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新能源电力电子及电气驱动模拟软件

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发表于 2010-5-5 11:49:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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电力电子及电气驱动仿真 6 K7 S( B+ E0 K& c, w7 e5 H0 ~
3 ?5 M1 _8 l$ ]7 x1 b+ g& ]% e1 \9 @

' y6 C* o; I4 x$ N' `9 SCASPOC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。/ x4 V2 O( X# s. x: D% B
 * K! a  s- r* N. ?0 C+ M3 X8 i8 U
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。" Q. P1 |- H2 h- s/ R
 " V$ x/ K! c2 p7 O" t3 y; E+ o6 K
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。
: i: Z: @  L0 c# t5 f' r" v6 l
9 G$ t) ]9 j5 @4 v0 j6 S1 s( h1 U% \* s
◆运动控制与变速驱动装置5 q2 I2 Q! O) g+ `# j- _
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。) c# a6 b) l' s, |" s/ b
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。8 I2 [: o+ y8 p
# s4 A# G3 o! ?, O

: H# i# o' @  a6 Y  ~  W  O/ E! E5 ]* v0 W( ~1 `1 a2 @. @+ d, y

$ z3 V! H( n7 p9 B& I, {  [
8 \; Q& r$ I8 e5 K& M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。# L0 \0 d% C$ H( n  a
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。; A& d. G+ X( T* v# Z0 b2 G+ h

; x. o; |! [' p+ e( {+ @1 m5 Y8 |8 p% j1 e
) E; Y6 w7 S* i9 }( P* @; Z/ Y* L$ d  E
特色:
$ f1 o4 |  }( g3 x( [2 L% V•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。
- p5 z, P# S9 N8 u& X$ O•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。
- i1 r+ t( _! z6 T+ c0 u) _( p6 C+ ?•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。+ m! z, }3 D+ p; p$ 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。
' |3 W, v# k: l0 E电机:& D$ k6 l4 l$ H" \7 U5 h  u
•永磁同步电机
; _& [1 c2 {  Z0 {6 \•感应电机(鼠笼式、线绕转子、单相)) H* e, H1 {: Z- ?3 e
•同步电机与发电机,永磁及外励磁
* w) a* b1 c: r# h6 e! r! D•永磁直流电机- ]/ j8 P6 M5 L
•无刷直流电机
" E  e9 Z" p* p' n3 Z( R+ p/ F0 X•串励及复励直流电机* @# p1 u+ u8 R. f
•开关磁阻电机
' g, C1 p6 t0 X1 c  G" s- }% S•同步磁阻电机
  r0 L) @( e5 A# G•步进马达! w5 Q8 p, g/ s1 d+ b8 `* G
•车载发电机(直流及三相)
. i5 t; w/ P% H' C, q8 T* J% {机械部件:
" q$ g. R3 o) z; n( @/ M•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
" x+ O8 z  G6 ?/ }8 J•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
+ }" H( m& _5 v3 m8 R•速度、扭矩和功率传感器
1 u- k& @( a! s; u0 r6 P: U  V* p$ q
总结:任何类型的电机均可简便、快速地建模。
9 e0 y- f- Y, i+ o# U. o8 Y. f9 @3 I& V  t( r& W9 f

; _2 r  ~( y" a" a: ^5 T: l: M, B, I1 e
◆数据交换与FEM协同仿真) ^6 g8 I* v8 Q/ }' |
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。) q! m; u# U, _: d9 F5 D! M

7 F& m7 n% C9 D5 `$ wAnsys中的开关磁阻电机
/ K" |& K( H: I6 `! F, L. l" Z' I( @( Y# K  a5 I

( y' D7 O- `: W( ]( j3 {& l9 F: J- D8 N# y

# `1 c; K; g8 s, q) i1 n5 c& B& v8 g9 V8 Q5 o- r
SmartFem中的永磁同步电机6 O! o3 B2 b$ Q# _, p
; X( C4 B9 ]7 }0 W$ D

2 v" `. H2 G1 _
, T5 J5 I" C5 l$ o
& F9 X2 Y7 d# V6 K2 S$ y7 L) P2 Y. F: d( ]( k6 R
9 k; e: [7 c& d& |' D
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 5 h  v) [5 c) l7 @6 {, v+ `( \% E

! S* p8 @) |1 V# K
9 F. u. }; e* O' @5 ^" R/ U
$ |" T" V0 X+ [1 V5 g特色:
4 K/ Z8 j& r' M% i• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真' Q- X/ s0 e# N0 L2 {" G* K3 w; M
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
  J) K. V" N4 ]( A$ o0 c• 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
5 k/ Z! p2 ~4 Z• 静态参数、查找表和暂态协同仿真" r& i4 m5 _" Y# W$ e4 L4 d) i
• 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。
2 E/ _7 R" Q7 _2 [& m线性执行器协同仿真' q8 f' w" a$ q* _
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。
1 Z& C/ x0 @0 j1 l" Z, z. |: I5 t. b$ z3 \( L$ W

