distribution 气隙磁通分布

air-gap flux 气隙磁通

air-gap line 气隙磁化线

algebraic 代数的

algorithmic 算法的

alloy 合金

ampere-turns 安匝(数)

amplidyne 微场扩流发电机

Amplitude Modulation(AM 调幅

armature circuit 电枢电路

armature coil 电枢线圈

armature m.m.f. wave 电枢磁势波

attenuate 衰减

automatic station 无人值守电站

automatic Voltage regulator(AVR)自动电压调整器auxiliary motor 辅助电动机

bandwidth 带宽

base 基极

bilateral circuit 双向电路

bimotored 双马达的

biphase 双相的

bipolar junction transistor (BJT) 双极性晶体管block diagram 方框图

boost 增压

boost-buck 升压去磁

breakaway force 起步阻力

breakdown torque 极限转矩

bronze 青铜

buck 补偿

capacitance effect 电容效应

carbon-filament lamp 碳丝灯泡

carrier 载波

Cartesian coordinates 笛卡儿坐标系

cast-aluminum rotor 铸铝转子

chopper circuit 斩波电路

circuit branch 支路

circuit components 电路元件

circuit diagram 电路图

circuit parameters 电路参数

coaxial 共轴的,同轴的

coil winding 线圈绕组

coincide in phase with 与….同相

collector 集电极

commutation condition 换向状况

commutator-brush combination 换向器-电刷总线complex impedance 复数阻抗

complex number 复数

compound generator 复励发电机

compounded 复励

conductance 电导

conductor 导体

corridor 通路

coupling capacitor 结合电容

cumulatively compounded motor 积复励电动机dc generator 直流发电机

dc motor 直流电动机

de machine 直流电机

demodulator 解调器

differentiation 微分

direct axis transient time constant 直轴瞬变时间常数direct axis 直轴

direct-current 直流

displacement current 位移电流

dynamic response 动态响应

dynamic-state operation 动态运行

e.m.f = electromotive fore 电动势

eddy current 涡流

effective values 有效值

effects of saturation 饱和效应

electric energy 电能

electrical device 电气设备

electrode 电极 电焊条

electromagnetic torque 电磁转矩

emitter 发射管 放射器 发射极

end ring 端环

energy converter 电能转换器

epoch angle 初相角

equivalent T – circuit T型等值电路

error detector 误差检测器

error signal 误差信号

excitation system 励磁系统

excited by 励磁

exciting voltage 励磁电压

external armature circuit 电枢外电路external characteristic 外特性

feedback component 反馈元件

feedback loop 反馈回路

feedback signal 反馈信号

feedback system 反馈系统

fidelity 保真度

field coils 励磁线圈

field current 励磁电流

field effect transistor (FET) 场效应管field winding 磁场绕组 励磁绕组

flux linkage 磁链

form-wound 模绕

forward transfer function 正向传递函数Frequency Shift Keying(FSK) 移频键控frequency 频率

full load 满载

full-load torque 满载转矩

gain 增益

gain 增益

generating 发电

generator voltage 发电机电压

Geometrical position 几何位置

harmonic 谐波的

heating appliance 电热器

high-gain 高增益

high-performance 高性能的

horsepower 马力

horseshoe magnet 马蹄形磁铁

hydropower station 水电站

ideal source 理想电源

imaginary part 虚部

impedance 阻抗

incident 入射的

induced current 感生电流

induction generator 感应发电机

induction machine 感应电机

induction machine 感应式电机

induction motor 感应电动机

infinite voltage gain 无穷大电压增益inrush current 涌流

instantaneous electric power 瞬时电功率

instantaneous mechanical power 瞬时机械功率insulation 绝缘

integration 积分下限

internal resistance 内阻

interoffice 局间的

inverse 倒数

iron-loss 铁损

isolation 隔离 分离 绝缘 隔振

laminated core 叠片铁芯

lamination 叠片

leakage current 漏电流

leakage flux 漏磁通

leakage reactance 漏磁电抗

leakage 泄漏

left-hand rule 左手定则

light emitting diode 发光二极管

lightning shielding 避雷

limiter 限幅器

line trap 限波器

linear zone 线性区

line-to-neutral 线与中性点间的

load characteristic 负载特性

load-saturation curve 负载饱和曲线locked-rotor torque 锁定转子转矩

locked-rotor 锁定转子

第二篇：电气工程及其自动化专业英语

老师：

学生:

专业：电气工程及其自动化

学院：

学号：

Automatic Control system

自动控制系统

When a specific systemis proposed for a given application,it must

satisfy certain requirements.This may involve the system response or optimization of the system in a specified way .These requirements that a control system must meet are generally called performance specifications.

当一个精细的系统被推引入一个给定的应用程序的时候，它必须满足这个特定的要求。这个可能包括系统响应或者系统精细方法的最佳组合。一般把这些一个系统必须处理的要求叫做性能指标。

The performance that of a control system can be considered in three parts .The first part pertains to the specification as they directly relate to system response .The second has to do with a

performance index that is a functionof the erroror output .The last part is concerned with system error caused by parameter variations .

