分享一款好用的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


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。
　
: ^! {) \3 ]3 C3 B6 wCASPOC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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+ n% l/ _& v2 q/ o4 b5 T4 p  T◆运动控制与变速驱动装置
4 K* k6 [9 L, p. n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。
9 o3 s% h  p1 t+ o" [  ~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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7 D& ?* p6 z7 ^5 C% ]. i& _7 N" J2 @6 \
& M# _& m" `/ x7 d5 i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：
: o1 O% D) @7 o2 w•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。
3 Y# H3 W: h/ U' Z" y4 j•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。
4 x, o6 t; C% 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。
" r% q: x) G9 Z& t7 h* j•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。
# G( A1 K9 D% }5 a电机：
& \. E3 ]# }% k, B; K3 \2 s9 u•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
: ^' g# p+ o5 w' `* b5 d0 M•永磁直流电机
: t' X# n1 g. e# E; M•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
& R! m9 q. H+ _* U4 I' C& H•开关磁阻电机
•同步磁阻电机
•步进马达
" @$ X& [' E" m8 s" U" `•车载发电机（直流及三相）
' F  H- w3 I7 V" \+ M3 L, e. H6 `机械部件：
& V1 k. A5 M) o- ~4 b1 y" J$ Y1 z•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
5 n: t% D& F; @' ~
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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: v* T+ Y5 z7 m5 R$ u4 w
+ D. x, c; p2 u1 B3 b6 k
◆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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$ F" W- O: H; K' o: U, |5 NAnsys中的开关磁阻电机





SmartFem中的永磁同步电机
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5 w3 I1 P% t* H4 P3 U7 Q
1 z7 \: L5 }- j! I
2 M" C' ~* a0 _3 ^) p5 v4 E

# o8 h/ Q! Y5 z7 \7 Z
1 }; G1 d, S, I, S: B1 eCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。



& T& V& t/ A% V! o, c: D0 r! e特色：
6 Q6 q2 h( J& j! C& v# B• 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
' I9 }, o* z! x• 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
1 F. c- h/ \  v• 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。
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6 G2 d( P( B  B2 W3 t) V
. E' @1 g* s/ a, f
' ]; Y# R8 y/ x

$ ^4 s- [2 K. u- O: O' V4 O. |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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  z& Z; B0 |4 w3 k! M' x6 W
◆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。
+ u. L1 N& `& p& U$ H: N1 K
6 U) j% T* U  I& ~IGBT逆变器损耗的快速仿真

0 y  Z9 L$ l8 W: O$ }6 h! c# _" R

3 P  D: i0 |0 V2 i- [4 Z$ z

1 A$ C5 Y' A, @0 [# F1 o; \半导体损耗快速预测模型


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) W0 i+ j8 O6 l$ z4 Q. L

  ]4 R, \8 K* |' j, DMOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。


6 ?5 t# G- q6 b! x3 x5 B1 E
特色：
+ J9 u( q' {' D* m1 D: L•MOSFET非线性电容详细模型
. V$ h& V1 o9 X( }•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
' q2 i; X3 s8 E8 m, c, [" J•以快速损耗预测模型实现快速仿真
* {, K$ E/ \5 J' I' [; r4 a) i+ A•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
* P/ z+ ?! e$ q& W5 X二极管反向恢复
2 A1 f. c* _5 J( P; x& S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。


9 C3 O1 n( n. R- i$ Y' S- A
$ Y5 X* |8 `! |2 h
! L2 K" ~  x4 |8 _2 D; [5 n9 x
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。

' ~3 q* m$ X; Z; J* C
" i3 R5 P" U  `; Y9 f( J; O$ I
◆散热片建模
. O% M' E# z* O9 _" Z6 `7 X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。
4 A5 {* h$ H$ _  g0 \带散热片和隔热层的TO220

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6 Z3 b9 n- W. {- Q0 x# T
( P, Y! q$ m' ~, e6 J' V
' x! h4 F" _" u
# d8 E, m  _" T' ]IGBT结温详细模型



' L& ], R3 m( z9 k特色：
/ A7 C3 Z7 z7 W' I4 l9 N•散热片模型与半导体模型直接耦合
) S( U2 B) {0 Q•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
5 v% O. g. @! Q) g5 ]•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
! T. A9 n3 H& R4 Z2 z# g" r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。
4 a# E% j& u3 ^  y$ Z  i, Z$ c% k. P

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; e7 X# j! w  g9 s3 Y- e
, O7 V3 M- U$ q% E
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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1 W# J, E( n! D: {, N' v◆汽车动力管理
# E4 [6 _' Q1 |' C+ E! ?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。

) j) W7 _2 N$ _1 ~汽车动力管理（含负载突降）

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. u" T- b; n8 ]( }8 k5 y' r$ I
# ~2 }! A: E" _2 J

: m" F) ^* A1 k7 o% ZIGBT火花塞点火控制
4 H+ Y  z- x+ ^1 x% l" f* L
0 T- b$ v* |" W8 n+ N
/ y2 t. l' n  j. r3 ^% b; W  Q/ V% P9 P
: b" B) f5 K0 [; p0 u4 z' a% e7 f
7 g; C9 R0 `9 t# |- T$ ?- y特色：
•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
4 y: H. G6 B" f  l6 D+ o% `•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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* \0 @. f- x6 U( W% Y  G) U( L8 p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
+ n' a" c* U  d/ M8 C$ u/ R( m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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, D# c5 P9 q& H" o带逆变器的太阳能以及电网供电线路

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) v" V6 h. G) s0 V5 {3 c6 }9 n风轮机模型
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( [' x5 |4 s, {; O

双馈感应风力发电机
/ x  J2 e% H$ f4 l. K% U: I6 G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。

! b7 K9 S9 i. H. h' R

7 B, M6 q! k" _& @' N: i4 x  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）
• 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。


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* T. ?' h$ b( b: ^" Q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