' I/ ?6 Q: f2 b/ r! O4 T' r4 e/ B1 c% j, I" V4 r

' B) W0 d* d4 a / Q  l4 B' f1 F5 @) c8 H  F
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。
% A4 {* I0 n8 g$ g  o1 N+ |; r2 V( r8 H. I# [
1 [2 g% V# A$ }# z/ Y% D) n  T+ ?& [  t

2 Z, {1 ?; @; C! K! a◆详细、快速的半导体建模
" y3 u4 S  z. u3 p8 R# X采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”,优化电力电子设计。
4 y; s, Z" z' _
# m5 e8 N8 B5 c! s! o" gIGBT逆变器损耗的快速仿真
# C* z* L# b4 x7 X' X4 D
, r3 k2 ?5 N5 Z. @! J$ [% s/ H& {5 q+ O  @) K7 [3 u. b" |
! {( g; Z# m  b4 D

) Y! s  {0 ~' R$ f( Y1 _' w  c5 l: J
半导体损耗快速预测模型3 ]7 F% v0 A: I/ @0 ~9 m
; E: J& k/ k/ y6 @

9 n# [: l) [4 ?1 q, t
. z4 O1 u1 s) [/ S
8 D1 l; k' w6 h. @; \* Y3 d( J9 ?$ B4 Z( _% M# W) X' a
MOSFET详细建模, {) D. @0 v- _
Caspoc中的MOSFET详细建模,其中显示了上升与下降波形。' e7 \1 Y, o8 c* m+ e+ m0 R6 Z
5 _( |, X' Y# _( _0 T. p4 [  r7 c1 p
: J1 `/ A& f0 F2 b8 r: U
# u+ f% f$ d  a
特色:0 M( V2 p4 u( P( r4 R/ v
•MOSFET非线性电容详细模型* R# s$ b1 N1 t4 P9 p; ^6 L* C, }4 M0 K
•IGBT拖尾电流模型( _5 E- C- r% _3 x/ z+ ^  B
•二极管反向恢复模型7 n$ _1 o2 C" F. ^2 u. n! N! I; P8 o
•以快速损耗预测模型实现快速仿真: _) q+ r; q# E+ A% c. y9 Z
•与热模型耦合
7 P. a: \" p5 @" D$ m- p•包含电路中的导线寄生电感和母线电容8 g% X1 c3 x, x# _6 s8 Y* L
二极管反向恢复
: j& H( u6 ^. J/ X3 ^) Q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。! T% ?  f; g2 ^& g
1 s# i" p5 d2 X+ s& G  `% ^$ `
& Q8 {# m, D7 E7 e/ D% F6 ^* I' |9 Y" U
5 J# n9 b; I6 y0 {4 z! v

1 c9 K, B( E# `8 I, @
  ^9 W' w( T. h, s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( D& G, w7 K( j! N% }. @3 E3 h
! b4 T0 S: H3 b! Q# E
, q# @. i) F# q6 M' ?
& r6 t- X8 w" i' t
◆散热片建模8 a3 ~' x* ?1 j: m. q) R
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。" E8 A; Q: y" m( n; X( B) Z
带散热片和隔热层的TO2203 T& m$ O% {0 D& b: U9 `' O/ Y
9 M- T, Q+ G8 [& ]
* y+ a' f& ^3 L/ @# Z. r. w
7 W0 \+ a2 f4 M. [8 O6 n5 N
9 R2 k; z* p, H: M9 M) n1 i8 }+ ^

- _/ ^% X0 Z- K% EIGBT结温详细模型5 N; y7 G1 F" d( f
+ K6 {7 ?8 i% p- p4 l

8 |" ]% i, r- y* ?5 o
$ Y1 U% D- b% m0 f+ c特色:. ^6 X3 q! J, j! H0 T! W8 |& y
•散热片模型与半导体模型直接耦合" l; u5 r: L6 L; e6 z6 m% Y7 S
•预定义导热材料特性& i8 N# R' k) T4 W: O$ N
•现成的散热片模型
+ y' V) B/ Y! O) \0 H3 k•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
, U( I& l8 g4 B( o" I# ~热模型# c0 \  Q# t, U6 d' @8 I! R$ I" f
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。
9 s0 j4 Y) ?9 P0 k5 b* ~% f
( C! ^4 V9 y0 a  C( m: I- x; X" s" b5 T3 R% z

" d. ?. c& ~# R* ?
3 q& x' e2 \3 @/ H1 J0 F  O6 ?" q4 E) j/ n6 o1 V$ f

2 C* j$ i6 }% f& Z9 `4 G
3 ~" J9 H" }2 Z& t( H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。
$ ]5 U' e% N4 ?6 W" ^; R1 e- u  ~( t- n& U& _