一个控制系统的性能可以从三个部分来考虑。第一个部分涉及到的规格直接和系统响应有关。第二个部分和误差与输出功能的性能指标有关。第三个部分与参数变化引起的系统误差相联系。

Control system specifications can directly related to system response as shown in the Fig 8.1.This type of information is germane to second -order systems of higher-order systems which have a pair of characteristic zeroes that are complex and dominate the transient behavior .For example ,a system with characteristic zeroes at -5,-10+j2and -0.5+j2 is a fifth-order system but the dominant zeroes are -0.5+j2.The commonly used terms to describe system specification are peak

overshoot ,rise time ,delay time ,setting time ,bandwidth ,damping ratio and undamped natural frequency .

如图8.1所示控制系统的规格可直接的与系统响应有关。这类信息和二阶系统和高阶系统有关，此类系统的特征方程具有一对复数零点，对系统瞬态响应起主要作用。例如，一个有以-5，-10+j2,和-0.5+j2作为特征根的系统是五阶系统，但是这个系统的正解是-0.5+j2.通常用来描述系统规格的方法是尖峰超越量，上升时间，延迟时间，稳定时间，带宽，阻尼比率，无阻尼自然频率。

Peak Overshoot

尖峰超越量

This is measured when the response has maximum value .It is an indication of the largest error between input and output during the transient state .For the system considered we observed that the peak overshoot increased as the damping ratio decreased .The concept of peak overshoot is not limited to only second-order systems .It is often used for higher-order systems that have a

dominant pair of complex poles .These poles are those located nearest the imaginary axis .In most well-designed systems ,peak overshoots are lower than 30%.

这个是在响应有最大值的时候测量得到的。这是系统在不稳定部分内输入和输出之间最大的误差的象征。对于这个系统我们观察到尖峰超越量在无阻尼比率下降的时候上升。尖峰超越量的概念不仅限制于二阶系统。它还经常用在有一对显性的复数极点的高阶系统。这些极点就是那些位于离虚周最近的极点。在多数精心设计的系统里，尖峰超越量低于30%。 Rise Time

上升时间

The rise time is a measure of the speed of response .It is defined as the time necessary for the response to rise from 10%to 90%of its final steady state error .Sometimes an equivalent measure is to represent the rise time as the reciprocal of the slope of the response at the instant the response is 50%of its final steady state value .For second-order underdamped systems ,the time to reach the peak overshoot is also a good measure of the speed of response .

上升时间衡量系统的响应速度。它定义了响应从稳定部分误差的10%上升到90%需要的时间。有时用一个等效值来代替上升时间，及响应达到稳态值的50%时，输出响应上升斜率的倒数。对于二阶欠阻尼系统，到达尖峰超越量的时间也是一个较好的对系统响应速度的衡

量。

Delay Time

延迟时间

The time necessary for the response to reach some value (usually 50%)of its steady state value is called delay time .

响应到需要达稳定状态的某些值(通常是50%)的时间叫做延迟时间。

Settling Time

稳定时间

The settling time is defined as the time necessary for the response to increase to and stay within a specified range of its final value .Two of five percent is often stated as the tolerable range .The number of oscillations necessary to reach this condition is also a useful index .

稳定时间定义的是响应增加到或保持在系统的终值得指定的单元中所需要的时间。 Bandwidth

带宽

The bandwidth is defined as the frequency at which the output magnitude is 0.707as compared to the output magnitude at low (or zero )frequency when the system is subjected to sinusoidal inputs. 带宽定义为一个频率，当系统在正弦形式输入作用下，在该频率上输出幅值和低频(或零频)时的输出幅值之比为0.707.

Damping Ratio

阻尼比

This is a ratio of the system damping to the critical damping for a second-order system 。It measures the damping of a complex pole pair .Higher-order systems may have more than one damping ratio although the damping measured by the most dominant complex pole pair is of most importance.The damping ratio is an important parameter in determining the transient performance and stability of a system .

这是一个二阶系统的阻尼与临界阻尼的比。它衡量主导极点的阻尼。高阶系统可以有多个阻尼比，而由主导极点做对应的阻尼是最重要的。阻尼比是一个重要的用来确定系统的瞬态性能和稳定性的参数。

Underdamped Natural Frequency

欠阻尼的固有频率

This is directly related the “springiness”of a system .Like the damping ratio it may be applied to second-order systems or higher-ordersystems possessing dominant poles .这直接和系统的弹性相关。像阻尼比一样，它可能被应用到二阶或高阶系统来确定主导极点。

System specifications are also given in terms of the error constants as well as the system type .The error constants are used to relate the system gain and time constants to the system error of a unity feedback system .They measure directly the minimum ideal steady state error of a system for a step ,ramp and parabola input .

