萬軍華　榮軍　涂兵　安琪　李武湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院

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Simulink 在三相半波可控整流電路課堂教學(xué)中的應(yīng)用

萬軍華榮軍涂兵安琪李武
湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院

在三相半波可控整流電路常規(guī)教學(xué)中，教師一般都會(huì)對(duì)其工作原理進(jìn)行了詳細(xì)講解，但是照本宣科的教學(xué)過程，容易導(dǎo)致學(xué)生聽課興趣不高，精神不集中，從而影響學(xué)生聽課效果。針對(duì)此現(xiàn)象，將Sim_uljnk計(jì)算機(jī)軟件引入課堂教學(xué)中，在課堂講解過程當(dāng)中，通過計(jì)算機(jī)仿真軟件當(dāng)場(chǎng)對(duì)所講授的理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證。一方面通過改革傳統(tǒng)的授課方式，將實(shí)驗(yàn)室搬進(jìn)課堂教學(xué)中，通過新穎的授課方式，改變一成不變的傳統(tǒng)教學(xué)方式，另一方面，能夠吸引學(xué)生認(rèn)真聽課，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。經(jīng)過多年實(shí)踐證明，課堂教學(xué)成效好，值得推廣。

電力電子技術(shù) 課堂教學(xué) 三相半波整流電路 電阻性負(fù)載 仿真建模

1　引言

三相半波可控整流電路是大功率多重整流電路當(dāng)中最簡(jiǎn)單的一種，因此學(xué)好它，對(duì)學(xué)習(xí)其他各種類型的多相整流電路至關(guān)重要，比如最常見的三相橋式整流電路、以及比較復(fù)雜的并聯(lián)多重聯(lián)接的脈波整流電路。但是相對(duì)于單相整流，比如常見的單相半波可控整流以及單相橋式整流電路，三相半波可控整流電路又稍現(xiàn)復(fù)雜，很多同學(xué)感覺學(xué)習(xí)難度不小，如果采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，比如照本宣科和長(zhǎng)篇累牘式的課堂教學(xué)，向?qū)W生進(jìn)行灌輸，學(xué)生可能認(rèn)真聽課十分鐘左右基本上就喪失了聽課的興趣，原因在于將繁瑣和枯燥的理論知識(shí)單向或者強(qiáng)迫式地由教師傳授給學(xué)生，學(xué)習(xí)效果肯定不佳。

針對(duì)此現(xiàn)象，筆者將仿真軟件MATLAB/Simulink引入課堂教學(xué)中，在對(duì)課堂知識(shí)講解過程中，通過仿真軟件構(gòu)建其仿真模型，然后直接給出仿真波形，當(dāng)場(chǎng)對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，相對(duì)于前面的傳統(tǒng)教學(xué)，更能吸引學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而提高課堂聽課效率。其實(shí)在這個(gè)過程當(dāng)中，也是向?qū)W生傳遞學(xué)以致用的道理，比如在課后，學(xué)生可以通過一些應(yīng)用案例，在計(jì)算機(jī)仿真軟件上去實(shí)踐，等同于實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，相比于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生沒有時(shí)間和空間上的限制，更能夠拓展學(xué)生課堂之外的學(xué)習(xí)潛能，間接地提高學(xué)生課堂上的學(xué)習(xí)效果。

2　電力電子技術(shù)課堂教學(xué)知識(shí)點(diǎn)舉例

由王兆安等主編和機(jī)械工業(yè)出版社出版的《電力電子技術(shù)》，第三章的三相半波可控整流電路是學(xué)習(xí)三相橋式全控整流電路的基礎(chǔ)［31，如果理解并掌握其工作原理，對(duì)學(xué)好其他更加復(fù)雜的整流電路非常重要，三相半波可控整流電路的常規(guī)課堂教學(xué)如下：首先教師給出三相半波可控整流電路原理圖，為了便于教學(xué)過程分析，電路負(fù)載為純電阻。三個(gè)晶閘管Ⅵ1、VT2和VT3分別接入a、b、c三相電源，它們的陰極連在一起，稱為共陰極接法，這種接法觸發(fā)電路有公共端，連線方便。假設(shè)將電路中的晶閘管VTl、VT2和VT3換作二極管VDl、VD2和VD3，該電路就成為三相半波不可控整流電路。此時(shí)，三個(gè)二極管VDl、VD2和vD3對(duì)應(yīng)的相電壓中哪一個(gè)的值最大，則該相所對(duì)應(yīng)的二極管導(dǎo)通，并使另兩相的二極管承受反壓關(guān)斷，輸出的整流電壓即為該相的相電壓。如此，一周期中VDl、VD2和VD3輪流導(dǎo)通，每管各導(dǎo)通120。波形為三個(gè)相電壓的正半周期的包絡(luò)線。在相電壓∞f，、∞f：和∞如的交點(diǎn)處，均出現(xiàn)了二極管換相，即電流由一個(gè)二極管向另～個(gè)二極管轉(zhuǎn)移，稱這些交點(diǎn)為自然換相點(diǎn)。自然換相點(diǎn)是各相晶閘管能觸發(fā)導(dǎo)通的最早時(shí)刻，將其作為計(jì)算各相晶閘管觸發(fā)角僅的起點(diǎn)。要改變觸發(fā)角只能是在此基礎(chǔ)上增大它。若在自然換相點(diǎn)處觸發(fā)相應(yīng)的晶閘管導(dǎo)通，則電路的工作情況與二極管整流工作情況一樣。負(fù)載電流處于連續(xù)的狀態(tài)，各相導(dǎo)通120。當(dāng)a=30。時(shí)，負(fù)載電流處于連續(xù)和斷續(xù)的臨界狀態(tài)，各相仍導(dǎo)電120。如果反＞30。，當(dāng)導(dǎo)通一相的相電壓過零變負(fù)時(shí)，該相晶閘管關(guān)斷。此時(shí)下一相晶閘管雖然承受正向電壓，但它的觸發(fā)脈沖還未到，不會(huì)導(dǎo)通，因此輸出電壓，電流均為零，直到觸發(fā)脈沖出現(xiàn)為止。

3　結(jié)論

針對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)中教師照本宣科的講解方式，造成學(xué)生課堂聽課感覺索然無味的現(xiàn)象，筆者將計(jì)算機(jī)仿真軟件MATLAB /Simulillk引入三相半波可控整流教學(xué)中，將剛學(xué)的理論知識(shí)，通過仿真軟件在課堂上當(dāng)場(chǎng)驗(yàn)證，一方面節(jié)省了實(shí)驗(yàn)資源，另一方面可以吸引學(xué)生的聽課興趣，更重要的是能夠促使學(xué)生在課后有興趣去親自動(dòng)手，通過仿真軟件去驗(yàn)證課堂所學(xué)的新知識(shí)，從而激發(fā)對(duì)本專業(yè)的學(xué)習(xí)熱情，提高專業(yè)課的學(xué)習(xí)成績(jī)。經(jīng)過筆者多年實(shí)踐，教師的教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率都得到了不小的提升，值得推廣。

［1］榮軍，李一鳴，李宏民，等.科研項(xiàng)目在“電力電子技術(shù)”課程中的應(yīng)用［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（2）：74—75，107.

［2］榮軍，萬軍華，陳曦，等.計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在電力電子技術(shù)課堂教學(xué)難點(diǎn)中的應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（8）：103—105.

［3］王兆安，劉進(jìn)軍.電力電子技術(shù)第五版［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社：52—56.

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［6］洪乃剛.電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.