6 m2 T7 V/ L7 a5 S9 k7 l2 i- H( F3 r9 Q5 m0 `  Y
◆汽车动力管理
6 Y1 T8 x+ P& h/ N3 a; T7 Q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。4 j/ N" O2 O( Q. n

! o1 X: x5 N7 B" y8 n) g) M汽车动力管理(含负载突降)
, S6 I+ U. p& x% d8 C" L2 y; A) N2 K" n9 m+ j& v
/ W# P3 w2 d( G2 u" L" w9 V
$ b3 U1 J9 j) O" j7 k. I

/ R+ n; u0 r/ ~) C& e* V
. v( v+ N8 ^( q  gIGBT火花塞点火控制
, A1 ?; N* F7 f4 ]$ ?% d# ~, A3 W+ W6 U! i4 B$ b  {( _) k! W7 [* S$ h5 \
, v: L1 V0 `0 ^- {0 f

$ F  C6 Z3 V4 j/ `8 s- s9 U% F; ]6 j/ S
特色:
% }- g3 y7 o& J) B: d7 N7 ~•发电机详细模型,包括六脉冲整流器和控制器
4 Q4 A  Y1 j9 t5 o+ q8 F$ I: b•蓄电池荷电状态(SOC)及充放电阻抗模型。
6 P# ]; u- j: c/ e) |. b6 v3 ~( S•高压火花塞模型; z" q9 C: I. K: B
•双向直流电源的限流与电流效率模型* o9 X& Y; ^$ J) ]& a. E
•动力管理传动循环
( D# b0 ~0 a9 i5 ]+ @: V, o双向直流变换器% _/ j- I* R4 f8 K5 n
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。" i" {  x+ H# v4 k3 w, P5 _

- |! b' n8 ?( K3 N3 T- y. P+ Q1 u# G
: c$ u: ]9 C* B& F: U" \) m2 X( G9 Q

$ [. c. x4 d  e+ U  F. A. L, |: T. t2 T3 O1 o4 l, p
总结:简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。, c% M% G& x0 x4 d8 P0 D
- c. c" {. i, ~$ O# g" \5 I

& Q2 T: x# h% h
# p3 \+ l+ r' b9 }6 Y" s1 g' M4 N◆绿色可再生能源
1 W: r* W" z' J; l6 ]. x  s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。
- T+ K/ r" u' [
5 f0 G) k3 {$ ^- S% m带逆变器的太阳能以及电网供电线路
  p5 W% Z" _& @% V% V8 Q6 M 9 W# I" e) V) I  T, {
2 F% {8 ?& R  c. C6 a
! A' C; [( J1 t

7 f& E% m! o# Y- p7 T) t1 T- l* p3 v  t: }* g+ G9 t5 o! `4 `
风轮机模型
3 L' O" R# m5 ]* E
& b1 a( m! a9 }4 }; f( S1 |" ]9 g( v5 C' G. v/ [% e9 _' c

3 v5 f1 s7 `0 ~; N6 J' W4 j+ [0 Y/ G1 `7 w
双馈感应风力发电机9 A: |3 h0 z# x2 e3 J5 y
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。5 K( q, R* E8 l# ^  Y2 Q6 e

0 @! j. o: L7 c7 C5 X
" Q0 I. M  {0 ]
( V8 X* Z# a3 o' U. \  特色:
7 G/ M. S  l4 w& D4 T9 U• 负载依赖性太阳能电池模型
" g& Q. a/ D, u; Y• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性) O# T; r: p  ^9 `4 F7 s6 k
• DFIG(双馈感应发电机)7 w. o9 E) W# Q. T$ N
• PMSG(永磁同步发电机)
# ]7 W8 m8 f0 B. |1 A1 c• 行星齿轮、刚性轴
0 T- V) v" L1 H: o! U! O• 风速特性- ^9 q0 x$ i" d( p
• 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
7 ]' T2 O5 j, O' l燃料电池
5 M3 ?. N  i7 J( `- T4 w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。
) d9 n* t; o& Z1 q. U# c4 W; p6 {6 j
& A* I8 A3 P, s. ~7 O( z
. O3 H: g1 U/ s+ E, C: O
" E7 g( W2 ]3 ~1 p* n( W
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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发表于 2010-5-25 14:23:58 | 显示全部楼层
不错的东西啊!
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发表于 2010-6-10 13:29:13 | 显示全部楼层
到哪里可以免费下载啊
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  • TA的每日心情
    开心
    2021-3-6 10:37
  • 签到天数: 356 天

    连续签到: 1 天

    [LV.8]以坛为家I

    累计签到:356 天
    连续签到:1 天
    发表于 2010-6-23 09:11:45 | 显示全部楼层
    還是用 ATP/EMTP 好* `; r7 Z/ ~: I* G# Z
    不花銀子
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