分享一款好用的新能源电力电子及电气驱动模拟软件

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电力电子及电气驱动仿真


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。
　
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。
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+ Z7 r6 X/ `8 q; \) A( nCASPOC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。


◆运动控制与变速驱动装置
1 S$ w& F6 k8 q8 P4 L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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# y; h: V) l1 C- y
( W! B7 Q9 I$ m/ m  g: f9 Q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。
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。
& Y+ I! k6 e, O5 ]& p) a

) O) P. y. i5 w2 X1 j, I
" e* j9 J' a3 Q1 K 特色：
: {6 b/ b* j9 G5 b, Q•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。
% [/ b/ d& f  w•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 V- }; u( E1 ?) o; l2 V•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。
7 g/ Q8 q) H7 N4 U8 n•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。
电机：
•永磁同步电机
! f3 l! ]9 Z9 @" k9 N5 C% z4 j3 W" d" Q•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
•同步电机与发电机，永磁及外励磁
1 ]* y3 x" ~4 L; j; \4 }5 p% I•永磁直流电机
6 ^3 r; [5 O- I•无刷直流电机
5 u% d, c2 A# h# q* a* ~•串励及复励直流电机
5 _& c& k" q$ W* ^•开关磁阻电机
, K2 ~2 E5 l$ ?$ s•同步磁阻电机
( B, N# s) Z; h5 r/ V9 i; O2 E•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
# x3 C8 }% v% _% i% ]0 r+ F•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
+ z1 O. T) F* t* Z+ K% o•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
- m) |0 }) I5 o: D% q! ~2 h•速度、扭矩和功率传感器
( o. N& |8 }& c  O1 J
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
* i1 C- \. F  G& K- X# ?3 s
) b1 V( J- w  V( g+ K0 I

◆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。

Ansys中的开关磁阻电机


: n# m: n; T; B( v% R
; M: {( M' A; D, e$ z, E
+ Z( o6 I) [8 C1 O; G
SmartFem中的永磁同步电机

, @0 M$ f* g. b! |


" G4 W" U+ E7 E5 o& Y5 ~1 o7 @. {
  [) G- u; t7 |# b$ q
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。

* Y9 @% M  i* ]9 Y0 D! ?9 `7 W4 T
6 {3 L1 A4 e+ e
3 a. p1 O, M1 A. q# N6 w特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
) a1 \9 ^1 A6 o& S* {4 M8 n% V4 j9 }• 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
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
! L; j# `9 a9 ?3 F$ k• 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。
5 k( |1 H( ^; A$ e7 d; Y  b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。





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。

( H" m" Y- r6 t  W6 N% N
( f4 |- `  ~. V* K( b
6 C6 ~' U1 S4 L/ P  M& K) h◆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。
; Y' w, @3 [( A; l
IGBT逆变器损耗的快速仿真
9 b! I8 E- {7 v

8 f. K! r% v$ l8 ^, Q. `: D
: M8 k; r5 n4 ~6 H6 O7 }

半导体损耗快速预测模型
* O3 b; T: q5 H- H( `

/ _, V4 a, x7 X. I- g


2 \( c! [$ ]1 `/ k3 `1 r4 k9 A' v9 SMOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
3 C' A1 C+ X0 o4 E" p. j
" D) t6 [" y( g: u1 m

特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
& n8 _$ j/ ]  ]0 V$ }8 f+ T•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
4 o9 ]6 t9 I+ W( a7 e•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
, G4 v) c7 a2 k5 ?9 W, _- ~6 E* `•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
二极管反向恢复
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。

5 ?% M) H- k( k3 z
- T! R( ]: \3 O& I
/ ~6 M# \0 s: g( f- f5 z- V2 J

9 P9 p; g+ l8 R6 _; m2 N# O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。
0 \* R. z0 K: V6 c  I  G7 |% i' P
# `& r5 B$ l+ D' `8 D
# S" d; s& c) ^2 J- B/ B' ~
( j* k( {, N: L8 G# K$ D◆散热片建模
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。
! N: ?* h% k1 c: S) e% K带散热片和隔热层的TO220
; V1 `+ S' r1 d2 k6 \5 E- r+ K


+ H4 r, J7 e/ _: u( W1 P) R

IGBT结温详细模型



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
•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
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。




0 v. W2 g- c. Y# L' m9 ]& ]  b- P) m
- G5 @1 J+ @( s7 Z! j1 u

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。

! o! j9 g1 L9 ]/ C( l' _- c
! |) G! B1 O" ?. N$ y) P, M$ U
◆汽车动力管理
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。

汽车动力管理（含负载突降）


0 w8 Q( h  e$ m$ `2 E5 p! B/ u; a+ J; u
2 T" N5 Q0 W0 j

IGBT火花塞点火控制
7 t; X$ g' w5 O

: v1 h5 E9 {7 \
/ L' L) F0 X- C. l
1 G0 K3 u) f: R/ W5 h5 q( F6 W特色：
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
0 o. a" m$ A4 F1 p•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
•高压火花塞模型
; g" L) R5 Q7 i" a" i•双向直流电源的限流与电流效率模型
•动力管理传动循环
双向直流变换器
8 m" @- r5 |1 V* E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。



' S+ E* G8 Y. j
8 t8 G5 [$ N5 Q6 \# z- f. v8 R
总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。

' f# ?; d+ b% u) b; C  s

% _8 |4 L! g9 x, B; K- c/ Q0 C$ g◆绿色可再生能源
3 V4 H$ Y4 a! B' n$ _/ W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。

带逆变器的太阳能以及电网供电线路





风轮机模型
  P4 z+ c( b" ?3 Z6 G7 Z: V
1 X) }* ~( l6 g  j- f
# E% _0 W& y) F, ]0 U( ?" u

3 R6 X" C) ]' H5 V% X3 d/ m 双馈感应风力发电机
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。
  o8 M& d; G- [
/ Y! N! s+ D! e4 w( e4 P0 L: ]  C

  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
2 R: {5 Z& z, Q3 W* l+ m+ `) T• DFIG（双馈感应发电机）
0 H9 ?9 ]& g; [: o$ ?1 C% R/ p• PMSG（永磁同步发电机）
  Z( \  z  ?6 |% D- U: T: n5 B• 行星齿轮、刚性轴
' l( @$ g  X- l* y+ j• 风速特性
+ {, E  F  c0 ^+ B• 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
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。
  r  O3 t' Z. d

& V9 @$ n# P2 j/ ]8 D
: R+ w, v# ^8 D! p, m
8 ?: ~( t9 z2 h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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如您感兴趣欢迎联系我 15810593370  010-68221702-615