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发表于 2010-5-5 11:33:45
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用这个软件做风力发电设计非常好6 ?6 N; d$ I- x/ `4 T0 V1 [
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电力电子及电气驱动仿真 - Q0 Q, v, L9 ~ T( h0 F7 F" q
: _3 D* q$ |" g+ R) X& _% c
9 S0 ?; `. \0 oCASPOC是一个针对电力电子和电气驱动的功能强大的系统模拟软件。使用CASPOC可以简单快速地建立电力电子、电机、负载和控制量的多级模型。这个多极模型包括交互式电力供应的电路级模型、电机/负载的部件级模型以及控制算法的系统级模型。' f$ p) Z$ S2 S( E+ _
0 ]. w. O* {* {. d& m目前所有商用软件中,只有CASPOC结合拖放建模的易用性、建模语言的高效性、仿真结果观测的实时性和最快的仿真性能等等于一体,而没有任何收敛性问题。CASPOC是最容易学习使用的高性能可视化建模和仿真软件。+ \; R2 p5 I1 L6 g# _- m2 n- S5 K
0 s1 m" N+ `. N, C# n+ _! @CASPOC应用于复杂电力和控制设备、系统的设计和仿真,例如:整流器,直流转换器,交流转换器,谐振转换器,动力工程,感应机,矢量控制,机械结构,有源滤波器,谐波,直流机械,步进电机等等。CASPOC在以下行业有广泛的应用:航空,汽车,运输,商用电子等等。' K! q! W0 ^. F& U/ E. W- r# M0 G- H
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◆运动控制与变速驱动装置/ X+ s( I$ @! n
使用Caspoc软件可轻松进行马达驱动系统的分析与设计。Caspoc标准及专业版包含了电机和变速驱动装置的建模功能。它提供了一种简便有效的马达驱动系统建模与仿真手段。# L# x }- M; s) y" w) E
只需将电机连接到电力电子装置和机械轴,即可快速高效地建立起驱动系统。
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电力电子装置、控制回路、电机和机械传动装置的建模均在一张原理图中完成。同时有全部基本类型的机器与机械部件可供使用。8 S3 l8 q. i, M. O2 @1 M' B) a7 q
只需将PI控制器、磁场定向控制器等综合控制库部件连接起来,即可快速、方便地建立起电气驱动装置。甚至还可使用C/C++等建模语言,创建出自定义的机器/负载模型。8 a. ?- {! v& x) e: R- _) M4 I: K
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特色:
& O" J: }! c3 _9 Y0 s* |' ~•通过运用abc-dq转换器、PI控制器和数字/模拟滤波器等现成部件,可极其轻松地建立起任何驱动系统的模型,并得到清晰明了的系统布局图。
; x/ h& P0 k% Q/ Q$ ~0 |- L•具备大量样例,图中所示的磁场定向控制器就是其中之一。感应电机矢量驱动装置(上图)和磁场定向永磁同步电机(PMSM)驱动装置均可直接实现。+ D2 H( b# q0 K' R# ^
•如有需要,可采用Simulink耦合,将电力电子及电气驱动装置与任何Simulink控制模型耦合。+ G$ B' W' s e7 b7 B" W
•可结合知名的有限元(FEM)仿真软件进行协同仿真或与之交换数据,任何新型电机均可应对自如。
/ }! y8 D, M1 v电机:4 y; C( m# M5 k( D$ Q9 h2 I
•永磁同步电机
0 A) T" x, {$ G7 i0 I•感应电机(鼠笼式、线绕转子、单相)6 E; m3 D/ }4 j9 {% Y5 _6 |/ I
•同步电机与发电机,永磁及外励磁, b& o* b7 |# ?8 y0 m
•永磁直流电机* |( y' e% g1 y: D
•无刷直流电机# Z+ h ?+ w! V! ~
•串励及复励直流电机
0 Z0 t. }. K2 V( v•开关磁阻电机! C. p' m: J, G3 h; l0 K
•同步磁阻电机
3 @9 d; y5 y N! k1 u•步进马达$ T# C2 e# Q! m1 h3 p6 F
•车载发电机(直流及三相)* W4 W: V9 A# t7 ]1 R
机械部件:; q& K2 L1 u) D- k
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮0 H5 _/ Z6 t3 |; {7 I7 t! [
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
' j1 r: C+ s i* z K•速度、扭矩和功率传感器
, y2 A, c7 B: ]+ l4 B0 j
" ?5 [$ s( g: ~: a总结:任何类型的电机均可简便、快速地建模。, _/ `& t8 Z- [* e3 V b- v( R
, Q7 l+ }* d3 Z# ~8 a% g
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5 g: C6 K1 t& `2 ? |◆数据交换与FEM协同仿真- E3 K+ u6 l+ T
运用详细的马达模型,可从电气驱动仿真中获取更多功能。Caspoc能与各种FEM软件包耦合使用。
, |) y3 o p$ B0 _) j, m. l
9 h3 [0 `: P) {) f4 vAnsys中的开关磁阻电机
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j2 y* W: B, i. ^; k7 B" f- h- v2 x0 t
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: u. z2 o8 u( D( @2 d# aSmartFem中的永磁同步电机3 T( W9 S0 T( Q( ?# Q, v6 m3 v: w7 R
- V; S3 `& k2 s
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Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 m* Z: f) ^6 u H! E( `
