|
|
发表于 2010-5-5 13:43:56
|
显示全部楼层
电力电子及电气驱动仿真
( f3 v1 g# c" |# h2 J% c" H, n& ^, ]% \0 q" U& H5 M+ Q, d
/ _3 x7 {1 |' Q9 n; y
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。! y- I( d3 u9 S" [: v. k; q% H
/ K! b5 o5 g8 E) y# J
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。
0 c6 c5 ^2 ~' b. j/ U( F
, ^. k7 Z" ~# q+ \/ W% rCASPOC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。0 J6 h/ M- O) r" A' z: Z
$ y7 a$ |5 s# s! n/ c/ N Z0 V; H0 y
7 p7 }' v0 D( K X9 G, \& \
◆运动控制与变速驱动装置
- Y; k: K) ]8 O7 @; Y& D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。
A; B+ U! a ^: ]( v6 P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 d, n! R" _) O2 X9 y/ G3 }+ k
- l% a7 e0 R# p% |- V+ \2 z0 a$ A1 w( y. r) o, H
& }2 k/ j' n: }* o. p4 a% T$ k8 M6 B3 ]' W5 K! f( m* `
, r u4 F7 @8 A5 h! C5 a6 z) R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。/ [0 F$ c& B0 n! Z- @$ f
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。
0 R! ^: j6 J# K7 j. u* g! g7 E0 W1 I B( M! w& R
5 {8 u% T/ q' e. x
1 j' J: K; f/ \. O! y9 E! `特色：
2 _9 O8 F+ W8 ~+ A) s& F•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。; l6 J- ? i8 {
•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。; z7 K) R: [: x0 X
•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。
! Y- x0 @- o! E% Y•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。8 ^; x% U+ u9 x. M4 n; |
电机：& a# P# s8 @0 r1 w6 p# y: `
•永磁同步电机
) G6 }! h) Q8 H•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）. D1 E9 q0 S) d; J1 C5 k# [8 `1 v1 {
•同步电机与发电机，永磁及外励磁
7 F/ Z1 t1 J) ~3 e" {•永磁直流电机
! h7 N0 K6 [$ a% q- a& `•无刷直流电机
0 @0 G( x+ S" C•串励及复励直流电机
0 ]+ e5 ?& A9 @' {& w1 r. W•开关磁阻电机1 k6 ?0 P+ V* P3 \# X6 i" L9 T
•同步磁阻电机5 u3 y0 f+ e) ~) z
•步进马达
( o" b. l* }8 O4 B9 C% v* M•车载发电机（直流及三相）
2 w- s( R/ a/ D+ K/ U6 @机械部件：- a/ f/ Y; J- v0 Q! A* S: u
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
5 a3 }! N, `8 ]/ h& W•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
& w5 q7 }0 \, j2 @6 Z3 A•速度、扭矩和功率传感器, [ l( Z+ r/ Z% m9 N6 a) ~
6 J& l9 b7 n) x- w6 s总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。$ t( S2 \. ]9 Y
; z6 t1 ]- f" b/ }
) r# x; ^. X4 L8 c: m2 V* G f4 r% l1 K( [1 Q8 l
◆数据交换与FEM协同仿真
0 E$ z5 P( O3 x1 U' j R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。
3 S* T$ Q0 H( B3 S6 w: Z& m- O# D" s
Ansys中的开关磁阻电机* y% ?' {, K, E' Z# \
$ a; L- c$ [3 w+ ?' G7 G$ Q( B( `3 e/ ~: r
5 s- ~9 v2 e3 _/ r% Y8 G
/ \5 r7 l/ A. U7 l# g" a
+ \" X/ Z4 I& e2 h1 s2 d8 oSmartFem中的永磁同步电机
5 n. _( e. U5 J7 O* m* M2 d5 |: ?( P8 y9 g2 A
! f' y" ]6 R) ?