系统规格同样可以以误差系数和系统类型来表示。误差系数用来把单位反馈系统的增益及时间常数和系统误差联系在一起。它们用来直接衡量一个系统的阶跃，斜坡，抛物线输入的最小且理想的误差区域。

第三篇：辽工大电气自动化《专业英语》答案

单词：

current电流 voltage电压 variable变量 charge 电荷 resistor电阻 capacitor电容inductor 电感 generator发电机

independent source独立源 dependent source受控源 controlled source受控源 linear resistor线性电阻

voltage-current characteristic伏安特性 short circuit短路 open circuit开路 conductance电导 network网络 node节点 mesh网孔

mesh analysis网孔分析 time domain时域

phasor diagram相量图 frequency domain频域 amplitude振幅，幅度 impedance阻抗

electronics电子学，电子仪器 digital数字的 analog模拟

transducer传感器 excitation激励，激发 binary二进制的 amplifier放大器 resolution分辨率

operational amplifier运算放大器 difference amplifier差动放大器 semiconductor半导体 winding绕组

transformer变压器 interface接口 duty ratio功率比 inverter逆变器 step pulse阶跃脉冲

induction machine感应电机 exciting voltage励磁电压 prime mover原动机

induction generator感应(异步)发电机synchronous machine同步发电机 field winding励磁绕组

Y-connected windings星形连接绕组 turbine generator涡轮发电机 lead导线

flux通量，磁力线 transformer变压器

primary winding一次绕组 secondary winging二次绕组 reluctance磁阻 instruction 指令 document文件

audio signal声频信号，音频信号 program程序 keyboard键盘 software软件

central processing unit中央处理单元 workstation工作站 server服务器 client客户

microcomputer微型计算机 desktop computer台式计算机 notebook computer笔记本电脑 handheld computer掌上电脑 mouse鼠标 sound card声卡 modem调制解调器

operating system操作系统 serial processing串行处理 parallel processing并行处理 discharge放电

megabytes (MB)兆字节 install安装 setup安装

update更新，修改 adapter适配器

computer language计算机语言 high-level language高级语言 compiler编译程序 interpreter解释程序

system software系统软件 application software应用软件 bootstrap program引导程序 date base数据库

coaxial cable同轴电缆 fiber-optic cable光缆 microwave微波 infrared红外线的 broadband宽带 narrowband窄带

electric power system电力系统 fuse保险丝熔断器

transmission line输电线路

interconnection互相连接，互联

power system protection电力系统保护 circuit breaker断路器

electromechanical relay电磁继电器 protective relay保护继电器 thermal relay热继电器

rectifier bridge relay整流桥型继电器 electronic relay电子继电器

open-loop control system开环控制系统 closed-loop control system闭环控制系统选择题： 1.1

1. It is conventional (positive charges) 2. Electric current is (amperes) 3. The energy required (voltage) 4. The plus (+) and (voltage polarity) 5. According to the (absorbed) 1.2

1. An independent voltage (two-terminal element) 2. Resistors are (passive)

3. An ideal dependent (active) 4. There are (four)

5. For a voltage (current) 1.3

1. The circuit element (the resistor)

2. Ohm’s Law states (directly proportional to) 3. A resistor whose (a nonlinear resistor) 4. (An open circuit) is a circuit 5. An electric heater (12Ω) 1.4

1. Kirchhoff’s Laws are (topology of the network) 2. Kirchhoff’s Current Law can (two ways)

3. Kirchhoff’s Current Law is (the law of conservation of charge)

4. Kirchhoff’s Voltage Law (the law of conservation of energy)

5. The algebraic sum (zero) 1.5

1. Nodal analysis is (KCL, KVL) 2. (Nodal analysis) method is 3. For a circuit (N-1) 4. The potential at (zero)

5. Mesh analysis applies (KVL, mesh) 1.6

1. The voltage across (90°) 2. The voltage across (90°) 3. If in an (100∠100°) 4. The three-phase (four)

5. The three voltages (balanced three-phase voltages) 2.1

1. The voltage produced (an analog) 2. ON-OFF information (a digital) 3. A device that (A/D)

4. The thermocouple pair (voltage) 5. A D/A is (analog form) 2.2

1. Any algebraic combination (two)

2. According to the (multiplication, addition) 3. The commutative rule (the order) 4. The associative rule (the validity) 5. The relation A+ (identity) 2.3

1. The process of (analog-to-digital conversion) 2. (A temperature transducer) is a device 3. The precision and (incompatible)

4. The precision of (the number of binary bits) 5. In Fig.2-4 the (two) 2.4

1. At one time,(analog computer) 2. After the invention (solid-state)

3. If the operational (a very small voltage difference) 4. The wide application (negative feedback networks) 5. The useful range (80) 3.1

1. The switching losses (the off-state losses) 2. The typical power (0.7V)

3. The power transistors,(high reverse) 4. The rate of (power losses) 3.2

1. The DC-DC converter (direct current, direct current) 2. The Buck is (current step-up) 3. The PWM control (pulse width)

4. The gain of (the input dc source, the output voltage) 3.3

1. High power inverters (three-phase type) 2. The output of (sinusoidal voltage)

3. The constant speed (ac voltage sink load) 4. Voltage source inverters (inductive loads) 5. Output amplitude in (pulse-width) 4.1

1. The thumb is (the relative motion of conductor) 2. In induction motors (never reaches) 4. Form-wound coils (large AC) 4.2

1. When a induction (600) 2. If the difference (smaller)

3. The electric machine (generating) 4. The breakdown torque (maximum) 4.3

1. The speed of (the frequency of the current) 2. The field winding (a DC)

3. The cylindrical rotor (high-speed steam-turbine-driven generators)

4. The turbine generators (3600-rpm) 5. The field current (an exciter) 4.4

1. A transformer is (a magnetic field)

2. The primary winding (the power source) 3. The core construction (shell form)

4. The transformer that (distribution transformer) 5. Copper losses are (resistive) 5.1

1. A computer works (a series of stored instructions) 2. A keyboard or (an input)

3. The computer network (a local area network) 4. A computer that (client) 5. A hard disk (a storage) 5.2

1. Logical operations are (the ALU) 2. The 16-bit (sixteen bits)

3. A microprocessor accesses (more rapidly than) 4. Data stored in (permanently disappears) 5. The basic information (CMOS) 5.3

