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电力电子及电气驱动仿真
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" D& f, g0 G" Z6 j* L$ W0 {% C- O# o
4 H; ^0 `2 a5 A8 ~' p3 z7 ]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。
# h, J+ Q. n. Z# z& |& I ( f0 Q8 }7 z5 S: e9 P' D$ Q$ q
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。
# ?9 K. S! q5 F' a ! n# c! @0 L8 ~1 ^; @; L8 o
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。/ _, y. F; u% o+ s6 R% J0 R. T
! Z' K- Z9 K& j* n" _1 b4 m1 ?
4 Y# w9 A$ D, z9 O+ ]% h. _( _◆运动控制与变速驱动装置# h+ P. I1 i# S
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。
5 [0 G$ m; `: L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。* P" U1 b; @7 T; @
* e' T4 L- d1 y+ z; W5 A% s( H* X# `
: Q0 C2 b, M: }5 G
- v+ l1 w% o. P* k8 n( ~
: k6 S8 c$ }, r2 g% }! v6 P/ s5 x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 F7 h7 M- E2 C% ~# e: Q" B
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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2 L$ p* @) O9 H) `: H' T( s4 \- B* A/ ]$ F
/ Z- k& ~# k) k# \! d N. J
特色：
; }2 Y4 v! ~. Y d2 o•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。
5 g* H, ]0 j K( p* J$ u* h•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。
$ ~8 z7 K' G$ H$ ~4 Z0 h6 _& ]•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。
1 O7 H4 D \3 v" I; @4 b2 F( v! 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。$ Q8 F, o# @1 u. @0 N: u: f+ w. }
电机：1 o5 x- ^+ @& z. ~
•永磁同步电机- q' Z2 _7 c+ U; d$ O
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
7 ^$ V5 O( k+ {- W. b•同步电机与发电机，永磁及外励磁
4 M4 `" Z: _4 a, ?, H( h•永磁直流电机4 @$ {7 j9 h( L" P: W) G$ q
•无刷直流电机
. {% p* k: d0 f' `4 D' N4 |7 Z! Y•串励及复励直流电机1 ~ A6 ]6 w* F' _/ x% M
•开关磁阻电机1 i. k6 {) [3 m* ~
•同步磁阻电机0 J7 k- o+ P% ?% s
•步进马达. y* f" f9 \7 f$ w
•车载发电机（直流及三相）2 z+ R6 q4 W. L6 |
机械部件：* l0 I: a( M0 x' w
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮. d0 \8 d; H% f- v/ q9 c, d
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
" c9 Q6 U' N3 _•速度、扭矩和功率传感器4 F* K1 U r% P$ y7 q
3 M2 a0 H( A0 u6 ?; {# ^
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
2 s& s5 C7 r i5 C, y( L) t' {6 [, ?: M0 ~* |3 q
7 i4 E b' N7 X* l$ v2 m* i }5 L) O" m& H/ n
◆数据交换与FEM协同仿真
8 r% [4 p8 c5 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。$ O% B- p1 e# ~3 F! V1 ]8 E
) m; R8 D X2 x& sAnsys中的开关磁阻电机9 U) b* p3 i5 Q& c/ A- `
, C$ n1 o+ b3 z# {
: E, X6 E7 }, _$ u) ?) I; V( e6 F0 F( P' x) \* L; g: [- j
/ K6 r' e( b/ c5 P' J z+ h0 J2 K4 G0 X) p1 Y2 T
SmartFem中的永磁同步电机. u. J5 M( u0 A/ }6 C
M/ h5 F& d" C" V! s4 ?' v7 |' ^
) W% v# g- i3 o1 T- n
' `5 o4 \$ L8 \0 b! W
4 U2 B; U2 g: M t/ D8 [2 _* ^( l$ f, {/ `* Q* Y7 T; ]
8 y8 {' h2 g5 XCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
g% N6 T) l6 ~1 ~
8 A& X6 s z5 t7 V ^% {* x* m
8 h2 S7 t! W1 M' m* M O: z
. f0 M y3 C- f, q3 k* ~特色：
G) t0 v: c7 `4 j' m: q• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真' I* n2 _) f5 K. G* Y
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗0 ?& k* g7 T, l( ?* 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
7 s# D& a, q3 a- Q; g- S• 静态参数、查找表和暂态协同仿真8 f5 o- \+ Z* c6 X% `/ f
• 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 L6 |4 ?8 \, G+ b8 T线性执行器协同仿真
4 w) k( G5 \1 O. C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 v7 m0 O( F
' T9 v2 b1 X8 A2 x' [, s( k. Z5 ?