7 l( Z1 m; A) r) V
( r$ ]3 L1 t5 H# F' T* {/ X/ H& b" h$ _+ s0 s) v
, p: k4 j( O0 u* z% s! [Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
7 d" Z Z+ ^+ r; F3 |0 X( b8 \8 r3 H3 q
( X2 r5 l' F0 p
+ p2 h3 e& ^. b8 b3 ]特色：
8 s# X8 Q! l# A( P3 b2 a! @" L• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
; }! a, ?) P2 r8 W0 E7 I( ~ o! n• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗; q. k& K c# U# [2 c) ], H7 C/ g
• 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) F1 x8 j Z0 v4 g' K; A
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真$ K: C5 n( ?* l- x
• 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 I; x- O2 L5 b2 L* z
线性执行器协同仿真% P! R' C6 \) y
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。
( y. A: N0 ]* J1 v; a% _ g9 i; c
3 g$ Q; w& q7 W
8 k# e, R& `1 U( W7 r( N. C
* ?" m/ O3 F. ~9 l
8 k. C1 N8 e; s1 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。
3 Y$ m1 a+ X3 C, ]. A" I
1 B: v# |) @: {4 ~1 Z; u/ q
- I$ Y. L# {; Q4 [/ D! s' n }$ b0 |- P6 t" W& I
◆详细、快速的半导体建模
% z% @4 o" M% U6 A) e采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。! n. _3 W* O: K: M
_/ j0 u. s; W+ ]6 l+ \
IGBT逆变器损耗的快速仿真
! S) C0 u0 R; U4 m ]+ K& F5 S2 z+ L. y \ C
4 N* h3 I6 h- W8 X) n: A, a4 h6 e& ^
) s0 U) U( t1 h6 \7 O
5 l9 U1 w" [; J% ~7 T: j: J
半导体损耗快速预测模型
! Y; G% R9 O" p E) E+ N! _) Q0 s0 i6 ~0 A& f, k
2 o) s4 A( T( U# ^2 K! h G9 Z* z, h3 y; C' o
0 S% v' x0 V/ b0 H. d2 q, h6 R, o! _6 x8 Y3 E
MOSFET详细建模
8 r8 a( _( W" \) b& S* t4 sCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。' N q! |9 B5 c: x! V* e
% \( n* ?; o5 K5 [- H9 l0 Z- y# j$ U' g* v4 V
$ @0 C/ x* v- r5 J5 N6 \
特色：
2 a& ?! X# k4 z2 y. P) i: Q•MOSFET非线性电容详细模型9 }. d) o* }- p" M
•IGBT拖尾电流模型1 x, G$ r6 E" r
•二极管反向恢复模型
+ X- h1 e4 A; L; O3 m+ @•以快速损耗预测模型实现快速仿真3 H* F# e; y# E0 E: f/ _, \
•与热模型耦合
$ P+ c) B$ f q$ _* j•包含电路中的导线寄生电感和母线电容* u3 [# Y' R W' O4 I5 V
二极管反向恢复+ C/ h) ?% b9 U4 p
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。
. g7 c4 x: c% g. [5 a' w9 S# r
- t4 v1 g7 Q4 ^0 l
2 C1 S* D {$ A" r4 f
5 |5 S: Y& i. D* g+ D; D+ \/ ~8 o9 \- B' ]* E# u, y
5 y. ~0 g" r/ t
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。+ T$ l7 V( i% u$ f: W+ G8 p
1 S0 }! u5 ]2 N4 C! ?* ~2 |, Q. _: _
. {8 `: u( |) l
; Z5 u- `9 T! U5 h◆散热片建模
/ \* r6 c( |: G7 `4 W' s( ]" 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。; f+ X T3 r" i
带散热片和隔热层的TO220
9 F1 Q* {& x5 C3 h% K
. J8 z3 X0 i6 T, W% I+ L3 \$ a" m( e9 O7 Q- ?8 U( U& j7 ]6 z$ p
* a$ X0 y' _3 p0 I/ @7 q
9 a. v$ m. s! y$ U: j& b3 L9 k6 _: ^4 m# [8 \9 f+ H0 X; G
IGBT结温详细模型
( E$ X( n6 X$ {5 F! j3 ^: L! \6 R! w( N
5 ? d) n1 @' A& E' Z" Z5 ?! q
6 d! Z% ?( F6 G8 I+ g. ~
特色：% H) O# z7 g7 m% _4 q; [
•散热片模型与半导体模型直接耦合
& D3 ^4 {" V+ u•预定义导热材料特性1 {9 [0 F. C$ l" N2 @
•现成的散热片模型
) r* K" U6 p; A( [2 ]0 W- M$ ]•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