1. (A network card) is used to 2. (AGP slots) are primarily used 3. The notebook computers (LCDs) 4. Image clarity on (dot pitch)

5. (A dot matrix printer) printer uses a5.4

1. (A support module) can be used

2. A computer’s microprocessor (machine language) 3. Delphi belongs to (high-level programming language) 4. An operating system (system software)

5. (The file management system) allocates and 5.5

1. Twisted-pair cables (four) 2. (Fiber-optic cables) do not

3. The transmission capacity (broader) 4. (A modem) converts the signals 5. (A router) that connects at 翻译： 6

The modern society 现代社会比以前更加依赖于电力供应。

Electric power systems 电力系统(或电能系统)，已经变成工业社会必不可少的部分，它提供电能给现代社会。

The first complete 第一个完整的电力系统(包括有发电机、电缆、保险丝、电表和负载)被托马斯爱迪生建立，它于1882年的9月在纽约城历史上的珍珠街站开始，这是一个直流系统，包括有一个蒸汽机驱动的直流电动机提供电能给方圆1.5公里内的59个消费者。

Voltage levels can 在交流系统中，电压能够很容易被传输，因而为生产、传输和消耗的不同电压的使用提供了灵活性。

The first three-phase 第一个三相传输线于1893年在北美投入使用，它位于南加利弗里亚州2300V12km的传输线。

Eventually 最终在北美60Hz被采用为标准频率 ，尽管50Hz在其它国家已被使用。

To avoid the 为了避免电压不受限制的数值增升，工业上已经标准化了电压水平。

With the development 随着交流/直流转换设备的开发，高压直流传输系统在一些特殊情况已经变得更加具有吸引力和更加节约了。

The basic requirement 电力系统的最基本的需求是提供给消费者具有可接受的电压和频率的不间断的能源。 7

The steady state 电力系统的稳态操作，常常被各种电气设备上各种各样的故障打断。

To maintain the为了维护电力系统的正确操作，有影响、有效的、可靠地保护方案是必需的。

Power system components 电力系统元件被设计成在正常操作坏境下操作。然而，由于任何原因，所说的故障在这是一个异常，应该有一个能够检测这些异常情况的设备是必须的，如果是这样，发生异常的元件或器件被移除，比如说尽可能快的从系统的剩余部分删除它们。

The protection scheme保护方案包括有保护继电器和开关电路，比如说断路器。充当大脑功能的保护继电器是一个非常重要的部件。保护继电器是一个检测设备，它检测故障、确定故障的位置，通过关闭跳闸线圈，发送命令给正确的断路器，从保护继电器获得命令的断路器，仅断开出错的元件，这就是为什么保护继电器为什么是可靠地可维护的和可操作的快速的。This relay 这种继电器，它仍被在使用中，拥有几个重要的特性，比如说比较高的速度，对给定电力输入的比较高的扭矩和更加一致的扭矩。

With the discovery of solid 在上世纪50年代期间，随着固态软件的发现，具有无数优点的静态继电器被开发出来了。

Now the microprocessor 现在基于微处理器和小型计算机的继电方案已经被广泛的使用到世界各地的电力系统中，因为它有无数个优点，比如说自检特性和灵活性。

The overall system 整个系统保护被分成为下列部分：发电机保护、变压器保护、母线保护、反馈线路保护、传输线保护。

Any protection scheme 任何保护方案，基本包括2个部分，它被要求以保障电力系统部件能够抵制异常情况，比如说：继电器保护、断路器保护。

Since faults on a well designed 由于好的设计和健全的系统故障常常是稀少的，继电器仅仅偶尔被用来操作，这就是意味着继电方案通常是理想的，而且只要有故障发生时必须操作，换句话说，它必须是可靠的。Since the reliability 由于可靠性部分依赖于维护，因此继电器必须是容易维护的。

The maloperation of 继电器的误操作可以有两种方式。

Relaying scheme must 继电器方案必须是足够敏感的，以便于区别是正常系统还是故障系统。 8.1

In fossil fuel

在化石燃料电厂，煤、石油、或者天然气是在燃烧室中燃烧，燃烧的产品加热水，水被转化成水蒸气，水蒸气驱动机械上与发电机相连的涡轮机。

Coal is taken 煤从仓库中取出，被送到磨煤机与预加热的空气混合，混合物被吹进燃烧室，在那里它被燃烧，烧热室包括一个有管子和被称为蒸发器的合成器，通过蒸发器水被吸进来，在过程中水温上升，直到水蒸发变成水蒸气，水蒸气传过来送到涡轮机，燃烧的气体(烟气)，通过机械或电气的除尘器，烟气在被释放到烟囱之前，多达99%的固体颗粒灰尘，被吸尘器移除。

