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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 ) `4 I. W! t' M
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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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0 b) l' ?2 p7 d+ f% e1 ]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。% `# X5 n) s" I* Q3 }- @' a( c
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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。& S1 `+ g7 b" Z5 d- s. C3 ]
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◆运动控制与变速驱动装置6 T) S1 x9 B. A% m. Q1 B1 _5 ]
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。; S2 u2 d# _; i: ?
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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% B" k' c4 m T, J' ?& E4 ~9 p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。
& v) I0 B* s1 ]- 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。
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; ]1 k8 V7 R4 ?0 P7 X特色：
" D7 A# F& B; o) |( r•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。
, t, j( M1 A6 F, W5 T8 Q3 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。
% T2 V0 a) S0 b•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。* i6 i1 x' K; F, d
•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 m- |# E X( Q1 f/ I+ X
电机：+ K" c: @+ _1 d9 A, e
•永磁同步电机
2 s& v" D# i, z4 g8 a•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
% C" S# p% h7 \$ e: ^•同步电机与发电机，永磁及外励磁
O: c& R, G P1 m/ L9 T•永磁直流电机
- c. T, v9 g+ g% H( N•无刷直流电机
9 m- }! S4 c' S•串励及复励直流电机
3 k/ L0 b: ?- }' P# {% G4 s•开关磁阻电机1 k* b* u1 {. W
•同步磁阻电机
/ X* I2 W9 j9 v. s# U& G7 d4 s•步进马达4 K" \% E* b L/ k; b
•车载发电机（直流及三相）
5 w1 ^$ b0 [" F/ e, A机械部件：
5 C* T p \- X* k$ H, P•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
. K5 n7 U k4 D) c5 f+ i•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
. |7 ~0 r \3 Y( D# R( D•速度、扭矩和功率传感器
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总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。# @2 V$ f8 x) Q, K
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+ O2 k' r+ y* i- O9 \$ ^# `* b
7 I O2 a3 Z r/ e) b◆数据交换与FEM协同仿真
6 V; ]0 H) a1 Z( `: A4 _: \2 H2 n) ~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。' l5 `% h8 X0 u: ?& u9 n3 w% u
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Ansys中的开关磁阻电机
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, X* Z" \& b$ ?9 V) \/ J {' kSmartFem中的永磁同步电机
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# h$ J1 P. T0 \! X+ \2 {5 }4 yCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 - I2 B0 f( @, p: o. W# e
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特色：7 u l$ N" V7 T& E( ]( S* }
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真" |2 j" c$ q, M& o7 f+ N1 R9 c
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗! |- k- t! W& D O9 M2 W1 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
+ M2 [5 ?9 B5 X7 l• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
g! ^' h/ b" p1 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。6 p+ C9 S% N) B7 L3 O4 S3 Z
线性执行器协同仿真
1 o& F; b* e; [3 e9 t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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/ z$ b" }6 H) z) ^5 ~% A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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, h( r/ _4 ?- W7 l4 j◆详细、快速的半导体建模2 ]- g- _( P1 ]% q5 \
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。4 O( U/ [9 s' c) g. |: t
4 l6 u: w2 Z- T0 i9 g- O2 YIGBT逆变器损耗的快速仿真
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$ q2 J) V' g5 s5 A. h半导体损耗快速预测模型
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MOSFET详细建模) s$ l2 i& m! ]/ |: A- z% I
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
