一款好用的新能源电力电子及电机控制模拟软件

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电力电子及电气驱动仿真


$ |/ ?1 ^. C8 w9 \. c' s4 j0 NCASPOC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。
9 t. v0 I- O- Q) S, |' c* j　
& E8 I/ g" ]8 O3 x' n$ b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。
& |3 i* E2 x  E) p　
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。


◆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。
1 S: U0 V% V' c6 x0 j' 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。
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。


7 M6 X% L  J7 F, B, B" L5 T% M4 i
( j, d, y* F, V) i7 D/ A 特色：
& W0 A4 {- n, i) n: Y% }•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。
# b7 d! m/ v$ b8 B. @* f/ l5 F; E•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。
•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。
•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。
3 e; I! }: A6 S3 X电机：
  a" W0 M" D# h/ E, ]•永磁同步电机
•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
•永磁直流电机
•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
0 z& Z# D5 l* h. e; z* W•同步磁阻电机
•步进马达
  ^3 m9 p8 u& K3 G7 U•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
$ O8 H: Q9 ~# }; L% c; u* l$ z/ T•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
' ?) C2 b/ R7 a9 y3 H6 `•速度、扭矩和功率传感器
4 a# o; r+ |6 Z8 w/ i' E
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
# m& Q& b0 i+ B( k4 z4 d


◆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。
: I/ V+ @+ H: E7 X, `
( D! P, x9 ?8 H6 a6 ]Ansys中的开关磁阻电机
. Y4 X" Y! Q1 ?2 L. H
; |* Z+ c# ~; w" V; H( w
4 R, Z" l7 @+ G" s  r* h" \


SmartFem中的永磁同步电机
$ w( b$ T5 N- ?7 g





Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。

& `$ o1 Q' A, t9 n1 G

特色：
  U# I; P6 h/ P$ h4 {* T% U" Y• 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
  q% z/ ~# t& W' s• 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
3 c4 {( o/ [# h3 g, a• 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。
& D8 a1 c- Y5 o$ d7 t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。
- b7 S, x0 Z$ A7 {4 l2 H; V




, a/ ~' k- K5 h2 _7 j' I) ]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。


# a: D5 k  s- q: F3 ]% l
5 G; X2 h  v& ?: I# g0 @+ q4 T◆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。
- E1 c) X# @& i/ Q: b7 W5 A) T
IGBT逆变器损耗的快速仿真

; g* |  w, Z7 e$ l; }$ {- D

0 x9 `. _; w" Z1 }+ H

半导体损耗快速预测模型

5 }, s* |& |- F8 p: t) U# X
" }& `5 Z6 m  r/ L% V

: ?1 z* `2 ]& r
MOSFET详细建模
6 ]& I* G4 Q# l* p% A6 p. zCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

+ c  A2 }0 ]. S2 ]
9 I& Y' ]$ |2 z/ G* h) q
特色：
$ T% ^& J7 f2 |' h6 D2 E•MOSFET非线性电容详细模型
•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
2 j5 _0 M, [) j% C6 x•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
" |, u4 |: ?( o: p: O$ S- a/ e% e2 V二极管反向恢复
$ w: \+ x7 J+ p/ ]0 }, O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。

/ w+ W: S. i6 X; {

8 g/ ~' c) P0 H5 e6 o+ N* z

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。



  _* b$ G2 ]! A◆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。
1 c% ~7 t6 R3 S( L  |4 R  H带散热片和隔热层的TO220
* r, d! p( Y* R; G( F3 X! K
* [: K( z# s! g# D/ L: S6 o1 H% K  M

2 Q$ w, a$ w2 ^/ q

IGBT结温详细模型

0 Q2 \9 T' P0 W8 C. Y
8 m; }* v* B  H; d$ i% K5 w
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
! n- r  M. A# X9 Q" @热模型
; n- d/ v. t" U7 T8 s6 w- E0 o+ D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。
5 ?1 ~8 f- a  k/ Z8 m9 i4 E. ~
+ C3 h) w, p9 J& f
5 R: T% o3 F2 h9 |+ Q) r; @
6 }  ^$ C3 M- {0 E3 w: `


: m4 X% j/ A7 Z9 U# Q0 D
5 L, C& A3 h$ u0 D) X# S- X- g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。

# ~6 U# ~6 Y  O* A; L" j
4 T$ f5 C: b$ x
$ d# J/ A8 j% H# U2 w◆汽车动力管理
: Z( z: D* `' _2 h7 ]- a' \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。

% w7 ~  ^/ I7 _9 h; I1 i, l' E汽车动力管理（含负载突降）
! z% S" d7 c! O" ^0 W

/ R5 p- y3 C4 |9 g* i


IGBT火花塞点火控制


. R0 {8 E9 j* o& l2 }6 Q
  x  W: \+ I; K: ^. N
1 l, p; @& ]1 v8 E3 F/ K特色：
( t: e3 Q! ^+ M: R•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
+ r2 @& P$ }' f' D( G* P•高压火花塞模型
: Q+ c* m5 ?4 i- V" K+ b•双向直流电源的限流与电流效率模型
/ p0 y; a0 `! @* E4 R& ?•动力管理传动循环
3 q( G- x' n! D2 d( m) h双向直流变换器
- z8 s& O3 r' Z+ ~7 K# h: A5 A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。

+ K: B3 s$ l& M+ ^6 x  a
; C7 t/ f6 a5 d9 x5 X

0 Z8 L& t! Z& F! t
- Z0 {* o# p$ n4 S8 N, X总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。

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' C3 q- q$ M- x" q◆绿色可再生能源
# ?) o  F# u5 y9 N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

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5 _" c: Y, J9 t9 i1 E


风轮机模型

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双馈感应风力发电机
: `: t4 j2 A( h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。



  特色：
• 负载依赖性太阳能电池模型
7 ~& V2 S: @( Z1 ?4 U# L2 i" N• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
$ L7 x9 ~9 I" _% T6 h5 e• DFIG（双馈感应发电机）
• PMSG（永磁同步发电机）
& O& Q- X4 W4 V  M; d' n* Z• 行星齿轮、刚性轴
, n/ T; P- o1 a# }• 风速特性
• 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
  u+ h* `4 F8 @- {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。
7 [; u- Y+ j1 D0 m/ P$ l8 r7 {



8 q3 |6 |% f" S5 K" c* v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。


2 ]6 N$ ^* w3 b6 ?0 W( ]7 V 若您感兴趣欢迎联系我  010-68221702-615  15810593370

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