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发表于 2010-5-5 11:47:20
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电力电子及电气驱动仿真 / f# a( f3 _. u0 |0 g, i
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! s+ R) u9 G8 e) a+ H7 ZCASPOC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。0 \9 u: q3 N* C8 a" q
, \; D# v* s2 W7 c1 C3 P
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。
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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。
* M' v, v6 J/ \ @ 3 H+ Z! S# I3 ] L& D
; m: J7 g( j0 S% _2 y◆运动控制与变速驱动装置) E7 O- ^6 B# \5 G$ D* o8 F" [0 q
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。
& b$ b1 N- G+ e; X( @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 g( W- W4 M& } d" ]# j; N+ p
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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。
' C3 H5 ^' t8 f% r- G; T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：
+ Z4 g/ z5 j7 }7 b•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 S0 P: R/ |: G. F
•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 R- l9 c) T) i! y( o. V, p
•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。 V. {- Q+ r; v" w* n' u
•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。/ _. @, d5 w- G0 u/ ?
电机：
( E4 v+ N. ^% j•永磁同步电机
v6 X5 S) Y! I$ F2 p! z; U) s: F•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）! z; j( f' w8 M% i
•同步电机与发电机，永磁及外励磁
6 i9 l6 W3 g- _•永磁直流电机$ M. b' e) E$ D% m
•无刷直流电机6 w& {0 y+ k2 z& Q
•串励及复励直流电机
; p7 W* m5 \, m$ \/ v. J! B•开关磁阻电机
. ]1 j9 L- c; i9 I' I•同步磁阻电机% @' O2 c$ F$ B$ M4 @
•步进马达 U; s0 W3 N# A
•车载发电机（直流及三相）
" |, ]2 m5 L/ d+ S& a# U, k机械部件：
) y0 @, d) y9 S* E6 N•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮6 n" S# ]2 P1 P
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
- a3 v1 `. u- m+ U* a& ]& W0 o; C( k•速度、扭矩和功率传感器
0 A2 E' h8 a) L( A9 N) |5 X- }* O0 s5 z" j* h' L$ j3 W
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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S7 V+ e# N* [$ }4 ?% v% c \4 b# `+ j5 `0 Z, Q/ m" s
◆数据交换与FEM协同仿真; Y6 g/ R; I7 O9 a0 H
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。1 h5 t- A! f3 n: s
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Ansys中的开关磁阻电机! P3 y4 V+ D1 v
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, R5 d' p+ ]6 c4 v
$ ]' e2 L5 M b4 W3 Z1 {2 L$ ^9 E) R7 s! H' D6 T' I7 H
SmartFem中的永磁同步电机
! H" h0 F; _. {/ y( Y1 s . }/ q# ~9 I. b$ n, D
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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：0 A. C* B( G5 b
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
$ P3 T4 c# K! A, l# u( I# D• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗3 C! M# T$ X- }0 D" u. L- u' e
• 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( ?/ C6 D' g' _3 l4 H3 K
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
( ^* g- s+ t2 M" [/ n$ o5 c• 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$ _. `' ]) u; n) ?$ g2 n: n6 f
线性执行器协同仿真4 D6 y3 ^* ? _, R! c- F) K$ N$ p
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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% {5 B. n+ T9 i# C N, j; X' y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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◆详细、快速的半导体建模
: m0 T7 B1 p" f( o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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IGBT逆变器损耗的快速仿真$ i, u5 s0 j* Z6 o4 g# q
+ G0 R9 n% l, J# Q! W, m, Z
) |$ Z* l, J. a! D& E. r/ {: q2 z, v& E& k8 g9 Y& m
& p9 Y% ]% A9 A$ m
6 q/ y8 e# ]# g半导体损耗快速预测模型
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1 [( D" l& L% t/ P% k# E7 O! e/ I$ c; m" ~6 J; c8 Y2 ]* h, a
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MOSFET详细建模
! e2 ?, t. ?0 |" ^# jCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。' O& G7 T* C0 m3 D1 f& V9 w8 u' M
9 q; O. E- f; N
? L+ e9 D3 m2 o" `% L f2 [* F9 W- j$ A; L. k7 _8 ]
特色：9 Y( t \/ q/ Q! e: k
•MOSFET非线性电容详细模型
* X2 }0 x+ e% p* ]+ H Q•IGBT拖尾电流模型
8 C4 O3 b3 [: Y/ h' m•二极管反向恢复模型
7 _" }& L/ M" A; }( w•以快速损耗预测模型实现快速仿真
9 N4 N) o Y: L" t2 u2 Q•与热模型耦合
3 [& ^! s% b0 A5 j: U' R ]•包含电路中的导线寄生电感和母线电容$ w( \0 n8 H' W$ M& Q g
二极管反向恢复
$ t0 G1 W1 U5 ?9 l/ T1 {# d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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) O& P0 q* V3 e: N* {+ n3 c% [4 o& W3 U) G% J: {+ X
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3 W H6 k9 p( 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。
) q0 Y2 m1 B/ X8 z, W5 N6 w/ N& k, n& Q, K4 u9 O: n2 @: u% }& x
+ j' T$ G+ [) Q4 k% b
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◆散热片建模0 S4 A( }9 b3 F
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。3 R$ K1 g, l5 k3 d. h
带散热片和隔热层的TO220$ D& ?; w" O$ G# J0 N" b6 r6 i* K
) T' ?' s/ ]0 F: G' {& o
( Z* R; u# f# h* W5 P6 F# o
M5 R- Y+ J; }+ O0 ?