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. c# X% z+ \+ j" ^( N1 m1 B特色：, P: d5 k9 i7 l) u/ R
•MOSFET非线性电容详细模型1 b/ i( v2 [2 z: X, |) g) D" u9 v
•IGBT拖尾电流模型
) J0 K) w& S0 I3 j4 ~•二极管反向恢复模型
6 J5 R. R: B& j) `3 s•以快速损耗预测模型实现快速仿真/ F7 Q4 E( o& x# n- m$ c
•与热模型耦合
. F8 P) k6 R T; A3 F•包含电路中的导线寄生电感和母线电容$ F" I( V" T3 R+ X9 o5 {& p
二极管反向恢复 D; z' W \1 D% z0 g7 B* T
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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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。
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# l Y! t/ P" G, U; @1 w$ [◆散热片建模
+ @0 k1 c6 |: K, V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。
* _6 D) v7 B5 b5 {% ~8 c/ [/ _+ O" z带散热片和隔热层的TO220! h: Y1 ^' f+ t3 [3 |; R
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, L8 P0 v2 n0 Y h7 U9 d. V, q
IGBT结温详细模型
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特色：5 D- H9 V$ ?2 b' |; u8 ?! W
•散热片模型与半导体模型直接耦合/ {' } b% O4 N% M
•预定义导热材料特性
/ d% }# s: ~( s, r/ f7 F. o•现成的散热片模型
/ t, l! c5 M% Y O5 P4 b, Y•热模型可从Ansys直接导入Caspoc8 y T0 j1 q6 w- R% c4 `' D
热模型1 y5 S* E4 @+ u7 {6 c% Q
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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. w! D6 q( J5 |0 W1 B# L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。# S4 J H4 [9 Z- [5 Y/ y/ Q! D. @
, X. F* ?3 @* B& U: E9 ]5 s
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◆汽车动力管理& Z2 I3 S9 X7 Q9 A4 [
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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4 p" z: |: Y0 o! O- P. p: @汽车动力管理（含负载突降）; E1 E0 f/ n# `$ r/ h, u
: M2 J+ }6 q# ?! |, e! Q( g8 a
3 g+ u4 ~5 ~9 @
* w' B f W" q. t4 i# o4 L( a3 M
7 ], w" \% V* c6 D" o2 @IGBT火花塞点火控制
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特色：
+ u3 G8 x3 f" |- j- m1 \•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
4 G4 O; Q+ u0 Q/ G•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
0 X9 s* N+ U$ D•高压火花塞模型
. g7 B3 Y, J+ K" w•双向直流电源的限流与电流效率模型
: L8 D3 I2 u' t# A$ Z•动力管理传动循环
1 W, G" E1 A" Q c8 ?6 q双向直流变换器, P6 q) n6 P# B% ^
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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8 n, y6 {. T; i8 E( C) j; {3 ^# b" \' B5 Y3 E6 h0 Z
# H o4 t* U# q& K4 q
3 q- v8 k I' z, s. N) i9 D总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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. v" V: P6 B4 |0 N◆绿色可再生能源
4 C2 L% U0 J8 p2 [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。1 k; e9 G/ m' \4 U* D
' w* u8 e9 M( w( _: E+ G6 a& J带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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5 ~+ z( Z" S% r# s* {; D+ x/ o* R D
" x$ J4 [% o T! H/ {: K# E* ~ N
5 C! V1 A& K$ x1 V" m; ^# |" p" T
- H% }5 d5 F- w风轮机模型" K* J% i8 o) r1 n% U# `
! G9 l6 M% q; x" ^0 ^( e! h
$ E: A! M; L2 t3 y, [' F, w* a5 R; l! d, h" G
" ~- P+ k, y* {! U3 P/ |
双馈感应风力发电机
- ]4 ~; [( s+ q2 V# o$ p: m+ n& J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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特色：6 J S+ v( a; y7 u) v: u& B' f" D
• 负载依赖性太阳能电池模型
2 [" x) Y" D6 r% }" m$ W4 f• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性 \7 o& F5 h& w5 F# ~: P! C
• DFIG（双馈感应发电机）
) y! B k6 n8 _1 I, F& _1 ^• PMSG（永磁同步发电机）9 Q6 S* l7 R- Q1 D$ J7 x4 D
• 行星齿轮、刚性轴
4 y& D3 C$ @, S• 风速特性 N, L, C( p h; V
• 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
! S# y' f- ~" k1 U燃料电池! G$ o( l6 S& o" d' f6 F3 B
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。3 i) y+ o! _, T( @9 f% C
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4 J+ h" | J j) B/ y9 e3 H' 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。 |
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发表于 2010-5-5 18:06:16