|
|
发表于 2010-5-5 11:32:28
|
显示全部楼层
电力电子及电气驱动仿真
3 J5 {; L4 ^" E* B3 ]2 ~7 D, R: c4 G4 H1 B8 I2 v- y
9 G. z! E. o0 ^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。3 I3 @3 ~" i+ W2 l' S
5 y9 I$ l( c& n) 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。
4 h e+ H5 X5 Q6 i' U ; m5 J. @% o1 Y' w; @0 j* l# s) ^
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。
# l) \1 A* J" A# b! s$ |
3 o" f2 p% p* f, s7 R9 Z2 F% H$ f- m! J$ a' S
◆运动控制与变速驱动装置
7 x K: N" o, A" G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。
' L. ^# d9 W8 i4 A ?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。
4 b9 P4 ~9 W0 i0 n
|7 ]0 n8 b* T. |8 C) F
- q0 \: u' H/ T; X4 |% L. N' N# ?) Y! z" `
2 X8 Z/ R% C3 g3 x5 }- _: c7 c5 `0 P
; R. h+ I0 [1 F" e0 A9 @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。
( q2 y) V3 F1 j: ^. G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。, _2 q' T3 i# d# e2 X
" m; P: Z- I0 H4 Q( \* W% W4 Z q/ M, T x/ P. M2 \/ f
% d1 ]6 t; g8 _! [& j8 _" Z
特色：
8 Q6 C, q/ K! a6 ?•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。
6 j: a. K* U( |4 T/ I: N9 o! w•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 G" ^) H; z; E+ c; a' [•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。. w% Z1 g) q. v9 f: Y+ h& S
•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 c* t1 C( n( t t$ n) D( |
电机：7 Q' O" g4 h, Q* p) F0 x& Q. z
•永磁同步电机
" `; E7 D1 q2 p* B% Y3 `2 q•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）! C, u& m+ N: U+ s% _* {6 d
•同步电机与发电机，永磁及外励磁
; U0 Q0 E1 v0 p4 h•永磁直流电机
! f* N2 u* [; b7 ^•无刷直流电机
Q; z4 l! A! L& f4 B8 Y•串励及复励直流电机3 T: C# a2 j: X4 t- W- l$ A0 h. b# ]
•开关磁阻电机
; y. B8 _; A7 {- o$ {! N8 n% X: ?1 B•同步磁阻电机9 n$ F; h0 U% @$ C; K2 }
•步进马达
& \# x& n$ R, \& }% G# t•车载发电机（直流及三相）
0 ^2 ?6 Z6 c/ f. A4 {; d机械部件：2 t1 J* l/ ^* K4 f3 z1 c7 b) a' m
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
- K/ S6 f; X, X. B0 i% u0 ~% f- `* E4 ]•恒扭矩、恒功率与常规机械负载 T9 C1 I2 }! L/ ]% n- P
•速度、扭矩和功率传感器
2 M$ G, }0 b# `4 Z9 C2 M
# u$ s' p1 L& ^总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
- a- z$ [$ z( F" _
$ g6 U1 L k, i. P & r, z! z, a5 i9 {" ^
3 g( Q* E2 k# m- Y1 p
◆数据交换与FEM协同仿真
2 C$ \: I9 Y# ?& C% L y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 Q T6 i( ~! @
/ q1 b" q4 ^& t; OAnsys中的开关磁阻电机0 j4 L& X' I. A3 _
K% N# U E% `! C' S0 V# e. B
' R* [0 J" ] Q, s. h6 X
r; g) G/ T$ G9 f
& g* @' K( ]* \/ _
* G; q1 B5 b# C1 \
SmartFem中的永磁同步电机
4 W1 L8 d, U. ]' M0 \ / Z1 s* p2 Q/ T g" e9 S
" A' c+ V! M9 `" E0 M3 v. T' [% r
( B3 Y. `( r; E
2 n O7 h$ H; i. y( ]
( i) v1 L% y3 r+ P+ w! s/ p
% z4 S- I+ d9 c. C, x1 Y5 D+ a( nCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
+ Y& y, r+ g9 W0 V+ B' f
c' J3 S* [, T3 ]
' [/ I/ I A M
" @4 [7 S& j0 V4 U& G8 w- Z特色：
3 i) j* e) p" G9 U4 E& [( V. M• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真7 v% M- M$ s4 C7 J- v% Z
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
# n4 k5 r6 [0 e0 q2 Y1 `* j+ ^8 M• 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
$ w- m1 S# `) g# s• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
' y9 Z$ ~2 A7 _2 ?• 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。, m9 s7 g+ f8 }6 t; v3 O& O7 Y