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, G# n1 h, n! l/ J6 Q1 |2 j7 _8 b% h7 z W, k1 u+ f" d
特色:
- \( ]4 |( A4 K- D4 K9 V) q• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真) i: V' l" v+ }& o! c' _
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗" v" n8 z% J* G) P1 H( L2 g
• 通过FEM模型确定非线性机器模型的参数,然后采用后一模型进行控制优化
9 n% n$ F8 q4 b• 静态参数、查找表和暂态协同仿真% C0 v$ [5 I D3 o: n( Q9 b
• 可结合知名的有限元(FEM)仿真软件进行协同仿真或与之交换数据,任何新型电机均可应对自如。* K) W, b5 u7 _' L
线性执行器协同仿真9 H" l. ^. m* a
在Ansys中对线性执行器进行建模,在Caspoc控制下进行协同仿真。既可在Ansys中采用FEM和(或)多体动力学模型对机械系统进行建模,也可在Caspoc中建立一个基本的机械模型。
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5 S, X# M* v+ k4 L+ c( |; c. x, |3 Q9 @1 u- z! Z
, U6 c* d1 ?4 m M; {" \总结:可通过Ansys和SmartFem简便、快速地得到任何类型电机的准确结果。
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' M6 |5 ]$ x4 ~; X/ D2 r " P1 p6 L) B. s" J3 d9 S2 y, j) D
7 S1 T2 Y* B7 M* ]6 g& j* d◆详细、快速的半导体建模
+ r# b0 ^: S8 t' {. b; x采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”,优化电力电子设计。
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IGBT逆变器损耗的快速仿真
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* a8 w% {9 U l& C/ \+ s% y; \6 u, u$ T& d( ]0 W
2 [; g% ]) p( m$ m半导体损耗快速预测模型% \' d8 z8 M5 Q7 z
7 t+ \: U: N: j# B) J7 z0 M
9 ^( T/ r# C+ }8 g% \
3 T4 G2 c% i3 M
4 L3 ^0 K k) ?: ~: w' Z4 _3 L- @1 R4 g5 w
MOSFET详细建模
' [; Z& z$ d) N" X$ Y7 ]7 M$ p }4 yCaspoc中的MOSFET详细建模,其中显示了上升与下降波形。
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# g5 M; c5 M6 L! }1 F 特色:/ g) R5 A7 b' m+ z* \5 t9 F
•MOSFET非线性电容详细模型
8 Y6 K! ]9 L% M, |9 u. U•IGBT拖尾电流模型
: a& X& M ~& e C. r•二极管反向恢复模型. @' {$ `# P9 L' O9 D5 |
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
/ D, I4 _) t% w. a•与热模型耦合
3 [5 L; K( r6 c5 Z•包含电路中的导线寄生电感和母线电容- Q5 f* o J9 @, u# Y9 J1 e
二极管反向恢复
/ c9 L+ x. N: ~& d' H# E, Q二极管反向恢复取决于最大正向电流以及关断期间的斜率。在随后各次仿真中增大电感,可提高关断电流的斜率,进而降低反向恢复电流。
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0 x8 ~ Z1 U: g9 [" G2 ?& e, c' G
( Z: e6 W0 ?/ { ~% G) e7 F) {6 S i* u. `5 |* |0 k( H0 s
4 D+ e0 t. R. R
总结:可以简便、快速地使用半导体详细模型或者损耗预测模型。
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5 F. M0 V% p* R8 r
' v; [$ a$ H, h- q0 s◆散热片建模
5 s' M/ S+ F. c; h% H: N- }' E依据详细的散热片模型,对电力电子设计进行效率和发热估计。依据基本散热片模型或者Ansys的详细热模型,准确预测所做设计的热行为。
9 C3 x9 ?8 R2 m, V3 z带散热片和隔热层的TO220# |0 r' S6 A5 n* v1 `2 K' @9 Z
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9 D% R0 x7 I' \3 L' d
% [" _) p e3 c) v- E0 E& J* \! \4 s3 F
IGBT结温详细模型1 F$ \* J; [$ q/ o
' \$ B/ S! I6 }2 G# a
' d4 E6 [$ R: M! e- P `4 y
( @8 s* p; Y8 A, m特色:
6 c7 ]$ b/ p U# P( p# z- E7 V9 }•散热片模型与半导体模型直接耦合
0 K0 c6 @7 k8 O3 U: y, }5 D•预定义导热材料特性
6 [% j6 `7 g( i6 a) R, G; e•现成的散热片模型# n$ V W4 w0 _& K2 g8 m5 V
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc( L1 o2 J7 _( d5 w6 j. A0 b( T) c
热模型