The net efficiency 火力发电厂的净效率通常小于40%被转化成电能(例如，煤的化学能不足40%被转化成电能)。尽管这个数据与工厂的大约30%的平均值相比较还算好一些，超过60%的化石燃料能量被转化成无用的热量。

为了提高效率和节约初级能源，热电能供电系统已被使用很长时间了，在那儿为工业应用和空间加热的电能和水蒸气(或者是热水)同时被产生。在这样的系统里，整个能量效率据说被提高60%至65%。

Some problem associated与火力发电厂相关的使用问题是煤的挖掘和传输带来的安全隐患和其他社会代价，火力发电厂与其他类型的化石燃料发电厂共同承担环境问题，它们包括有酸雨和温室效应。

8.2

In contrast to 水力发电厂与热电厂不同，水力发电厂的能源是从下落的水中获得，这样的电厂输出能量直接与水的流速参量相关联，用每秒立方米来测量水落下通过的距离被水头的米数来测量和一些合适的常量。 8.3

Controlled nuclear 可控核裂变是核电站的能量的来源，在裂变过程中通过反应堆传输到冷却液的热量被产生，水是最普通的冷却液，但是气体、有机复合物、液态金属和熔化物的盐也可以作为冷却剂。

In USA 在美国，有两种通用的类型，共同的被称之为亲水反应堆(以便于和使用“重水”区分)，它们是沸水反应堆和压水反应堆，两者均使用水作为冷却剂。 9

The successful operation 太空交通工具，太空飞船，太空站和可重构的飞行控制系统的成功操作依赖于使用在这些探险事业的大量控制系统的正确操作。 For a given 对一个励磁电流的给定值，一个必须的电压值被应用到电刷上以产生电机速度的期望值。 Systems in which the output quantity 这种输出量对输入量没有影响的系统被称为开环控制系统。

Systems in which the output has 这样的输出量对输入量有直接影响的系统被称之为闭环控制系统。 Comparison between the 参考输入和反馈信号两者之间进行比较，差值作为激励信号。

The fundamental difference 开环控制系统和闭环控制系统之间的最根本的区别是反馈行为，这个反馈可以是连续的或者是断续的。

This rapid growth 反馈控制系统的快速增长是被计算机的同样快速发展和广泛使用加速的。

The control theory 上个世纪五十年代末发展起来的控制理论可以被分类为经典控制理论，它被有效的应用到许多控制设计问题中，特别是单输入单输出系统，从那时开始，控制理论已经被发展成为更复杂的系统和多输入多输出系统的设计。

Hall and Harris appliedHall和Harris应用频率响应分析法到反馈系统的研究中，这种方法加快了控制理论作为一个整体的发展。

Laplace transform theory 拉普拉斯变换理论和网络理论也加入到根轨迹的计算中。

Depending upon the 根据已知因素和控制系统问题的简单性或复杂性，设计者可以单独使用一种方法或几种方法的组合。

第四篇：电气自动化专业英语 第二章 英汉对照

2 Fundamentals of solid-state power device

第二章 固体功率器件的基本原理

2.1 Introduction (绪论)

本章将集中讨论固态功率器件或功率半导体器件，并且只研究它们在采用相控(电压控制)或频率控制(速度控制)的三相交流鼠笼式感应电机的功率电路中的应用。

2.2固态功率器件

五种用于固态交流电机控制中的功率元器件是： 二极管;晶闸管(例如：可控硅整流器 SCR);电子晶体管;门极可关断晶闸管(GTO);双向可控硅。

晶闸管 SCR 和双向可控硅一般用于相位控制(相控)。各种二极管，晶闸管SCR，电子晶体管，门极可关断晶闸管的组合用于频控。这些器件的共性是：利用硅晶体形成的薄片构成P-N结的各种组合。对二极管，SCR，GTO 一般 P 结叫正极 N 结叫负极;相应的电子晶体管叫集电极和发射极。这些器件的区别在于导通和关断的方法及电流和电压的容量。 让我们根据他们的参数简单看一下这些元器件。

2.2.1二极管

图2.1显示了一个二极管，左边部分显示的是在硅晶体中的一个 PN 结，右边显示的是 二极管的原理图符号。当P相对于 N 是正时，由于节上有一个相当低的压降，前向电流开始流动。当极性相反时，只有一个极小的反向漏电流流动。这些用图2.2所示。前向电压通常大约有1V，不受电流额定值的影响。

二极管正向导通电流的额定值取决于其尺寸和设计，而这二者是根据器件散热的要求来确定的，以保证器件温度不超过最大结温(通常为200C)。

反向击穿电压是二极管的另一个重要参数。它的值更取决于二极管的内部设计而不是它的物理尺寸。 注意：一个二极管只有当加上正向电压时才会正向导通。没有任何固有(内在的)的方法控制导通的电流和电压值。

二极管主要用在交流电路中作整流器，这意味着它们把 AC 整流成 DC，同时产生的直流电流和电压值没有固有的控制方法。单二极管可用额定值到4800A 和最大反向电压 1200V，2000A 最大反峰电压4400V(peak reverse voltage)。

2.2.2晶闸管

图2.3显示了晶闸管(一般也叫可控硅)的 PN 结排列和它的原理图符号。注意这组从正到负结为PNPN结构，还有一个门极连到了内部的 P 层。

如果没有连门极，并且阳极加反向电压，从正极到负极就没有电流通过。这是因为内部 P 结由于未通电而工作在阻断电路。这种情况对于正向阻断状态也是正确的。然而，当阳极是正的并且正信号作用到门上，则电流将从正极一直流向负极即使门极没有正信号。

