时代在发展,教育亦因与时俱进,教学水平是一方面,教育质量的进步更为重要。当代社会是信息爆炸的社会,更新更准确以及更丰富的信息需要通过教育来传达,常规的教学方法无法跟时代的步伐。由于现代化进程的加快,教学媒介与方法也愈加丰富,从板书转向了荧幕,利用各种现代化设备进行演示,丰富了课堂内容,方便学生理解。电脑是多姿多彩的多媒体教学必不可少的媒介,而Flash课件近年成为开发的新重心。利用Flash可进行课件的制作,优点在于:图形和动画功能强大、交互性强、使用便捷、运行环境广泛与占用空间小[7]。用Flash课件进行演示分析,十分简便快捷。
1.4本文的主要内容
(1)本文对整流电路中三相全控桥的发展与背景做了简要介绍,在此基础上提出了进行研究的目的与意义。
(2)首先分析了晶闸管的工作原理,接着分析了三相全控桥的结构与运行特性,同时对三相全控桥进行定量分析。
(3)简要介绍Matlab/Simulink仿真软件,利用Matlab/Simulink仿真工具对三相桥式全控整流电路进行建模,并详细介绍建模时所用元件功能。
(4)进行仿真,分析仿真结果,验证整流情况。
(5)运用Flash软件对仿真过程及结果进行整合,制成可交互课件以进行高效演示。
第二章 三相全控桥的工作原理
2.1半控器件晶闸管
晶闸管是三相桥式全控整流电路的基本组件,在分析三相全控桥之前首先应介绍晶闸管的工作特性。上世纪中旬,由于电力电子技术与社会生产的发展,电力电子器件愈加跟不上时代,美国通用电气公司适时研发出全球首款晶闸管,经过一段时间试验后将其投放于市场,电力电子技术由此迅猛发展。晶闸管是硅元件,应用于交流直流的转换电路。它有四层结构,都是半导体介质。同时拥有三个电极,阳极和阴极连接在主电路上,栅极用于控制晶闸管的导通。在工作过程中,晶闸管晶闸管可以随时关断,可以在普通整流器件无法工作的环境下工作,如变电站的强电压,以及工厂的强电流条件下[8]。因此晶闸管的应用已经普及至各种常用电力电子的电路中,如调压电路、可控整流,交流电压调节器,非接触式电子开关,逆变器和逆变器电子电路,是一种标准的低电流控制装置,可用于控制大电流的系统。晶闸管家族有众多成员,按照不同特性进行分类,应用于各种场合。
2.1.1晶闸管的工作原理
晶闸管在工作状态时,电源与晶闸管阳极A相连,电流从阳极进入,负载与晶闸管阴极K,此时晶闸管作为开关控制在特点时间的电流通断,晶闸管以此完成与负载电路与电源的连接,晶闸管的栅极G和阴极K与发出触发脉冲的装置相连,晶闸管因此可控。晶闸管作为电力电子电路中的开关装置,其工作特性有以下几点:
(1)晶闸管的阳极A,在受到一定大小反向的电压时,不论栅极K接受多大的电压,晶闸管都处于反向阻断,是关断状态。
(2)晶闸管在受到正极阳极电压的状态下,只可能在栅极受到正向电压,晶闸管才会导通。此时晶闸管处于正向的导通状态,即作为开关的闭合状态。表现为晶闸管的可控性[9]。
(3)晶闸管在导通的状态下,正阳极电压维持,不管栅极承受什么样的电压,晶闸管都会一直维持导通状态,也就是说,在晶闸管导通之后,栅极失去了其作用。栅极只能起到触发的作用。
(4)晶闸管开通时,阳极电压减小至近乎为零(电源方向的电压或电流),晶闸管作为开关处于打开状态也就是断开电路。