/ \ U2 s/ P- D: I热模型
W0 z2 I" i7 `& H1 h8 D7 r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。
8 m/ z1 S. @' R. }
% o; Z! y" ?# h7 v. m
" A$ y& F T( b- P7 _# h2 e8 V6 I+ h' N. a2 O8 `( j# Z
; S v4 f) P8 J. m: B r& b& T! _4 ]2 `4 H
, |5 f0 |$ J" i6 n0 Y! u
: U% {6 u6 E* b& Z$ J# u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。
I1 ^1 c A& f; K
1 s( [, e; Z& ~9 L) t0 u, v. v2 y$ x8 T/ n M! a- z
1 y8 B: I0 R; k* K' {$ ]- x◆汽车动力管理
! {. V, J/ a4 s! n, Z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。
3 |, x" K% ^5 ]) z$ N# e, @/ G0 h- J1 e4 o8 r
汽车动力管理（含负载突降）5 [% g2 ? V4 q" T
P8 z% S1 M2 }. g. r8 R8 O) M
9 V" |8 P) S6 t4 F5 |) E
2 o, f/ G, v2 t. t( [- F) H
$ X8 k3 K. b d2 x, L
2 k2 O9 v$ ]$ A- K; ^1 bIGBT火花塞点火控制1 R1 _+ C$ i- r0 r
" y) D' J' V6 u
3 Z$ g9 C" Z$ y8 x( U+ k8 t! T, k! {3 ? }! p" \$ A2 D5 o
( M6 |$ w. I8 X! h9 c
特色：
3 v3 y( J& @; u. U•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
7 Y. _+ G- |5 |; x•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。4 g% d9 n5 F& V9 x3 C
•高压火花塞模型
0 |' l0 W8 {. Y8 G•双向直流电源的限流与电流效率模型
0 Y: M9 i1 H& M* A7 [" L! e( a•动力管理传动循环$ `% g% B% H% C: \$ Y: d' ]$ e8 Y
双向直流变换器
- F; l( s. @* G2 g; k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。
" k0 X7 I+ O* R7 k+ n
% x* ?$ H+ w3 h8 O! Z- b6 Q( ^4 L) `) C. T8 z
* G2 m+ \6 U. d
7 y7 C. X3 x5 [8 S* @$ C
+ K! N; _1 u: {# ?! n
总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。: T) ]) \% L. y4 c
0 L7 r o, M, \( c6 N ?
2 N9 C5 c* O/ d, B8 ]
: g" W- P) C2 L1 y" V$ f* k4 u* S" E6 J◆绿色可再生能源
- w# t1 ?1 e! ^6 X }+ n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。/ Q. {0 f4 A" c
! D% ?: g0 U5 j# ?; B% |" Y6 o. s
带逆变器的太阳能以及电网供电线路" \! n5 A6 P( c/ G" E& u
. s9 X2 s+ f7 ?% _% q; _( a0 G# } v7 q; m. m! p
4 \ q1 c, E4 C1 x6 r+ C3 p
/ R3 Q8 D/ i) Y. V# m: h
* N9 G; X+ C5 x. Z
风轮机模型
$ _ Z4 N) M$ y0 v' V4 J4 W1 x8 ~1 P
& {" z9 g Y1 |& I+ d9 B
' D; B+ T: {4 w7 F. W: C) [4 v% @% O; ]/ a. {, H% G& M
双馈感应风力发电机
+ Y3 t5 j% s( U* Q' 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。
& j/ ]# y% u7 J( I) _; K. ]8 Z: I, `6 A) U0 b
; q2 [. a# n: G% \" G- ~% y+ s
# f0 K. o$ {% U4 H1 S: i 特色：
0 g% [0 P7 C$ e- o( e• 负载依赖性太阳能电池模型
3 `8 H$ D/ x8 d$ t* V" T/ S& y( p/ B• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性8 w* q% y( I3 D8 u# Q" e
• DFIG（双馈感应发电机）
0 ?" g8 f, s" W: Y5 |+ t5 S9 C3 A• PMSG（永磁同步发电机）
3 O; a4 L! c: U+ P) S• 行星齿轮、刚性轴
! m7 b; L2 ~7 e- N; F" m• 风速特性
" |0 J1 d6 e7 r• 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( A2 S( n; D, |2 E
燃料电池
* w( G' q% ]$ i1 o" s( L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。# a1 a* d1 m/ b% e" i) E
4 f9 ~0 M; u- K2 q, T* f
8 A( K7 Q+ S* z) O+ J, _, O3 M; `9 m* K7 p) F& p1 n% ^
) [0 n+ Q" g" _3 Z( \( d) j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
发表于 2010-5-5 18:06:16