换言之，门极能打开晶闸管但不能关断它。关断晶闸管的唯一方法是通过外部方式在正极强加上一个零电流。 因此在前向导通只能通过强加零电流停止方面， 晶闸管与二极管是相似的。然而，晶闸管与二极管在如何启动前向导通方面是不同的。(1)阳极是正(2)门时刻为正。这个特性暗指了术语“可控硅”。

图2. 4阐明了晶闸管的稳态伏安特性。注意反向电压和反向泄漏电流的形状与二极管的很相似。反向电压导通时比二极管的高，通常有1.4V。阻断状态也有一个极小的前向泄漏电流。

在二极管中，稳态电流值是由器件的性能和底座(散热器)散发的热量确定的。晶闸管的最大结温比二极管要低，大约在125C。这意味着在同样的额定电流下，加上1。4V 的前向压降， 晶闸管比二极管的前向压降大的多。单晶闸管可用额定值在最大反向电压2200V 超 过2000A，在在最大反向电压4000V 超过1400A。

2.2.3电子晶体管(电子管)

图2.5给出了一个典型功率电子管的结排列，原理符号图和伏安特性。如果集电极为正，除非在基电极和发射极间有电流才有电流从集电极到发射极。与晶闸管比较，晶体管没有自锁功能。只有在基极有电流时。电流才能从集电极流到发射极。基极开路，集电极到发射极将阻断电流。

功率电子管与晶闸管在控制前向导通的启动时相似。它与晶闸管不同的地方在于它能控制关断和交流电机频率控制所必需的换向。

注意伏安特性没有显示反向特性。一般的，一个反向分流二极管连在发射极和集电极之间，以保护电子管受反向电压伤害。功率电子管的可用额定值是最高反向电压1000V400A。

2.2.4门极可关断晶闸管 GTO

图2.6显示了 GTO 的原理符号。GTO与晶闸管的相似处在于PNPN结的排列和前向电流的操作。如果阳极是正的，导通由通过作用在门上的正脉冲启动。然而硅片和结是利用特殊特性设计的，所以即使阳极保持正值，加到门上的强负电流作用迫使前向电流阻断。 GTO常用的瞬间额定值是 PRV1200V2400A。

2.2.5双向可控硅

图2.7显示了双向可控硅的原理符号图。一个双向可控硅由一个特殊的晶闸管包(包含前向和反向晶闸管)组成，由一个门引线来操作。他们常用在调光器电路中或者作为继电器的开关，这样截止态下很小的泄漏电流不会引起其它控制器的误操作。随着电流容量的增加以及其可用性，使得可控硅可以用于交流电机的相位控制中。

2.3功率半导体容量

功率器件在稳态交流电机马力范围大于600V 时如何用， 用在哪里摘要显示在表2.1中。马力额定值基于没有并联的器件。

2.4功率半导体的物理特性

在物理特性方面，三类最常用的功率半导体是：(1)栓接式(2)薄片或冰球式(3)绝缘散热器式。他们的共同特征是需要与其它器件有物理联系，这器件叫散热器，为了保持结温在设计值内把内部热量散发出去。散热器吸收结的热量并通过散热片，轮片(螺旋桨叶片) 或者液体冷却剂发散出去。(液体冷却剂几乎从不用于600V 级的固态交流电动机控制中，不包含在我们的讨论中。) 这三类功率半导体的不同在于它们如何安装，他们如何与散热器连接。

2.4.1栓接式

螺纹部分可能是PN结的一部分，或者是与有源电子部分电子绝缘。在任一种情况下， 螺纹部分常常插入散热器的螺纹孔。

栓接式器件在小马力额定值下常用来作为直接功率控制器件，在大马力额定值下常用来作为辅助保护器件。在后一种情况下，它们常直接安装在较大器件使用的散热器上，如冰球式设计。

2.4.2冰球式器件

典型冰球式功率器件可能是二极管，可控硅或 GTO。尺寸范围直径大约从25MM到 100MM。每一个平面即不是P也不是N结。该平面可以热传递和导电。冰球式器件典型安装是联接铝型材的散热器。特别的箝位电路，联接绝缘混合剂和扭矩扳手都必须保证最佳的热传递和电导率。

由于栓接式和冰球式器件的散热器都能传递电流，他们必须与机械底托电子绝缘。轮片可以加到散热器上增加热量排放并且使得可以连续额定功率工作。

由于散热器能在同样电压水平下作为功率器件，冰球式和栓接式的固态AC电动机控制必须通过附件(外壳)供给。附件(外壳)必须有合适的通风口或热交换器使得热量能散发。将这套设计用于全封闭外壳中是不切实际的，例如象 NEMA12的密封盒或相似的外围物。

2.4.3绝缘散热器件

绝缘散热器功率器件可以是二极管，可控硅，GTO，三极管或双向可控硅。每个包中包含器件的联合体，在内部以线连接。区别的特征是术语“绝缘散热器”。在每个包下面有一个铝底盘。这个底板与功率器件之间是导热并绝缘的。结的大部分热量传给了铝盘。这个底 板依次安装在第二个更大的散热底板上。这个更大的散热底板在背面有扇面。

