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发表于 2010-5-5 13:43:56
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电力电子及电气驱动仿真 b6 o3 Z6 C/ }% @
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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。
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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。* y2 u( p G( M7 E( p1 _ D
d, W* _. W$ r! v: W ]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。$ Z3 \+ f8 l' t/ I2 r' E
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◆运动控制与变速驱动装置
9 B, {6 l6 M: ^; j$ l7 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。3 ^5 P5 K/ h/ q1 c; M
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。+ B" C) e! ?0 ]; `! C
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' C/ s% t, M( X; r; V9 v
- v: e, b( p/ }' R8 r1 K! v5 B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。
# L5 Q" l% I M3 s; ^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。6 R' O: S. k% J
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特色：
5 m2 x1 q/ f. p6 h* m$ ^) U•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。
' f* Z) J7 e7 b) b3 \ g0 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。- O$ C5 v. n* P. d- k. y c- o
•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。
* D9 Q4 J- J& T' @9 E8 W' ~•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。, E( K. j: ]" N" a9 Y
电机：
m& [9 V. W9 s2 {•永磁同步电机
|+ _& t5 L& ~•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
5 m% d0 N4 ?# s- E3 k1 E" [" n•同步电机与发电机，永磁及外励磁
. O% F* e& F V•永磁直流电机
# [. h5 d/ s- ~7 j- Z; k8 @5 q. C•无刷直流电机
4 g2 P r7 U# F5 @+ r$ H6 E/ y4 X' w•串励及复励直流电机4 P+ G# G) Y, I) U' K
•开关磁阻电机/ M+ n$ D' p8 L% c+ P
•同步磁阻电机# b$ s* P' D3 T; G: l
•步进马达
& F0 ^! Y. {- o5 Z•车载发电机（直流及三相）+ C" o5 v3 p5 z3 ~% o
机械部件：8 \8 Q( Q+ f7 @' t0 X/ g2 J
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮" e. }9 F" O1 k: t: V! f4 s
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载$ `0 x$ u2 ^" V& k
•速度、扭矩和功率传感器
* ]4 x: g: \$ @0 O, |, o! Z4 _) M8 p7 h2 h' ^- w0 J
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。 N, V: ~: E; @9 T- Y0 M3 C( `* C
/ q% h% C9 j% Y5 ~# \# z9 n% d* M1 Q; r" m) Y6 Z( h
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◆数据交换与FEM协同仿真
1 ^) B w* d& M2 b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。) p$ j8 g! H& R- d# x; ?% \' F
- h: y3 A" n/ J9 u2 _Ansys中的开关磁阻电机
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SmartFem中的永磁同步电机; S2 v1 h! i+ j+ I$ b, T
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& k9 I# |' w9 `0 YCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 * G7 d6 ~. l% G/ q! C
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) g$ v( f1 K$ e! R
特色：
( S; m: Z z" z) w• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
7 Y0 j7 r6 f$ z7 a• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗9 S8 h H0 i) d# f3 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5 J8 ^. ?6 O% [/ V1 E$ u. H# F/ f B
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
/ w6 E2 Y" \$ \& a8 r" N3 f2 p n: b• 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。) N) ~) a7 e/ k7 ~% L/ Y
线性执行器协同仿真
9 P/ z+ f! c6 E! M0 F9 {6 s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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. X" k. J2 N: d' o+ Z2 _( E7 c6 D4 x! A* t- c8 `* L B
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4 ~$ k/ m- z# `( d5 M- x9 }
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。0 h" p$ `' m, X7 r8 K5 L
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IGBT逆变器损耗的快速仿真
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# }2 v: I( y/ I/ B
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9 w& b9 n; p" P* S: q
0 @) g4 _6 r* h1 @8 w半导体损耗快速预测模型
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& C$ S- R: P# d) y1 Q/ _; G1 b
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! R: h- F/ I! Z. `% b1 |3 FMOSFET详细建模8 Q5 ]. T/ v8 G: b. h7 P
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。* X! _2 |0 O1 O7 e% K0 H4 t
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5 L# P" N6 ^: i' L: e) O4 @! @* x& `1 Y
特色：
# r, i, `! Q1 b•MOSFET非线性电容详细模型9 P, }% X. N+ d
•IGBT拖尾电流模型