5 I- i7 Z4 M! J5 i6 u5 Q/ S' u t; }0 Y5 O$ J9 J
IGBT结温详细模型
& L. k# X( V h$ i4 L7 W3 l* a# b) r- I5 W( {: \# h0 j: c( N1 K
1 o- M i; _; o& z' [
& X) z# W6 G5 S$ S5 I7 L, ]特色：
3 S- }& t7 [$ {& x1 @•散热片模型与半导体模型直接耦合
' M9 r* O6 t! c2 A•预定义导热材料特性4 I5 G# n \+ v1 } Q. p7 q$ @
•现成的散热片模型
0 u( A8 m2 }% t2 W, r0 A+ ]•热模型可从Ansys直接导入Caspoc+ a0 z+ H9 N* |0 P/ V' y
热模型# V; J% B# z! n; ?' O, |& k) ^
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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1 f5 _2 s( p) [0 E5 L2 j1 W g$ _- {
: ]6 ]$ a8 O+ L1 x+ y- ?
" }. \, R# w4 s% [+ @0 _1 l( z7 _4 @8 O! Q! v0 L; `5 R# s9 X
) g1 l& h7 x7 r; I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。& o' l) g3 E* l0 E3 O4 y/ @
& I% P; |- d+ Q5 F' x% _9 G
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6 X# b# ]! Z& B: ]% |◆汽车动力管理2 U/ v9 o$ Q% r5 I
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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汽车动力管理（含负载突降）8 V8 n! j, W. o( x0 |6 x! X
, j4 u+ F6 H3 E5 z) m1 @7 P
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1 Y/ m* N# w# X7 W' s) _
7 c4 t2 H$ h5 l( D) b/ z6 H
2 }2 ]9 R6 ? C9 k: DIGBT火花塞点火控制" G- m9 s- Q3 g+ d: n' k- b
+ w* {4 R3 K4 G& q; T& ^6 s$ X) Y: y) ^% |; Z x- `$ x2 n
& s. O5 z" N: U1 o5 e
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特色：
7 A" y/ z: e) }4 u, y7 y•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器' V8 F4 {* p# {/ s, r% u0 F
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
0 S. P4 @7 }4 q) t' y1 {* M( H* }•高压火花塞模型
# [2 ~, m, J# m. e2 W! |- o•双向直流电源的限流与电流效率模型7 @: {& v/ s" |* B8 O9 N
•动力管理传动循环9 m) D& w8 x9 Q' r* x O* N+ z5 y
双向直流变换器
0 {7 K M( {6 r- t' x6 G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。
$ O2 e; i+ i( f
* S' @' a8 A8 E% _0 w# B, w* y W3 s. S) S$ Z8 Q J
1 I! d- K& n2 a/ m
# Z- H# X9 R1 Y* e: J/ H
, i/ `) L. g4 Z: X总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。' C% t1 B& ~( W$ e1 L- W7 n
! L" Q8 e- \5 Q; {- h+ F# [" G6 ?# b
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' \7 v; m: Y4 _◆绿色可再生能源* P8 J- `- i4 H# q$ }) D# C: G3 ~. x
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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9 g6 s+ M" W# B/ N带逆变器的太阳能以及电网供电线路
. Q# m- O1 u% B# G % @: X0 Z8 N6 \: U8 ?. g
: d! B0 {7 F0 ~( ^) O0 D
' o# Z4 D: q4 c9 A$ Y; y* L" e% F1 }# E8 q
' v; f' Q8 r6 t: }5 ^) b/ y
风轮机模型' H' d( o: M* u8 L# b0 M6 A* s
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( P0 D( @5 E, n! s+ `9 } F8 c
. ?) P; f) S5 {
$ Z# @! ~3 w* P2 z" V 双馈感应风力发电机
" x4 j* R7 a4 D* R! c0 [" I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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8 y# ?8 \6 ?5 u6 W6 m+ o# L' x+ [4 D% g0 t# ]% N5 N9 F
# _) Q( E) I/ g2 X# W2 f% i/ B 特色：8 l8 F8 f! G( |" y8 ^; F2 C
• 负载依赖性太阳能电池模型9 `& ^& K+ p& r X' {
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性# _: G2 X" D; c# @$ \+ L" K
• DFIG（双馈感应发电机）
5 m) Q7 r* E: E0 E4 |• PMSG（永磁同步发电机）
. D4 Y# e9 P+ Z' S# }0 i• 行星齿轮、刚性轴
2 D+ |7 V' E( a& f$ V• 风速特性. `; v5 ^9 A; V7 Z2 X4 P, Y
• 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
) r0 M( n) J" `, C* e燃料电池" G8 U- b4 o% e8 T+ O
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。1 } L% H! H# J. M
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9 D! o3 \8 r# Q$ h _6 _7 T
9 Z# E) l& E3 o$ f# M( l6 R7 N
: N* X! f1 k0 ^9 Q' 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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喧嚣卡
变色卡
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发表于 2009-11-27 09:00:54
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