绝缘散热器的设计使它自己是个完全封闭的设计。他们也有经过预包装的已经内部加固过的复合器件的优点。其缺点是通过底部安装的底板散热的能力有限，所以连续负荷状态时间要比安装开放的散热器冰球式器件的时间小。尽管如此，绝缘散热器在一般应用和器件容量上都迅速增长。在较高的左上角的排列是唯一的，同样它联合了有所有封闭设计的绝缘散热器概念的冰球式的优点(例如易替换，易互换)它也被恰当的称为“开放块状”模式。

2.5换流

在深入的讨论实际的固态交流电机的控制之前，将换流的概念及其种类阐述是必要的。换流的不同类型指所有讨论的固态电动机控制。换流是功率半导体器件中负载电流被截止或停止流动或转换到另一回路的过程。有以下三种换流方式：(1)自然或线电压换流(2)负载换流和(3)强制换流。

2.5.1自然或线电压换流

图2.8为用于将交流转换为直流的功率半导体电路，在数学上可以证明这种特殊电路可 以将60Hz460V 三相交流电转换为包含360Hz 脉动成分的600V 直流电。

因为60Hz 正弦交流线电压在每次正和负半周结束时都会过零，因此在线电压的每个半 周结束时，功率半导体是自动(关断)换流的，这也就是自然或电网(线电压)换流。

假设某一时刻图2.8电路产生的直流电压作用于一个具有反极性的电压源之上(见图 2.9)，且该直流电压稍高于600V，如果该半导体器件为二极管，则会导致短路的发生。但是，如果这些器件是晶闸管、三极管或可关断晶闸管，由于它们除非触发，都处于关断状态，没有电路流过，所以不会有像使用二极管时的短路现象发生。因为器件将在每个半周经历一次零电压，所以如果它们在每个半周的任意时刻导通后，在每个周期结束时，交流线电压将使器件换流。这也是由电流从直流端流向交流端的自然或线电压换流。

图2.10所示为一种连接于交流鼠笼感应电机交流接线端的半导体功率装置，如同图2.8 和图2.9，图

2.10中的功率器件在将在每个交流线电压正弦波周期经历一次零电压。因此， 这些器件可以是二极管、晶闸管、三极管和可关断晶闸管，或是双向可控硅。二极管可以导致线路和电机短路，所以二极管是多余的。对图2.10，晶闸管和双向晶闸管对于相控比较实用，因为它们可以被关断。可关断晶闸管和三极管由于其固有的关断能力不相适应，所以它们也不适用于图2.10。图2.10是另一种自然或线电压换流应用的例子。

2.5.2负载换流

负载换流发生于如下情形：负载具有某种特性可以导致交流电压自动为零，继而将导致器件每半个周期换流或关断一次。电机的旋转加上直流场的效果导致电机输入端正弦电压的产生。这种正弦波电压，如果连接到功率半导体器件，将提供半周一次的换流或关断，这就是负载换流，见图2.11。

电路见图2.11，它不能用于交流鼠笼式感应电机，因为激励或励磁电流来源于与线电流 功率部件相同的电源。可以为功率半导体控制系统加装特殊电路，一旦感应电机速度达到某 一值时，可以为电机提供负载换流。对于大型电机这样更为节省成本，但对于373kW/600V 的电机不太多见。强制换流技术用于这类电机。

2.5.3强制换流

图2.12所示为由功率半导体馈电的交流鼠笼式感应电机，依次由直流源馈电。如上所述，交流鼠笼式感应电机不能产生换流或使正弦波形转变极性，假设期望通过依次开、闭功率半 导体器件以提供电机的频率调节，则强制换流必须用于器件的关闭。

如果是三极管，基极信号将使其导通，基极信号的撤除将使其截止，三极管的强制换流 不需要其它功率器件。

对可关断可控硅，正门极脉冲使其导通，而负门极脉冲使其产生换流或关断，与三极管 一样，其强制换流不需要其它辅助功率器件

对于前面提到的晶闸管，门电路对关断无效，必须由与阴极和阳极并联的辅助功率器件 使阴极和阳极之间电流为零。典型的结构包括一个电容和一个晶闸管，如图2.13所示，当主晶闸管导通时，电容充电，主晶闸管关断的同时，辅助晶闸管同时导通，因而电容放电，强 制主晶闸管阳极中的电流为零。

2.6 总结

紧记功率半导体器件在固态交流电机控制中使用的三种重要的选项是： (1)功率半导体器件(二极管、晶闸管、三极管和可关断晶闸管和双向可控硅)可以 用于控制交流电压、交流转换为直流、直流转换为交流、和直流开关。 (2)采用哪种类型的器件取决于要实现的功能和器件输入和输出侧功率电流的特性。 决定很大程度取决于可以使用的换流类型——电网、负载、或强迫换流。 (3)器件的物理特性(拴接式、冰球式、或绝缘散热式)和相关的冷却要求，在很大 程度上取决于对成本的均衡考虑和控制器外壳的要求。 记住这三种选项的判据和性能， 让我们期待下一步器件会有最好的表现， 从将它们用于 固态交流电机的相控启动器开始

