分享----新能源电力电子及电气驱动模拟软件CASPOC

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电力电子及电气驱动仿真

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8 @' T, v4 x: @  q$ ~& [CASPOC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。
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& }  l9 T+ L' J$ V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。
　
6 C, b+ u* s% ICASPOC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。
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6 d) }& P; b. [  i4 P5 ]
- K3 W7 D2 b" |7 {6 V◆运动控制与变速驱动装置
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。
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。
0 W$ T+ \  E" ?. F/ o* 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。

( u5 }% G# C/ o' f- {) l
' M* x8 R( T+ t1 B
特色：
•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。
9 R5 q0 G( B% E+ n•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。
9 Y. h# i- L9 N3 f. U4 h) M* J•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。
! ~) }* v3 b+ ~7 q•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。
& u: `! ?! a" H/ ]电机：
% t& h/ h! O. Z  r: b- A•永磁同步电机
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
" k; P$ u$ u/ y& h3 g. P, q6 B•同步电机与发电机，永磁及外励磁
•永磁直流电机
5 H) K+ T* t( r' ^; w•无刷直流电机
% A$ h9 h6 e  v3 ?( ]•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
•同步磁阻电机
! Q+ a' w. ^/ f* M•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
( E2 D! a* M* k0 q( A) h机械部件：
& e5 W- h' D/ f9 @+ f1 @•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
5 q9 T* }) B1 x  _) Z* W0 M  y7 c. }; u•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
4 C7 _/ o9 D$ j•速度、扭矩和功率传感器
- F8 @: }/ J: W1 v; K
9 F! v; z: a( w8 ?9 D& y总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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, D% r# j* a* {2 G

◆数据交换与FEM协同仿真
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。
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Ansys中的开关磁阻电机

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$ M& f& g0 ~5 V9 ^& n

SmartFem中的永磁同步电机



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( P9 U, x% b7 {: [! T
. [1 |3 ]5 y8 D  N( lCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。



特色：
* N+ D3 x. P8 D  |, R• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
• 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
" }: d& h9 s, e1 x" m2 \* |8 F; b& j• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
• 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。
) O3 _+ t+ t( e$ s; W3 j  x线性执行器协同仿真
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。





, }$ V% a( q7 `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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% H; O3 }" Z2 a7 }. |
9 Q% g% u- J& n. E, p◆详细、快速的半导体建模
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。
9 `* w2 n5 e- J% y; b4 m, W6 [
IGBT逆变器损耗的快速仿真




! O" g, ~/ B" i) d; v
6 N1 i9 T' F' E半导体损耗快速预测模型

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+ N6 {! y* z1 V1 m# b/ j


MOSFET详细建模
1 a6 u# X5 x* B7 N$ yCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
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2 O( u5 A& ]% U' ]

& X. z1 n6 f$ @/ V/ d  Y' w% p% | 特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
1 E/ q: H9 A% x$ ^% M9 \) {8 [9 j•IGBT拖尾电流模型
6 ?/ S% p2 T8 _, v•二极管反向恢复模型
$ q& n1 `/ C- W& m. k•以快速损耗预测模型实现快速仿真
& S0 K1 S5 c# d& s•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
3 G- e; R$ @* k' d+ r二极管反向恢复
; u' S: p4 y& e, P9 T/ k& m6 |* t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。
1 c6 U5 p: o( P& `, L& O
- e' i9 S3 O" N6 ]: }$ t
0 P! G3 J' a2 q: Q$ a  |, n8 R2 {
0 w) }  y- ~+ x9 n3 k
: d- Z* D) Z+ s9 A
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。


# X: J; M( q1 j# k$ G, @$ e$ w2 }
◆散热片建模
8 {! W$ D) v8 _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。
7 E' M" F8 l+ A带散热片和隔热层的TO220
9 P, }/ I0 B: g$ N, U/ n1 m

6 `  E6 E9 v0 _( M, H' ?

* d1 O6 Z7 C. k3 s- O/ m
2 p0 Y3 D- T9 _+ H- bIGBT结温详细模型
7 t  O+ O8 |. e) S/ j2 L$ ]" J
5 B: U) P( ?$ D! T& U2 J

) C! a9 M, e/ |- r0 t0 E6 F  X5 ?, p特色：
•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
5 {! E! q% J: v4 K* V( X•现成的散热片模型
+ v8 v! O/ M/ T2 L  ^; w•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
. B9 I2 d: e9 M1 X# ~: O热模型
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。

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5 L- i2 C- H: `. z
" J* T6 {, V1 e5 d- y( T! B$ ~
2 j+ T6 w. F" \  ~7 @
) W$ D! n8 T' Y* [7 ?5 w
) z6 Z: x9 Y8 @* [' s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。



◆汽车动力管理
8 a, `6 c2 q) A& y5 O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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' H2 S6 D! U: Z1 Z" c& s9 n7 E" Z汽车动力管理（含负载突降）
' F& X) ^4 A: w) ~' h( s
4 K2 X$ T4 F5 r2 }" D
+ e# L2 y5 Y: a7 }, x
4 T; l1 ~5 C( v
% ?, u) b, k6 N0 G
4 q) I6 T1 S4 }0 Y& I1 c6 _: h, `+ YIGBT火花塞点火控制
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2 l5 F; w/ T0 x8 @% S: S) T
3 I8 x, |- G; ?

特色：
5 e% V. Y* w+ `; M•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
# O- i& d. Q0 \$ p# l$ u! h9 R( O•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
/ d7 s6 T3 d. O, C3 V$ T, f•高压火花塞模型
•双向直流电源的限流与电流效率模型
; X# i" ~/ E' R9 ?, v•动力管理传动循环
双向直流变换器
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。


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& c# @" M: f3 T2 h
: ?2 @2 a; C+ N, T5 [6 j& [总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
( z* {( w; y2 G  [% J" a3 h1 R


2 ]0 |( \# q* u: Y' |4 J◆绿色可再生能源
% E  L2 w' U; a& h# d% o" r5 b( y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。
. U# u) |& B. K" ]: B/ `
% a/ t* [+ [5 R  _7 g带逆变器的太阳能以及电网供电线路




8 T& c; f  L- k
风轮机模型
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( C0 Z2 ^( E$ T* ?/ f7 V

4 K( ]  d2 M) L- h 双馈感应风力发电机
4 u9 F, i/ }! _" ^. B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。
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  特色：
• 负载依赖性太阳能电池模型
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
3 D8 H) j# N( h+ t# m6 p• DFIG（双馈感应发电机）
. p) C# k1 t; F0 I: l: y• PMSG（永磁同步发电机）
• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
+ {* Q4 ?( e$ B( X" P- a) T* h, d1 N( x• 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
3 W1 M8 A5 j6 n. V6 _燃料电池
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。
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  l  J4 k. x7 ~+ g' R2 C2 l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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! U* Q; W5 K9 C+ m5 v

9 ^3 i" {7 Y. F# m$ m有感兴趣的可以联系我，可以为您申请免费试用一个月  15810593370   010-68221702-615

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dhaofdhoafhhadofhao

highvoltage

有这么好用吗？有无体验版本？我们一般用PSCAD

GUNDAM7馒馒

回复 3# highvoltage
9 D# _' p5 v  B/ R5 q  w5 T

1 f" p9 U- D- L2 b/ o    请问你们用PSCAD做过IGBT的驱动电路么？是否要偏向于弱点方向呐？

amfk2006

1 0触发的做过，就是PWM控制

redplum

有最新版的石皮解的吗