Simulink 在三相半波可控整流电路课堂教学中的应用

万军华　荣军　涂兵　安琪　李武湖南理工学院信息与通信工程学院



Simulink 在三相半波可控整流电路课堂教学中的应用

万军华荣军涂兵安琪李武
湖南理工学院信息与通信工程学院

在三相半波可控整流电路常规教学中，教师一般都会对其工作原理进行了详细讲解，但是照本宣科的教学过程，容易导致学生听课兴趣不高，精神不集中，从而影响学生听课效果。针对此现象，将Sim_uljnk计算机软件引入课堂教学中，在课堂讲解过程当中，通过计算机仿真软件当场对所讲授的理论知识进行验证。一方面通过改革传统的授课方式，将实验室搬进课堂教学中，通过新颖的授课方式，改变一成不变的传统教学方式，另一方面，能够吸引学生认真听课，激发他们的学习兴趣。经过多年实践证明，课堂教学成效好，值得推广。

电力电子技术 课堂教学 三相半波整流电路 电阻性负载 仿真建模

1　引言

三相半波可控整流电路是大功率多重整流电路当中最简单的一种，因此学好它，对学习其他各种类型的多相整流电路至关重要，比如最常见的三相桥式整流电路、以及比较复杂的并联多重联接的脉波整流电路。但是相对于单相整流，比如常见的单相半波可控整流以及单相桥式整流电路，三相半波可控整流电路又稍现复杂，很多同学感觉学习难度不小，如果采用传统的教学方法，比如照本宣科和长篇累牍式的课堂教学，向学生进行灌输，学生可能认真听课十分钟左右基本上就丧失了听课的兴趣，原因在于将繁琐和枯燥的理论知识单向或者强迫式地由教师传授给学生，学习效果肯定不佳。

针对此现象，笔者将仿真软件MATLAB/Simulink引入课堂教学中，在对课堂知识讲解过程中，通过仿真软件构建其仿真模型，然后直接给出仿真波形，当场对理论知识进行验证，相对于前面的传统教学，更能吸引学生学习兴趣，从而提高课堂听课效率。其实在这个过程当中，也是向学生传递学以致用的道理，比如在课后，学生可以通过一些应用案例，在计算机仿真软件上去实践，等同于实验室实验教学效果，相比于传统的实验室，学生没有时间和空间上的限制，更能够拓展学生课堂之外的学习潜能，间接地提高学生课堂上的学习效果。

2　电力电子技术课堂教学知识点举例

由王兆安等主编和机械工业出版社出版的《电力电子技术》，第三章的三相半波可控整流电路是学习三相桥式全控整流电路的基础［31，如果理解并掌握其工作原理，对学好其他更加复杂的整流电路非常重要，三相半波可控整流电路的常规课堂教学如下：首先教师给出三相半波可控整流电路原理图，为了便于教学过程分析，电路负载为纯电阻。三个晶闸管Ⅵ1、VT2和VT3分别接入a、b、c三相电源，它们的阴极连在一起，称为共阴极接法，这种接法触发电路有公共端，连线方便。假设将电路中的晶闸管VTl、VT2和VT3换作二极管VDl、VD2和VD3，该电路就成为三相半波不可控整流电路。此时，三个二极管VDl、VD2和vD3对应的相电压中哪一个的值最大，则该相所对应的二极管导通，并使另两相的二极管承受反压关断，输出的整流电压即为该相的相电压。如此，一周期中VDl、VD2和VD3轮流导通，每管各导通120。波形为三个相电压的正半周期的包络线。在相电压∞f，、∞f：和∞如的交点处，均出现了二极管换相，即电流由一个二极管向另～个二极管转移，称这些交点为自然换相点。自然换相点是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，将其作为计算各相晶闸管触发角仅的起点。要改变触发角只能是在此基础上增大它。若在自然换相点处触发相应的晶闸管导通，则电路的工作情况与二极管整流工作情况一样。负载电流处于连续的状态，各相导通120。当a=30。时，负载电流处于连续和断续的临界状态，各相仍导电120。如果反＞30。，当导通一相的相电压过零变负时，该相晶闸管关断。此时下一相晶闸管虽然承受正向电压，但它的触发脉冲还未到，不会导通，因此输出电压，电流均为零，直到触发脉冲出现为止。

3　结论

针对传统课堂教学中教师照本宣科的讲解方式，造成学生课堂听课感觉索然无味的现象，笔者将计算机仿真软件MATLAB /Simulillk引入三相半波可控整流教学中，将刚学的理论知识，通过仿真软件在课堂上当场验证，一方面节省了实验资源，另一方面可以吸引学生的听课兴趣，更重要的是能够促使学生在课后有兴趣去亲自动手，通过仿真软件去验证课堂所学的新知识，从而激发对本专业的学习热情，提高专业课的学习成绩。经过笔者多年实践，教师的教学效果和学生的学习效率都得到了不小的提升，值得推广。

［1］荣军，李一鸣，李宏民，等.科研项目在“电力电子技术”课程中的应用［J］.电气电子教学学报，2013，35（2）：74—75，107.

［2］荣军，万军华，陈曦，等.计算机仿真技术在电力电子技术课堂教学难点中的应用［J］.实验技术与管理，2012，29（8）：103—105.

［3］王兆安，刘进军.电力电子技术第五版［M］.北京：机械工业出版社：52—56.

［4］肖松松，荣军，李翔，等.三相桥式全控整流电路的建模与仿真［J］.电子技术，2014（1）：17—19.

［5］李一鸣.Matlab在电力电子技术中的仿真研究［J］.湖南理工学院学报（自然科学版）.2009（4）：47—50.

［6］洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真［M］.北京：机械工业出版社，2006.