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摘要：仿真圖形技術(shù)是電路開發(fā)和研制的方便平臺(tái)，文章以仿真圖形技術(shù)結(jié)合實(shí)體模型應(yīng)用于互易電路為例，對仿真圖形技術(shù)、實(shí)體模型和實(shí)際工程電路的遞進(jìn)關(guān)系作具體論述。

關(guān)鍵詞：仿真圖形技術(shù)；實(shí)體模型；互易電路；遞進(jìn)關(guān)系；結(jié)合應(yīng)用

1仿真圖形技術(shù)的簡介

仿真圖形技術(shù)應(yīng)用于電路分析中，最早是以SPICE圖形編程仿真形式出現(xiàn)的，它大概有三個(gè)基本的特點(diǎn)，第一是用標(biāo)準(zhǔn)元件電路圖直接代替實(shí)際電路進(jìn)行仿真運(yùn)行；第二是利用類似于高級編程語言的SPICE語句，根據(jù)用戶要求編寫過程程序語句；第三是利用軟件類圖形輸出器，輸出用戶想要得到的電路中各物理量的波形結(jié)果。之后在SPICE圖形編程仿真形式基礎(chǔ)上，出現(xiàn)了許多不需要SPICE語句而直接利用仿真圖形輸出結(jié)果的軟件，例如Multisim、LabVIEW、Matlab的simulink系列產(chǎn)品等，這些軟件被廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程電路的研發(fā)之中。

2仿真圖形技術(shù)與實(shí)體模型的關(guān)系

仿真圖形技術(shù)類的軟件，有著直觀和便捷的對電路分析的優(yōu)點(diǎn)，研發(fā)人員進(jìn)行某一種電路開發(fā)和研制時(shí)，在對電路的各參數(shù)進(jìn)行配置和進(jìn)行電路優(yōu)化處理方面，很大程度上提高了效率。經(jīng)仿真圖形技術(shù)類的軟件測試通過的電路，當(dāng)然可以直接應(yīng)用于實(shí)際工程電路。但若將該電路先制作成實(shí)際工程電路所對應(yīng)的實(shí)體模型電路（本文簡稱實(shí)體模型），可以更好更充分的考慮實(shí)際工程可能出現(xiàn)的因地理因素、施工因素等原因?qū)﹄娐返挠绊懀M(jìn)一步提高電路的安全性和可靠性。仿真圖形技術(shù)對應(yīng)的是標(biāo)準(zhǔn)電路圖（美歐標(biāo)準(zhǔn)），而實(shí)體模型對應(yīng)的是模擬實(shí)體電路接線圖，它們之間是一種遞進(jìn)關(guān)系。

3實(shí)體模型和實(shí)際工程電路的關(guān)系

實(shí)際工程電路是最終的標(biāo)準(zhǔn)化電路（我國國標(biāo)）產(chǎn)品，而實(shí)體模型可以看作是這種產(chǎn)品的小型化，雖是小型化，但模擬的電量參數(shù)關(guān)系是相應(yīng)的真實(shí)比例關(guān)系。因此，由實(shí)體模型到實(shí)際工程電路也是一種遞進(jìn)關(guān)系。