第五篇：电气工程及其自动化专业英语 第一章第五节

第五节 基本分析方法 在已经了解了电路理论的基本理论(欧姆定律和基尔荷夫定律)之后，我们准备应用这些定律导出电路分析的两个很有用的方法：节点分析法以及网孔分析法。前者基于基尔荷夫电流定律(KCL)的有序应用，后者基于基尔荷夫电压定律(KVL)的有序应用。根据这一节所导出的这两种方法，我们就能够通过列出一套有关方程然后求解所需的电压和电流来分析几乎任何电路。求解联立方程的一种方法涉及克莱姆法则，这个法则使我们可以把电路变量当作行列式系数来计算。

节点分析法

对于很多网络来说，选择节点电压(作为电路变量)是一个很方便的做法。由于电压被定义为存在于两个节点之间的电压，所以我们可以方便地选择网络中的一个节点作为参考节点或基准节点，然后和其它节点的电压或电位差相联系。每个非参考节点的电压相对于参考节点来说被定义为该节点电压。通常的做法是选择极性时使节点的电压相对于参考节点为正。对于一个包含有N个节点的电路而言，将会有N-1个节点电压，当然，如果存在电压源的话，他们中的一些可能是已知的。

我们通常选择那个连接有最多条支路的节点作为参考节点。许多实际的电路是建立在金属底版或底盘上，并且通常有很多个元件连接到底盘上，然后这个底盘通常接地。这个底盘于是就可以被称为地，并在逻辑上被选作参考节点。由于这个原因，参考节点通常指地。于是，参考节点的电位就是地电位或零电位，其它节点可以被认为是处于零电位之上的某个电位。

应用KCL我们将得到与节点电压有关的方程式。显然，连接有很多元件的节点被选为参考节点时，将结果方程进行简化是可以做到的。然而，我们应该知道，这并不是选择参考节点时的唯一标准，但它通常是最常用的标准。

在图1-15所示的网络中，存在有3个节点，数目如图所示。由于有4条支路连接到节点3，所以我们把它选作参考节点，用所示的连地符号来标明。

节点1和节点3之间的电压表明为u1，而u2定义为节点2和参考节点之间的电压。有这两个电压就够了，其它任意两个节点之间的电压可以根据这两个电压求出，例如，节点1相对于节点2的电压是(u1-u2)。

现在我们必须把基尔荷夫电流定律应用于节点1和节点2，我们可以通过使离开节点穿过n个电导的电流等于流入节点的总电流来做到这一点。于是，有：

在节点2，我们得到

解方程(1-19)和(1-20)求得未知的节点电压u1和u2。于是电路中的任何电流和功率可以被求得。

节点分析法的步骤为：

1.选择一个节点作为参考节点，将剩下的n-1个节点的电压定为u1，u2……un-1。 2.将KCL定律应用于n-1个非参考节点，应用欧姆定律，根据节点电压来表示支路电路电流。

3.求解所得到的联立方程得到未知的节点电压，然后求解其它需要的变量。网孔分析法 网孔分析法为电路分析提供了另一种通用的方法，这种方法使用网孔电流作为电路变量。使用网孔电流代替元件电流作为电路变量很方便，因为它可以减少要求求解的联立方程的个数。让我们重温关于回路是一个经过的节点都相异的闭合线路，而网孔是一个其中不包含任何回路的概念。

节点分析法应用KCL来求得某个给定电路的未知电压，而网孔分析法应用KVL来求得未知电流。由于网孔分析法仅适用于平面电路，所以网孔分析法不如节点分析法那样通用。平面电路是一个平面。平面电路是一种可以画在平板上而其中没有相互交叉的支路的电路。 否则它就是非平面电路。一个电路可能会有交叉的支路但仍然算是平面电路如果这个电路可以被重新画过使得其中没有交叉支路的话。一个网孔是一个其中不包含任何回路的回路。 例如，在图1-16中，电路中有两个网孔，在一个给定电路中流过网孔的电流被称为网孔电流。如果我们把题目中左手的网孔标为网孔1，那么我们就可以建立起这个网孔顺时针方向流动的网孔电流i1，网孔电流用一个几乎闭合的弯曲箭头符号标明并画在对应的网孔内，如图1-16所示。在剩下的网孔中建立网孔电流i2，方向也是顺时针。虽然网孔电流的方向是任意的，但我们应始终选择网孔电流为顺时针方向，因为这样做将由于对称法使方程中出现的错误减少到最少程度。

使用网孔电流的另一个突出优点是因为它满足基尔荷夫电流定律，如果某个网孔电流流入一个给定的节点，显然它也会流出那个节点。

把KVL应用于每个网孔，我们得到：

我们注意到方程(1-21)中i1的系数就是网孔1的电阻总和，而电流i2的系数是网孔1和网孔2的共有电阻的负值。现在我们看到方程(1-22)也是同样情况。

注意到支路电流不同于网孔电流，除非网孔是独立网孔。

网孔分析法的步骤是：

1.把几个网孔的网孔电流定为i1，i2……in; 2.将KVL应用于几个网孔的每个网孔。应用欧姆定律根据网孔电流来表达各个电压; 3.求解所列的几个联立方程求得网孔电流，然后求出其它所需的变量;