$ p7 K8 c" m& ]; f# Z•二极管反向恢复模型( b# e8 F, Y+ A+ y0 \! m4 z7 g5 H
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
8 t- m$ b% M: b) w: q•与热模型耦合
9 N$ T# \6 v% y+ R1 o4 v•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
# d7 ^2 }. J; Q5 a# j3 T/ b' s& S5 k二极管反向恢复
_! S1 F% D' J8 U$ \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。+ m! O, p+ ^6 c8 C3 T
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& B% A- b1 {9 B$ O4 j1 x/ {' G
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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。
9 U6 O7 P5 j, d* k4 e; u3 \# Q/ ^: S% t- q
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5 K& {' g+ |4 B◆散热片建模
9 k K) h+ _! t; Y- L F% C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。0 g. F5 _3 n1 d
带散热片和隔热层的TO220/ l- Q: f8 h0 i6 d6 r
, Z# }4 H% W ~" y! r4 E/ ~2 L1 B" F. Z# V8 E' ^- ~: }
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8 Q3 w' z. r* \- q9 c+ A( H& q- E% N
4 f2 z: v) c6 y5 J
IGBT结温详细模型; b, F! U4 G7 j1 `! g# X( f% G
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8 r# [" G. A( |' I特色：
( t4 ` P# h: t, x3 G6 ]2 j•散热片模型与半导体模型直接耦合
1 Q# `; ^ W2 u+ ?& k& t•预定义导热材料特性4 z7 d0 O2 _. B, {
•现成的散热片模型
; x9 l& M1 b; D" I2 L•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
0 a; e7 V- h! y X! S! l* S热模型
( s+ X* U* U8 n F2 a. 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。! \" Y, u& R0 y
) m8 I P3 X8 ]! A5 r( [- v2 n5 }) C s0 q6 T* k- Y
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# ]2 D# b% L6 [
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6 ]; L6 Q7 E% X- Q5 \) T- n, B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。, c p1 q# d' d" |, i
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5 Q% [" r* d u, A$ T◆汽车动力管理
9 C1 D: u& f0 w& p, D( @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。! y% @# f5 B G
, B* Y' Y. E- l" A( l4 J
汽车动力管理（含负载突降）
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' S9 D# ^1 \8 t; t0 K& [) H. v8 z: P7 _ T2 p% D* a; @ |# R
, @* A0 X% ^0 }- r3 U
6 D( F; ]% T) z* X6 f9 ~. J+ [( h4 PIGBT火花塞点火控制
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: v3 h; e. }* M8 \
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) x" }# O, u9 i6 I( v# a/ Y
特色：
. t+ {" Z' n. ]•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器: z: l5 Z. ?9 _$ x
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
# @ v8 \7 i+ {•高压火花塞模型
9 Q. j8 L6 x" Z- o4 Z•双向直流电源的限流与电流效率模型9 g$ L% o0 m6 S9 H3 H
•动力管理传动循环
( s. R8 w$ p7 q$ J双向直流变换器 k$ X/ S' C, |
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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; d/ b, J7 A8 x3 } y! I/ x0 V7 h+ ^5 f# A& R: P
9 }2 f( G8 M! O6 M9 F$ H9 K% N
7 F/ q5 A1 W @! n& }0 Y0 o* o" P: v3 s& t) @) u. j
总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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( }! q& z3 G+ D6 x
◆绿色可再生能源: n# \, Q5 `3 j4 \* x L, F
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。2 G1 s# I9 _7 [
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带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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7 `7 ]9 c9 \: [9 U3 X2 Q- p% K5 [. T4 P; K2 i; K& ]
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风轮机模型
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& O- d4 x& \- v/ V3 l; |$ ?6 k. G2 a双馈感应风力发电机. u8 G) t( o3 h, y$ v( D A1 z
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。& N1 ?" J9 q' L' B2 z: Y
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! M/ f, e* p3 i% _- c5 W1 u! b# t% Q3 f( O% d% z# c' d! F' ^
特色：/ ?4 Q7 u V7 A: @9 u* A9 X
• 负载依赖性太阳能电池模型
$ m. u l! r2 v8 p: P1 ^• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性6 u$ i, F6 V6 w' y* O* R
• DFIG（双馈感应发电机）2 ~0 K% k4 t, `1 p( t0 e( `/ H# M
• PMSG（永磁同步发电机）1 @" {" y* T) C) ~
• 行星齿轮、刚性轴3 s6 I$ ], j" c: t/ D% l$ w
• 风速特性
7 X: [. m4 |0 H ]* h. v/ D• 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 b4 D; ]" u0 t' Y燃料电池- R' |. Y* Z, Y
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。
; a+ M9 k. ?0 X6 d3 R5 Y4 w0 a' q; g: l [
% P& s" X5 C. u: c& ]
K- p# b" j4 l4 w- g. S
! _* Z) U1 y8 R6 C9 V$ |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 2010-5-5 18:06:16