Multisim在鐵道車輛電氣裝置課程中的應(yīng)用

皮特

摘要：為了克服現(xiàn)有理論教學(xué)環(huán)節(jié)中存在的不足，提高鐵道車輛電氣課程教學(xué)效果，文章對 Multisim仿真軟件在25G客車充電機(jī)教學(xué)進(jìn)行了研究。建立了單相可控整流電路模型，并給出仿真結(jié)果。教學(xué)效果表明結(jié)合 Multisim 輔助教學(xué)可以使學(xué)生更容易理解課程知識，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究方法和創(chuàng)新精神。

關(guān)鍵詞：Multisim;鐵道車輛電氣裝置;仿真

中圖分類號：U270.4文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-9129（2020）14-0049-01

鐵道車輛電氣裝置檢修是鐵道車輛專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，該課程理論比較抽象，是一門面向路局現(xiàn)場且工程實(shí)踐性很強(qiáng)的核心課程。在教學(xué)環(huán)節(jié)中，我們采用傳統(tǒng)的“PPT+課堂授課”模式，但無論怎么給學(xué)生講授，總是感覺學(xué)生學(xué)習(xí)困難。因此，提出一個(gè)既能滿足新時(shí)代學(xué)生成長發(fā)展，又能充分利用現(xiàn)有資源的課程講學(xué)模式，已經(jīng)成為新時(shí)代職業(yè)教育急需解決的重要問題。

1Multisim仿真軟件介紹

仿真技術(shù)是近幾十年來發(fā)展的一門綜合性技術(shù)學(xué)科，它通過建立起所需系統(tǒng)的模型，用對系統(tǒng)模型的計(jì)算、測試代替實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研究及決策提供了一個(gè)先進(jìn)有效的手段。

Multisim軟件是美國NI公司的產(chǎn)品，世界各國的半導(dǎo)體元件公司為它提供了上萬種模擬和數(shù)字元件組成的元件庫，包含了多種功能強(qiáng)大的虛擬儀器，如數(shù)字示波器、數(shù)字萬用表、邏輯分析儀、函數(shù)信號發(fā)生器等虛擬儀器，界面直觀，易學(xué)易用。

Multisim軟件作為電子電路計(jì)算機(jī)輔助分析和設(shè)計(jì)中常用的一個(gè)通用軟件，可以快速地畫出相應(yīng)的模擬電路而不必搭、焊接實(shí)際電路，快速進(jìn)入到計(jì)算機(jī)模擬分析階段，驗(yàn)證的電路可以直接應(yīng)用到工作實(shí)踐當(dāng)中，減少了一些不必要的繁瑣實(shí)驗(yàn)。將其引入至鐵道車輛電氣裝置教學(xué)環(huán)節(jié)中，將增加課程的真實(shí)感、促進(jìn)教學(xué)方法的改革，也能激發(fā)學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生更好地理解問題，收到事半功倍的效果。

2Multisim仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

下面以25G客車充電機(jī)仿真教學(xué)為例來說明，并在課堂取得了不錯(cuò)的效果。充電機(jī)是一種單相半控橋式整流充電裝置，控制晶閘管SCR的控制角α的大小，便可實(shí)現(xiàn)對輸出充電電流的大小及輸出電壓的高低控制，加上反饋控制便可實(shí)現(xiàn)恒壓恒流充電。當(dāng)晶閘管承受反向電壓時(shí)，不論門極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會導(dǎo)通。當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開通。晶閘管一旦導(dǎo)通，門極就失去控制作用，不論門極觸發(fā)電流是否還存在，晶閘管都保持導(dǎo)通。若要使已導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷，只能利用外加電壓和外電路的作用使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下。按照電路圖在Multisim14仿真軟件中進(jìn)行元件選取、參數(shù)設(shè)定、電路搭建、儀表選取和電路性能測試。搭建的仿真測試電路如圖1所示。

設(shè)置3組控制角分別為30度、60度、90度，分別進(jìn)行仿真分析，觀察到輸出端電壓的波形入圖2所示。

仿真測量值符合理論計(jì)算，這樣通過控制晶閘管的控制角就可以實(shí)現(xiàn)對晶閘管整流電壓及電流的控制。

3Multisim仿真軟件教學(xué)改革的優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)在課堂中使用仿真軟件后，不但可以改變長期以來傳統(tǒng)的教學(xué)模式，而且有助于學(xué)生掌握一種新的實(shí)驗(yàn)分析方法，基于該平臺，可以自己展開電路設(shè)計(jì)，自己可以在課下安裝軟件后進(jìn)行電路仿真分析，同時(shí)也可以修改參數(shù)。學(xué)生之前是被動(dòng)接受，現(xiàn)在極大地提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，激發(fā)他們的創(chuàng)新精神和邏輯思維能力，加之仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果更接近理論分析，可供選擇的測量儀器及元器件選擇范圍廣，參數(shù)修改方便，改善了教學(xué)效果。

4結(jié)語

教學(xué)實(shí)踐證明，將仿真演示與理論課教學(xué)很好地融合，對改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量，全面提高學(xué)生素質(zhì)和能力大有益處。

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