分享一款好用的电力电子及电机控制模拟软件

我爱番茄

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。
! [# z: c# ]- A9 r　
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。


4 Q; e" g# L7 [# ]7 S0 _8 j◆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。
: V* O7 _8 V& k  m8 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。
$ n. X( E6 t. V4 h" T7 k


) T' F' ~; N1 H( p; o) c

6 f# @6 ]3 R! o6 C$ G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。
. d/ n8 b/ m0 o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。
; O& ~* ^1 l6 g( t, y2 R* d
4 Q% u" C  E5 p/ E

+ s& i% D5 K) b5 @. Y8 C 特色：
; U; Z* V  b' |3 B6 M•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。
7 m+ j) M) k/ 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。
•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。
) G4 `$ b7 k1 h•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：
1 x+ s- G9 ^8 m8 C* K+ }8 u! s- q•永磁同步电机
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
+ p: c# q5 C. W2 ^) w•同步电机与发电机，永磁及外励磁
6 B3 ?+ _$ C0 I* w$ m7 a9 M9 f5 f•永磁直流电机
3 I/ O# k* }$ N3 ^+ e$ x3 L•无刷直流电机
  H# {- j1 g! `# b; L' p•串励及复励直流电机
. x  }1 L+ r, K6 _  K•开关磁阻电机
•同步磁阻电机
% S, p2 C. w+ b8 }•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
6 G7 X8 x1 P3 r: r* ~1 Q0 F机械部件：
•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
•速度、扭矩和功率传感器

总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。

% J( L- {& B  H) @7 ]1 F

◆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。

4 L( P1 ^  S. @+ Z2 g6 gAnsys中的开关磁阻电机
  y' o; O' T+ J" _* f




3 c: N" G( Q# N% a/ G& Q/ nSmartFem中的永磁同步电机
5 @6 f' m" q" [( i/ q) t1 E
$ K$ P( d$ ?: m9 j! p
7 H, v$ L" @  K1 e, f, r# M! i


& c( a: O0 T; Y! l3 X
1 C- r# v8 V( J) {( E% ZCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
% K, K6 K" K7 P


特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
9 b+ s% [  a7 T" e/ t• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
4 p4 b8 w$ g, s4 }$ c6 J• 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
2 c; k$ D. f4 W% J* E/ r+ [9 |3 P• 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。
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。


$ x5 a: i3 B1 g( l- h1 t
' t3 t, s" @  j+ I: F
' _3 l" G2 D8 {" f! t( ?  L6 C) U
, ~. w- s* O7 p) g6 j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。



* U" ^! V  R7 S' J/ e◆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。
1 t6 z, G: ?+ }% S! q8 A; @  [
+ l+ p% o5 O& c2 [' X1 I5 w0 `IGBT逆变器损耗的快速仿真




" P/ [0 P6 i6 \% |
: {4 L0 R2 m; [% F+ t) C半导体损耗快速预测模型
3 W) w4 d6 |( f! ^! h& a9 {8 X

' H. \# P3 ]6 ^' q& E
2 J/ k1 M/ S6 p4 O
6 p: u& P5 }7 O7 ?
; g' L& J! ~2 XMOSFET详细建模
$ J1 b4 V6 x" \5 b' [& M  DCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
7 U3 X; W, _6 s/ P" I  e1 H
2 t# A: I- K: P
. [' ^- s- j* H# _3 e1 G" I
% y8 U: D( E* y) Z; D9 m* L% V 特色：
•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
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
: d& P- D; H1 b•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。
0 Q8 x; S- A9 a7 y6 X, o3 [
. q# \  e. [- X
2 J! C) T- ]4 R: w% [  ^/ z

/ K5 D) @/ f2 d. [' M% i
1 @& k2 a5 P  U  m+ \9 K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。



( M" i  F7 @8 h4 R) T◆散热片建模
$ Q5 h  N3 Q, W* f% n" s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。
$ x4 R) ^" D: a. F带散热片和隔热层的TO220
* k( D, o& `2 T9 u$ f
5 h: w: r& z- d  }



4 M6 a% w& b) p, YIGBT结温详细模型



特色：
' A1 N- a7 f, [0 Z  u•散热片模型与半导体模型直接耦合
" m1 |. `5 o5 D•预定义导热材料特性
! T7 f. t" [" D" `& Q1 G/ i•现成的散热片模型
: x( o: z# |% m/ `$ v•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。
( s$ l" \0 b$ I7 X7 v

$ S  [! A1 x! s
' f" K/ W! f( O4 Z

: h3 o( ?/ k* U7 ^" i
; z9 k0 p! K0 X! ~
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
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。

# H* L0 p+ S  v4 R9 V汽车动力管理（含负载突降）



; H  A# |, J; G( j

" a2 M7 l" @4 N$ z! ]" ZIGBT火花塞点火控制

/ k' g* A6 }+ C& A

- t! C$ d$ e* T# u$ f
特色：
- O+ U0 l1 E* o/ U) l0 S•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。
•高压火花塞模型
+ y  Q) \! E$ A5 U•双向直流电源的限流与电流效率模型
. c: S/ r" j" B! U! _# [( ~•动力管理传动循环
# k$ I6 E$ ~. o# N7 N6 q8 r' z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。


( w3 e1 w! z& Q$ o
' Q; X5 k# j& }/ |# |; ?  H
7 c$ c- l. K( A" J, Y
6 U' ^5 [: C; E% U总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
" O  W; {. J+ f- m3 S* T
6 U8 y; F- c6 Q# E& r  S" `
4 H; o" Q& _$ Q- @
' ?5 S& t" V# h6 H: G◆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。
$ [+ S0 P6 t# e! ]& C* w2 f* ~
带逆变器的太阳能以及电网供电线路
% S! D! |4 G" B! E3 H! k! A

- B$ w/ J7 W0 W. i" n

9 e9 t$ n' g. M& }! j, y( q
风轮机模型

# v: [. W; A# J. f+ w4 w
% M; g; s: D6 Q

双馈感应风力发电机
9 ^! e2 i9 D5 w* T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。
( [) X8 V( o  a" g) j
7 |' J2 c0 J& A' ~. `1 O2 w
( Z  `3 q" ~2 \& O* z, {6 M7 d
0 c' E, x; m' ~; k0 o% t# u. p  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
• DFIG（双馈感应发电机）
• PMSG（永磁同步发电机）
  v! s+ K" B& Q) _3 c; f• 行星齿轮、刚性轴
• 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。
; ~+ ~4 B6 K5 J0 z$ b1 X8 D1 B



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。

如您感兴趣欢迎联系 MISS邵   68221702-615  15810593370