Multisim在鐵道車輛電氣裝置課程中的應用

皮特

摘要：為了克服現有理論教學環節中存在的不足，提高鐵道車輛電氣課程教學效果，文章對 Multisim仿真軟件在25G客車充電機教學進行了研究。建立了單相可控整流電路模型，并給出仿真結果。教學效果表明結合 Multisim 輔助教學可以使學生更容易理解課程知識，培養學生科學研究方法和創新精神。

關鍵詞：Multisim;鐵道車輛電氣裝置;仿真

中圖分類號：U270.4文獻標識碼：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的一門專業核心課程，該課程理論比較抽象，是一門面向路局現場且工程實踐性很強的核心課程。在教學環節中，我們采用傳統的“PPT+課堂授課”模式，但無論怎么給學生講授，總是感覺學生學習困難。因此，提出一個既能滿足新時代學生成長發展，又能充分利用現有資源的課程講學模式，已經成為新時代職業教育急需解決的重要問題。

1Multisim仿真軟件介紹

仿真技術是近幾十年來發展的一門綜合性技術學科，它通過建立起所需系統的模型，用對系統模型的計算、測試代替實際系統進行實驗研究，為系統設計、研究及決策提供了一個先進有效的手段。

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

Multisim軟件作為電子電路計算機輔助分析和設計中常用的一個通用軟件，可以快速地畫出相應的模擬電路而不必搭、焊接實際電路，快速進入到計算機模擬分析階段，驗證的電路可以直接應用到工作實踐當中，減少了一些不必要的繁瑣實驗。將其引入至鐵道車輛電氣裝置教學環節中，將增加課程的真實感、促進教學方法的改革，也能激發學生對該課程的學習興趣，促進學生更好地理解問題，收到事半功倍的效果。

2Multisim仿真軟件在教學中的應用

下面以25G客車充電機仿真教學為例來說明，并在課堂取得了不錯的效果。充電機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，便可實現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現恒壓恒流充電。當晶閘管承受反向電壓時，不論門極是否有觸發電流，晶閘管都不會導通。當晶閘管承受正向電壓時，僅在門極有觸發電流的情況下晶閘管才能開通。晶閘管一旦導通，門極就失去控制作用，不論門極觸發電流是否還存在，晶閘管都保持導通。若要使已導通的晶閘管關斷，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值以下。按照電路圖在Multisim14仿真軟件中進行元件選取、參數設定、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。

設置3組控制角分別為30度、60度、90度，分別進行仿真分析，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算，這樣通過控制晶閘管的控制角就可以實現對晶閘管整流電壓及電流的控制。

3Multisim仿真軟件教學改革的優點

當在課堂中使用仿真軟件后，不但可以改變長期以來傳統的教學模式，而且有助于學生掌握一種新的實驗分析方法，基于該平臺，可以自己展開電路設計，自己可以在課下安裝軟件后進行電路仿真分析，同時也可以修改參數。學生之前是被動接受，現在極大地提升學生學習的主觀能動性，激發他們的創新精神和邏輯思維能力，加之仿真實驗結果更接近理論分析，可供選擇的測量儀器及元器件選擇范圍廣，參數修改方便，改善了教學效果。

4結語

教學實踐證明，將仿真演示與理論課教學很好地融合，對改革教學方法和教學手段，提高教學質量，全面提高學生素質和能力大有益處。

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