线性执行器协同仿真
/ H% U9 ^6 o, X, I8 T+ v7 E! q+ T4 V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。( A7 X1 Z4 I" S9 u6 o. I
. X" D/ }. ~8 _' ]% x! S [4 }8 h+ L5 ]: Q9 ^& `
$ ~- }; Z% _& A3 J n" u! f5 O- L
8 j* q: H9 K z4 r& |
" |' N% u; n* A3 m, F! 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。
$ [ e7 C' Y/ y) l/ I( U
0 {9 j9 t/ {2 j1 j" K8 S 5 G' y% @( p2 a; H3 `+ P
$ V* j- R1 t Y& y4 K( E; }$ U: ?- N
◆详细、快速的半导体建模
8 |6 c) N2 c0 B* Z% k! `: y采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。, h* T f$ o9 v( \9 S2 |8 l! N
* [! \" B0 ^/ e% }' f# q
IGBT逆变器损耗的快速仿真
- D) l, [) G+ j; D* @ G
; A- Z% y9 i6 G, ?6 G1 D% u% V5 A5 O0 }! D# N
7 B7 Z1 W4 C* h# r! ~% ?- d i& |2 ]7 S s4 }' N
& S2 y: q6 a8 z9 b3 Y
半导体损耗快速预测模型5 U+ L- o7 E: q0 x$ P- i2 t
/ h& y$ n4 Q& S! f1 {- H- ]) ?
5 n7 |* C: |8 J! F/ C* Y& x+ Y
; b E& v( _5 }8 w
* l8 d6 H9 m- V' n9 X8 Z
3 `) Q: \4 w" G" [7 H! J/ H; xMOSFET详细建模# N, x6 V* {. e. g1 a
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。& {* _0 k/ U' O8 W
D& A) G: b, K( p' Z/ M" \. Q8 I. Z5 U$ o [2 ]6 U
; Z, r; a$ g$ v( @8 u7 k6 o 特色：
( `- j% D T! e0 B. k4 A( n1 F•MOSFET非线性电容详细模型$ j5 M- q; i+ H+ I& ]5 n( X0 X
•IGBT拖尾电流模型, }. u/ {) ~; l7 V/ f3 A
•二极管反向恢复模型- W$ U* B( g( ?% F
•以快速损耗预测模型实现快速仿真# A! t e8 c& _6 F# u! s. Z
•与热模型耦合% D( A" H6 ?9 k& R' {2 j( j% ]7 [/ h7 D
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容2 j4 D! J! [+ \, V' q0 I3 T2 e
二极管反向恢复
, u5 }' k6 \# j3 s/ C: {- L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。& o& N8 \* \; M% j# F6 g* o
2 ~) R+ `6 a; Q
3 d$ y) p, x) L5 r! b }5 a. u5 h0 S2 b+ o3 I' N( U, ^
9 L& \+ ^& B& x# }8 `' j* T
" M- U5 H" c! N. E+ {7 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。
0 E8 `4 e5 f$ x1 t2 j! f- i& J; ~2 P8 c+ E, C: R, L
) X C) ?; ?. ?, ~4 W3 Y) c9 K3 G
" [7 z4 f8 \. S1 V) P◆散热片建模4 [' s( h3 Z: j6 L, Q
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。& i9 l* w; h2 Q' m
带散热片和隔热层的TO2208 i" l* O( j. y7 x8 w3 w
4 d) J/ q9 `- O/ c, h' s
5 g5 ]' y; r" d' O- n4 ^1 f" B; \/ O6 ^9 a' w m, m
1 v2 C6 S" ?- @$ H) p9 s: d
: ?( S4 P% q! U9 L# ^IGBT结温详细模型2 C5 _4 Q3 a: P
* T$ g6 l2 @% M- r' b) P! {
- q% q9 p, {8 ^6 S, |) a" C# L
5 ^6 d# {" v0 L9 @$ P! g; z特色：4 R- e. C* K: v' j% Y
•散热片模型与半导体模型直接耦合
) d( k. W6 a( g# ~; r, {( ^•预定义导热材料特性: D" T; [* E9 N/ v5 d7 Y2 k
•现成的散热片模型
& d9 p. [) r7 u•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
: T2 t5 u/ J$ U4 o- a$ I! U热模型 n7 @4 b+ d3 l7 l& v$ A
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。
" b3 P0 j: g$ L2 Y# J$ {0 U+ Y5 P8 C; z( q
8 B7 e5 g: ^0 r6 H: c* q" l
& n! w8 t3 g9 n; }2 M) y% q; ?" p2 e# ~" U) v9 |# G
' X% ^8 X% h* J! }+ W* G
% u$ o8 d; p& P+ E( q8 K* N3 c
& M$ b. n3 O U! d7 x Q6 }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。' {# t" { W" Q$ P% z) F! g
' a6 b! b, O u
# j" T( d+ z+ A) P/ N
% v$ q+ ?1 o& h% [◆汽车动力管理6 t( t1 A5 G( m+ M5 N' P' P/ d9 U K
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。
( }# z/ ]/ r; ? B2 s# m
z3 I% i0 k+ _9 v汽车动力管理（含负载突降）8 g; R i9 z3 _# V+ [
# D' U8 f1 C( J) c7 G4 f1 M. l
( M/ P( ?0 \$ g
^0 y! C+ L# f9 d1 Y) E
( W+ T8 x' Y3 u/ ^9 D. N: L
' z7 Z: h; E2 h% _7 |% x( y NIGBT火花塞点火控制
! p' S. Z) M- \+ ^# ]* d" ?
