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(duì) 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(shí)，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(hào)：U270.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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(mén)專業(yè)核心課程，該課程理論比較抽象，是一門(mén)面向路局現(xiàn)場(chǎng)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(wú)論怎么給學(xué)生講授，總是感覺(jué)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(zhǎng)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(wèn)題。

1Multisim仿真軟件介紹

仿真技術(shù)是近幾十年來(lái)發(fā)展的一門(mén)綜合性技術(shù)學(xué)科，它通過(guò)建立起所需系統(tǒng)的模型，用對(duì)系統(tǒng)模型的計(jì)算、測(cè)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(guó)NI公司的產(chǎn)品，世界各國(guó)的半導(dǎo)體元件公司為它提供了上萬(wàn)種模擬和數(shù)字元件組成的元件庫(kù)，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(wàn)用表、邏輯分析儀、函數(shù)信號(hào)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(huà)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(duì)該課程的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生更好地理解問(wèn)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(lái)說(shuō)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(duì)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(mén)極是否有觸發(fā)電流，晶閘管都不會(huì)導(dǎo)通。當(dāng)晶閘管承受正向電壓時(shí)，僅在門(mén)極有觸發(fā)電流的情況下晶閘管才能開(kāi)通。晶閘管一旦導(dǎo)通，門(mén)極就失去控制作用，不論門(mén)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(guò)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(cè)試。搭建的仿真測(cè)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(cè)量值符合理論計(jì)算，這樣通過(guò)控制晶閘管的控制角就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(zhǎng)期以來(lái)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(tái)，可以自己展開(kāi)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(cè)量?jī)x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(yǔ)

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(duì)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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