) D! Z# x. m6 n, r R3 ]
& g8 k: b# H6 A: G7 D$ p& O
& U+ c/ [, `+ f+ X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。
! K8 [ a8 ~$ m$ H' B# i1 T+ X; P5 X4 R' Y; m- _
. _: \( o! x7 O+ d+ O# M* H' `6 e6 m+ o$ ~ Y0 Q
◆详细、快速的半导体建模
/ L, k+ |% z2 j8 U' I! I9 A$ e0 V采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。! |0 |; p( h# `& J% D6 g! \9 H
/ S4 _. L" I) c3 q3 |
IGBT逆变器损耗的快速仿真
1 F; |+ h0 I/ {, i Y0 v* f9 N. R W
6 W, H& L/ o: A2 }( n2 y" d6 d! I, `0 b1 d( C' x
$ w1 w- T4 x1 i2 w$ f7 `. Q7 T0 Z7 p+ F" h8 c6 {; B
- C' u. Q" p$ P7 ?9 _) J
半导体损耗快速预测模型' H8 ?: a5 v; ?: w& ~; ^' g! b- c
' r) D- Q6 T' ]' L# k6 H4 j& E( k1 L4 N
6 S* H3 S5 p( H% @6 }, Y9 ]5 |+ l+ Z
' f9 ~# c0 m' j0 L! S$ o A- r/ S B: r
4 W, t$ f! v# w1 i) J+ [MOSFET详细建模
9 U1 B& B) y$ ^Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
# b- _9 e! g# U; t2 l p
4 L# e( q! C Y1 S7 D1 C' I9 j* t0 ~. q& D
) G9 G1 @7 l# s2 U! t
特色：! g' f8 B4 ^. x4 C
•MOSFET非线性电容详细模型- c6 ?7 @% c4 L8 r( a6 o
•IGBT拖尾电流模型2 r+ n6 R( z' z, X
•二极管反向恢复模型
2 \! ?5 C" C: q+ ~4 y•以快速损耗预测模型实现快速仿真
( T& _7 M8 v' ?•与热模型耦合
& S& \3 L* a" @. }% T: N& o•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
' `! O; R5 d) D二极管反向恢复5 O0 m& p) y# 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。1 ^% N) A: d( E
$ `8 Y7 K5 T! K9 o
) x5 y/ ^3 Q4 q7 O
- D. c* S! N2 m* }. x' Y) Z
2 P0 A4 i/ e" M0 w2 |+ e 8 p* n- y; W* N V
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。
8 P: \ l0 \4 Z! G) A) U* \2 A0 R6 k4 B( y$ J; N& @; p# l
$ h/ s1 f& _5 `2 y
. Q$ q; h2 c: a. J◆散热片建模
/ w, P" m& G* w7 J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。
" D: r X- d7 |1 N带散热片和隔热层的TO220
- }$ j r7 K" c& T. i* K 0 L" N D6 i: x9 G9 G1 q+ P
: P3 Z8 w2 |9 v& O! N/ M6 s! J& B/ ?( v
4 G. k$ g; S2 t2 p
, e( B% w+ A' u/ o! ]
IGBT结温详细模型
v/ W5 Y$ q1 V0 N8 M% Y! |( @; u g2 r: ^; w# h8 f' r8 L
5 l/ t3 f2 ^7 _
2 o5 V( z% A3 P, R' v8 u/ }) I6 P
特色：3 a( \ M: a' {3 G4 Z
•散热片模型与半导体模型直接耦合
5 a2 E; J$ ]# \: }' M•预定义导热材料特性
$ R5 g9 ]0 k7 \: d' }' F! {" k•现成的散热片模型
' S- h$ p# x) S/ f4 t6 K•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
3 n: U) ^) a# g! @8 c, a& `( ^热模型
/ V* K- K* z, X8 _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。
! ]6 S6 `; S) \8 [6 E9 U* m0 q% P' m' w8 |) z' U" h" B
1 f* A+ ?- N) b% b
+ M. f7 K# R {4 h# Z# {
' D3 E6 B1 e" j" N& ]4 M* n# Q
. Q% @/ X$ O* l1 _, S& }# `1 O$ R" \( }$ `3 a0 j: f
) a# ]6 {7 P k' |, ?9 w+ |
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。
* h I' l7 w2 c
. S2 y9 A4 ]" z" V) _ 6 v+ ]# ?. m, ?6 f
4 F6 J# R: d N8 l4 z B◆汽车动力管理5 ]* ]. |9 S' |
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。
