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


% G4 o" l. j$ B9 L) A* `: D3 dCASPOC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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0 r+ Z  D' m: S6 g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 h% g  l+ B4 m6 {5 e3 kCASPOC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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; t  e! S+ L; m8 J◆运动控制与变速驱动装置
5 G! j$ n% j; L; T) \( b' H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。
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。
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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。
•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。
" M& q7 k  \, m) A/ N# s•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。
: D/ O3 ]6 m) n+ o2 ~2 {0 j2 u# g电机：
•永磁同步电机
/ U9 O+ r! |, X. L6 w6 ^$ S•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
! S0 O0 E% Y1 L# U•同步电机与发电机，永磁及外励磁
•永磁直流电机
% ^7 z2 A& J( V+ V2 G•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
8 f$ q7 Z' Y8 z% [6 |•同步磁阻电机
( K: z+ r5 L2 G, L& x7 z( }8 g•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
+ @, w' v) V  `1 ^' r机械部件：
+ h! J& C/ N. \! P% h, X•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
  B# x, [# {6 u1 K" s•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
; R+ R% C4 L5 n3 z9 U; E- }•速度、扭矩和功率传感器
+ N* c8 [( m% Y8 n
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。

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◆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。

% W- L# h+ t! ?9 j1 hAnsys中的开关磁阻电机




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: t7 E* [, w3 z' NSmartFem中的永磁同步电机
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Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
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特色：
6 r. D+ G- K0 [9 t• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
- ]. _! B# V4 B2 n/ ~* y: o• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
$ ^/ G9 Z7 o7 O6 W• 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
2 s1 U0 b5 R& 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。
* |: X7 U8 v$ B: k$ S' r! L) g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。
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( a9 c, q! C$ e' X; `2 P( H
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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/ k5 B: X  d7 `8 V0 O% B) m& j: m' B◆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。
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5 u: n0 T. D$ ~) I& Y7 n3 P6 UIGBT逆变器损耗的快速仿真

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半导体损耗快速预测模型

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  K6 N4 s0 R5 o# CMOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

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. D  M7 {: e' q3 b/ O
特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
•IGBT拖尾电流模型
  X6 ]8 M. A5 S6 U' l# J•二极管反向恢复模型
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
7 o+ U0 i, f4 [& @: Q' K. w3 c•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
二极管反向恢复
  M* K- u: i5 R" C8 M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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. f/ [0 q) z) h


7 W) ^: p- q1 Q- U2 ?
# w1 F5 F: n8 x( S8 c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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0 `, I6 A$ \9 c  y) O* i' F) y◆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。
带散热片和隔热层的TO220

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IGBT结温详细模型
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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
7 {. C+ p: w% a; C3 d% s•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
7 n5 W3 T* B5 v# 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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0 V; y, }, O  ~: M' b+ X+ ~" ]% m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。

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◆汽车动力管理
4 O% L  V& Z1 ?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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* H& e) Y3 Y' ~# J3 ?4 A9 B0 w汽车动力管理（含负载突降）
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' _2 z5 Y) _: |0 b  t; D5 n* }: cIGBT火花塞点火控制
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特色：
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
3 n2 a1 v+ ^: K- g, @$ X7 c•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
7 n! \3 h; O* t* `/ P4 q- U, V•高压火花塞模型
7 o: E4 S9 n' ]4 e# D•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
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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- i8 @+ X7 g3 f6 x6 ?& Z! a& I总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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◆绿色可再生能源
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。
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- V. t2 \3 {4 ^3 ?( f/ A带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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风轮机模型

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& A; n2 E7 R& S) f' E 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。

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  特色：
: Z% D( u, T1 v. y• 负载依赖性太阳能电池模型
! A+ o  g, h9 `9 E' S• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
• DFIG（双馈感应发电机）
( k' u  c& e; @2 a4 M+ S, t- H• PMSG（永磁同步发电机）
9 l6 v& @1 y/ f/ E& W7 A• 行星齿轮、刚性轴
4 }( d% {* P( Y. |5 A' x  U& X• 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
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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+ ]' v1 r( s1 x$ s% f: 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。

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/ {; D2 j2 ~1 c) C: U 若您感兴趣欢迎联系我  010-68221702-615  15810593370

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