4在互易電路分析中的結(jié)合

現(xiàn)以互易電路為例具體分析一下以上所述的三種遞進(jìn)關(guān)系。

4.1互易電路的原理電路

圖1為網(wǎng)孔數(shù)為N+1個(gè)的二端口互易電路，這類型的電路之所被稱為“互易電路”是因?yàn)橥浑娫丛谶@類電路的兩個(gè)端口間單獨(dú)互換作用時(shí)，輸出效果是相同的，同一電源在電路中可以進(jìn)行位置“互易”。在端口1、2之間加一個(gè)電壓源uS，同時(shí)將端子3和端子4連接，得到電流I34（設(shè)該電流的瞬時(shí)參考方向?yàn)橛捎覀?cè)流入Ran）；同樣，端口3、4之間加同一電壓源uS，同時(shí)將端子1和端子2連接，得到電流I12（設(shè)該電流的瞬時(shí)參考方向?yàn)橛勺髠?cè)流入Ra1），則I34=I12。以上相等關(guān)系的證明推導(dǎo)如下：（設(shè)有效值US=U12=U34）第一級2網(wǎng)孔二端口互易電路的結(jié)果為：即I34=I12。利用逐級電路遞推，可以得到3網(wǎng)孔二端口互易電路，……，N+1個(gè)網(wǎng)孔二端口互易電路的結(jié)果都是一致的。這類電路可以作為單相供電電路的標(biāo)準(zhǔn)電路，其中的Ra1+Ra2+……+Ran可看作相線的等效電阻（或阻抗），Rb1+Rb2+……+Rbn可看作零線的等效電阻（或阻抗），而Ra1、Ra2、……、Ran則可表示所接的各等效負(fù)載電阻。二端口的左、右二個(gè)端口可以看作整個(gè)電路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的進(jìn)線或出線。

4.2仿真圖形技術(shù)軟件在互易電路中的應(yīng)用

圖3和圖4是利用仿真圖形軟件Multisim制作的3網(wǎng)孔二端口互易電路（應(yīng)指出美歐標(biāo)準(zhǔn)的電阻或阻抗的符號(hào)與我國標(biāo)準(zhǔn)是不一樣的，另外仿真電路中電源的負(fù)極或假設(shè)的瞬時(shí)負(fù)極均要求作接地處理），其中電壓源為220V單相交流電，線路每段的等效電阻（假設(shè)線路供電距離不長）均設(shè)定為1Ω，兩個(gè)負(fù)載分別為100Ω和300Ω。圖3中交流電流表輸出的電流為I34，其值即36.025A；圖4中交流電流表輸出的電流為I12，其值也為36.025A。說明3網(wǎng)孔二端口互易電路的實(shí)際仿真結(jié)果是正確的。利用這個(gè)電路可以進(jìn)行實(shí)際工程電路的接線安裝了，但這樣的電路與實(shí)際工程電路還是存在差別的，以上述電路為例，實(shí)際工程中相、零線為一并敷設(shè)且相線上均裝設(shè)開關(guān)類設(shè)備，與仿真存在一定差別。

4.3實(shí)體模型

圖2為3個(gè)網(wǎng)孔互易電路實(shí)體模型，與圖3作比較不難看出實(shí)體模型是由仿真電路遞進(jìn)形成的，具體為：負(fù)載1的開關(guān)接相線，在開關(guān)的相線進(jìn)線端處分線到負(fù)載2，第一段的相線和零線在實(shí)體模型中，刻意被畫成平行方式，目的是突出兩組線的實(shí)際工程位置是并排敷設(shè)關(guān)系；電阻Ra11表示由并排敷設(shè)進(jìn)線后相線單獨(dú)進(jìn)入開關(guān)的線路的等效電阻，對應(yīng)圖3中應(yīng)為Ra1需增加的一個(gè)小等效值；電阻Ra12表示的是從負(fù)載的開關(guān)分出的相線到第二段相線之間的線路的等效電阻。這樣經(jīng)實(shí)體模型處理后，與實(shí)際工程電路的吻合度變得更好了。若需要模擬實(shí)際工程電路的運(yùn)行情況，實(shí)體模型就更有優(yōu)勢了。例如模擬由負(fù)載1開關(guān)出線引起的斷線問題，這時(shí)可以將電阻Ra12斷開即可。

5結(jié)束語

仿真圖形技術(shù)類的軟件為電氣工程技術(shù)人員提供了開發(fā)和研制實(shí)際工程電路的方便平臺(tái)，若在仿真圖形和實(shí)際工程電路中，加入實(shí)體模型，形成三者的遞進(jìn)關(guān)系對整個(gè)工程的完成有著有益的補(bǔ)充。

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作者：鐵衛(wèi)華 單位：云南水利水電職業(yè)學(xué)院