! h: q' Y( A1 k7 |5 |7 T' ?& O
: B* n2 r. x8 l t3 x! B汽车动力管理（含负载突降）
; ^$ {: F; l5 n0 N0 @ o- |( Y f" x4 F; u
7 m& K+ g# m) P2 B: k0 b0 M
p2 z; m/ m/ H: f) l
$ l( t' a" c& M7 p. i% }
, _% s. r( q3 B" w$ sIGBT火花塞点火控制
1 ] T4 [) A/ H+ M5 y! n/ u( t& m$ O; Z# b1 Q/ _/ b
9 O- c t9 p8 m' y$ H0 z
$ T2 _: o5 T& F
, e! I4 J! ~# |) `+ X
特色：) I2 U5 @- I1 E& f4 t) L) |
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器& m/ Q0 ]! K/ X& A( B, P
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
. a+ J" j$ b' k, ]( R. H0 w" u•高压火花塞模型+ ]7 t7 S1 Y* U6 z
•双向直流电源的限流与电流效率模型
) c8 u( F0 o8 b3 f" X# g•动力管理传动循环. S* M- u$ c# V$ T- t
双向直流变换器
# V2 p; |" L: l9 E4 `: w9 Z5 j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。
" N0 y7 H, s! v9 m" Y ; n4 z8 x+ c0 o8 S+ N P' ?& g
! w* m2 E; u% c1 g- ~( U4 q* ]! d
. k3 o( g, m/ U; T, x
$ }3 i5 V( o, G) S; F8 l$ `: B( t+ _! e7 m( U0 M, V+ l
总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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% B3 B* R7 ^( ?5 M; `( a9 [
% d2 M3 [' t* g8 v5 s! c* u) @0 ~! n! M( T) n- M* Y
◆绿色可再生能源
7 L' F" F. F, U3 p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。
" V' k% W6 |+ E" d$ w: V) n3 j E, `
( W0 q3 v1 d& S; Q" ~7 \9 P带逆变器的太阳能以及电网供电线路 U6 N& z8 D5 d5 M* S2 k
7 J0 ?7 c% O, B, A; h, s, U3 p, @% n
; u+ r0 ]; \: O7 `! r
. c9 g7 b3 u, y( \; U+ A; _/ W2 ]
8 x2 u: [. K' u, Y- j L1 ?, V. b+ u+ p风轮机模型* F% K! T; ^; X" F4 D" G" Z; A
# _1 k. ~% l$ n: l) a8 a
4 [7 a) U2 e9 }3 l$ W& |3 X z; \; I# u3 s
* r1 n) z* e7 _/ B, | 双馈感应风力发电机
( B/ {* o0 r& z9 p- q1 z; z9 e' K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。; _1 e# p. i. t2 t
Y& o, h* v0 C& f* A* _% D, @9 A; B
: b4 o4 x) }; e' {; J# I" e/ L$ k6 ` 特色：7 A! T" o7 A. {& |9 x& `9 w1 q
• 负载依赖性太阳能电池模型4 q3 r! _. ~- J% Y& | n& x5 I; o
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
# R! w) Y/ A) l b. p• DFIG（双馈感应发电机）
6 y1 n( x8 T; }& v0 B! r• PMSG（永磁同步发电机）* V8 R; Y- J1 h) H! b4 S: ~' u
• 行星齿轮、刚性轴/ n; W$ f5 g* H$ H
• 风速特性
. e9 j! _& f% p" \6 I( ]1 @2 K• 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/ p, z5 F0 F0 o6 Y' s
燃料电池
7 s3 E3 T" K2 G' G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。
/ ~( m; ?, i: N# o: w3 g2 T1 K, K, h* N
" ]$ l& o( x- W& G6 L+ `; O2 [$ m: d0 K% Z
, |% A5 y" E, C# R/ e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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9 h& c3 t5 l% r3 V& x( H有感兴趣的可以联系我，可以为您申请免费试用一个月 15810593370 010-68221702-615 |
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狗仔卡
发表于 2010-5-4 16:15:58
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