# D4 i) v1 U, m1 p需要热模型来准确预测半导体损耗。半导体损耗依赖于结温,而结温又是半导体自身以及周边半导体功率损耗的函数。在Caspoc中,可以使用现成的散热片模型,也可以使用Ansys中的详细模型。8 t+ i m( e. s$ t" _0 X
+ D4 n) T3 h( P$ v& \
2 C2 p6 B6 l5 Z1 l, L0 q% [9 ]! y8 ^: S0 ]5 c5 |$ E2 g
: V' k! `( h1 _1 G6 Q7 v- _8 o% M h5 N- g( z# p) x5 J! w
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总结:既可使用预先定义的热模型,也可简便快速地定制热模型。9 G4 [( P( \- k' ~5 y4 g- j
+ D% M" ^+ l$ [$ z
6 q+ F. l2 G7 i# o, x- ]# M9 z, o/ E1 e
◆汽车动力管理
8 R# Z% a' ]) n. ~9 r针对多种负载应用进行汽车动力管理优化与测试。同时针对所有用户,对整个电力网进行建模。可观测蓄电池充放电以及发电机产生的谐波。此外还可建立负载突降以及模拟电力网的稳定性。
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3 c: w: M) U1 ~! h汽车动力管理(含负载突降)7 C" c, n: d- P: E4 ]9 A
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& d, Y: I* S/ E& T
0 h [" w! X( R" S/ D- g
. h" N2 A, f/ q8 T+ s6 [' C( AIGBT火花塞点火控制
3 o( f8 c% w' M5 ^. u2 J' S8 T8 r* y2 A1 F& G+ N0 v
& r' |8 u1 x: R8 E! m
: ?" X' _* ~/ m2 v+ Z4 ~9 m2 Y+ B( I3 E4 Q0 T v Q% C
特色:4 {5 p' t7 s. V1 K @
•发电机详细模型,包括六脉冲整流器和控制器# T3 j8 E! `) S$ `& l- L l
•蓄电池荷电状态(SOC)及充放电阻抗模型。
, M# Z8 d6 j8 ^•高压火花塞模型$ u. W, D1 x1 ^7 u9 E
•双向直流电源的限流与电流效率模型
A/ N6 ^+ i) P+ y+ `9 t9 V7 {•动力管理传动循环# ^; A; [8 D6 ]8 [
双向直流变换器
, {: T4 I$ o8 Y9 r+ |8 K+ f; S电力电子装置在汽车领域的应用初见端倪。除控制发动机、交流发电机和闪光信号灯外,还可控制马达及其它车载执行器等几乎所有装置。下图是HEC(混合动力电动车)中双向转换器的详细模型,该转换器用于在蓄电池电压与总线高压之间进行转换。: ?# m1 b9 N; ^7 I
2 R- Q4 C/ A) \$ i4 ^
. @$ V: Z$ {/ z( ]; g8 u; R7 `+ `- u& L- C2 f" X6 x1 Z. E) [
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# C K$ f& Q# x. |1 y总结:简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。1 n. w& w, t$ T ?( F, e
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& _/ K8 {& H8 k8 p◆绿色可再生能源, \( v8 v- s' [3 j7 C
绿色可再生能源是今后的发展趋势。采用Caspoc进行绿色能源仿真,可帮助您始终走在时代的前列。提供太阳能电池、风轮机和燃料电池等模型。3 D% B* v3 \" P& D z4 `( B, F0 N9 ]
* \5 Y# m7 v3 u- B/ s带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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* Y' A6 k" \' J1 O$ @
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风轮机模型: X; k1 M* n) j' _+ V& e
+ y1 F$ _6 j1 G, c4 ^( y9 z- [' A, a% s6 n _
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双馈感应风力发电机
9 B6 B& W4 L& c y0 o7 A# W" o/ ?" I风轮机经刚性轴和齿轮箱连接到DFIG(双馈感应发电机)。发电机转子通过逆变器取电。DFIG发出的电力被输入主电网。9 n7 @3 D( P4 X _. u. S, v
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特色: l6 ~1 \2 w0 y! r
• 负载依赖性太阳能电池模型
3 v2 c% `% v V% X. C• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
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# B1 w6 |5 P7 k; q3 w2 L+ n• PMSG(永磁同步发电机)
, y6 S' k7 C' W5 s$ Z2 C. P• 行星齿轮、刚性轴
* ]4 B* n7 [! @• 风速特性
8 P! e6 d0 n+ u& Y9 f- O• 采用CFD方法得到的负载依赖性燃料电池模型,或燃料电池详细模型: ?( r7 J* G! n! j% x! W0 \
燃料电池
6 ~% S" u& a) Y& a9 q: c6 G/ R可采用CFD软件包,基于电压-电流关系建立燃料电池模型;也可建立包括氢气压力和温度在内的详细燃料电池模型。# I, u) I' o9 f
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* C9 \1 e0 U7 c) r
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总结:简便、快速地位居绿色能源设计的前列,构建更加美好的未来。 |
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