) I7 Q, j$ j1 r: g/ q& A7 L6 P4 a' ^& W* q8 X6 f0 E
) P/ {( V- X6 M* b! C
/ M4 d9 b4 `' B3 e4 w1 |# f7 v
特色：& p t0 ?4 g% D. Q
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器8 O2 X/ H+ m( `8 e- ?2 M
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。3 v- u% V9 e B+ G8 w/ B- i$ e6 L
•高压火花塞模型
3 S* g0 C1 V0 l( r i2 w•双向直流电源的限流与电流效率模型" L: x: y* X2 o) i& k+ U* V# I
•动力管理传动循环( p, e4 j3 j2 H/ `4 ], n/ b. |
双向直流变换器9 |- R; a; d, T8 n/ ^3 j2 X4 {
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。- c; n) d. x; k+ U, M3 T3 s
9 U% B% ~& J Y# l# P2 @. b0 S; B( |. t+ F, d5 ?" z
- a- A3 `$ }, p6 b* q3 [
" k/ [' j: h# d3 r! `+ i; v' {. I1 R- m1 I
总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。% d2 J) }: u2 e) C* Y
1 f5 b6 ^6 [8 b$ i
+ F7 \5 L. i) a( Z9 J' D8 m2 S+ u1 k/ @- f: C+ y. G9 o" S( ?
◆绿色可再生能源
4 h3 R& ~4 O! e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。 A* H2 F5 Z+ G% S+ \
5 i) w7 E' J3 w9 {& S8 N' g带逆变器的太阳能以及电网供电线路. }& z' O/ b. ^& j; `9 a+ q7 U7 W/ l
0 w' z9 M, v3 x, V
) O) I8 S% o6 P% A) @
! X% k; `6 y- e8 k& z. Q
) E1 f$ u, z* a3 g x$ t m; p4 m& R
风轮机模型
2 W9 s6 g. m% q$ G+ X7 P
% q* `& f" |- t
/ j: N- K. _# K
4 K0 a, @* o% W, J1 S( k- d" @9 ], W6 X1 f4 h- [% y& R- R: ^
双馈感应风力发电机 [4 x4 }7 l$ y6 c. E7 _
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。
* C/ i6 B9 g; Q, \1 z( S4 T$ d. `! ?8 K* t$ j
2 N- n3 j9 N, W; r5 R0 Z0 x9 M$ Q8 X/ V; J% A7 s
特色：
& R) R8 R& F% @# `• 负载依赖性太阳能电池模型) D g: v$ ^7 J1 v' D1 s4 b8 g$ e8 {
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性3 @( S0 Q, K/ T9 ~% P
• DFIG（双馈感应发电机）
+ ~0 }3 E. ?0 d4 T0 J• PMSG（永磁同步发电机）* W9 \5 {5 s1 C/ N" q
• 行星齿轮、刚性轴
5 s4 O& x3 J1 e• 风速特性& A T% _% P0 Y, ^# E0 w* M
• 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3 s8 ?$ o8 \" b8 |2 I+ n9 }
燃料电池
# G h/ e: \: q( F6 R; u F0 ]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。
) M1 u! l: m! \2 Z% o
: D& f5 C) h: M5 X5 K* H" q3 \( y6 b& \' I9 g4 s
2 q% p5 i, x7 r
$ f* N: b3 m: C" i3 E4 c6 L8 f# ]
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。 |
|
赣公网安备36040302000210号 )|网站地图
狗仔卡
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
显身卡