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电力电子及电气驱动仿真
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: _9 ~& q4 ?% a$ x 3 k1 Q% [: I3 V0 I, k0 s
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。
. `6 G6 I$ U+ F* ?- B! y) t( [, W 0 A8 Y6 g% i$ e9 j, G% Y: g
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。
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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。
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! u y; G" a& G' W2 n
- Y) n: O$ A4 u3 l" c% X9 s5 B◆运动控制与变速驱动装置0 n- f8 O* a% x" s- r8 a* R2 e$ f
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。2 ]1 ]0 d+ C# `! i5 h3 W
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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4 i4 G4 Z# o. u _- M
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! i5 W4 |1 m7 }$ M1 H
$ @1 U9 e# [+ @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。. u ?2 f5 t& p ~: D
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。
& a* s, i. A; l! Y9 c+ T7 Z; R ~* g0 J- s! J
. z0 f }3 m( v2 a# s! W
, o5 d/ w1 n& \! B 特色：, u8 S. q, f6 i! T5 v
•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。
1 v9 f1 Z1 D- r- }- S3 t•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。
/ [/ _" b9 e) d$ X! M. c5 F•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。2 K2 D8 S$ F: G, o+ `6 O
•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) V/ V6 \+ w$ w( F; e
电机：9 T+ k9 n' |) R5 `
•永磁同步电机
0 J% Q8 p. V/ c! _* f; r. K•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
6 _6 S/ R: }6 Q+ X; K1 G& e•同步电机与发电机，永磁及外励磁7 q3 {/ s8 a6 G, E, Z. M
•永磁直流电机* x# N3 B; \. d5 t7 M
•无刷直流电机& z6 F N! A* B! i& n3 I; W4 O s; o
•串励及复励直流电机; N8 ]( c; a; | R8 R
•开关磁阻电机
* l: K3 s9 M6 x' q" w•同步磁阻电机
+ }0 ]2 Z9 m& ?, X, X•步进马达
" u% q8 C3 [5 g5 ]% W9 c. } r; r•车载发电机（直流及三相）
) `: \0 |& Q5 K" c机械部件：0 ?: P4 p( N2 V) v+ v4 u
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮1 o. {* y% W2 p
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
, K; w! a' G) u: w( l) b•速度、扭矩和功率传感器
( p% M! i5 l. e
+ A( |3 u0 v4 D7 A% D) x* k总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。$ d7 [. S* z5 }7 ?4 W, x& L+ g
3 _ A) S! s6 q9 m! q" a" e
& p/ i4 F/ m0 y; R" g! t5 K) J! h' Z5 B+ N8 Z
◆数据交换与FEM协同仿真/ y8 c; W0 U+ r( K' {
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。
+ l% [/ n. d8 S3 e
/ z' L# }, I( DAnsys中的开关磁阻电机+ X3 l- ?' H6 s3 `& I# F" p# r
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1 t3 q% M7 t8 p# o3 o4 Z9 n+ Z/ l5 `- c4 t% F. _. h+ S _
8 ?+ U! Y$ W( l6 U+ E" s" A0 K% f3 y: d! k0 T/ ^' U
SmartFem中的永磁同步电机
c7 d6 F- S/ q; ~0 d1 L( F0 I " Z7 G7 h! [1 T) o
& h! Y+ l7 E0 Q/ q% l$ _
0 R) @8 r5 j* J; K' ?- z
1 [- J( h/ ?! ^. \3 T" s
9 w! J7 H0 m1 u+ ? 9 u; p& H9 P$ N" C7 O
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 5 A4 i" Z* _- ?* m" _
1 B6 q% J; }2 C- \7 [/ V1 T/ Q- H `" M" `
$ R$ V& q3 N- g: k
特色：
: I2 j* I# q2 `/ Z: T9 Z6 P/ s• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真7 ?, t$ w* b; V
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗4 ^6 v# h' s* [1 z
• 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
: ~+ k9 C+ M! ?* P• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
, V3 f0 H" d. L2 C, O• 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 V" Q. G. v) l线性执行器协同仿真$ e }: N0 Z* I3 U
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。5 m% c$ C' M0 N# [4 d
& G: |3 B5 l, r& u# W& \
2 r+ Y4 G8 `2 A+ E9 b' q
3 L+ m1 u( u8 K' P! E, ~
/ C% U$ Y; d9 ]- I; t% H ! X# H5 v7 c+ n e
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。
2 b# j" y9 P3 @* I" Z* j5 v1 C3 S: w4 [2 j
) [* s+ X' S, g
; s D; I. n# p◆详细、快速的半导体建模9 L& U5 ~( E; [4 |% m
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。
# w9 O, f4 `; t2 ^: }; x% a/ O
0 `: q! }) t# \, o" d: ]IGBT逆变器损耗的快速仿真% D1 D- z, P: S4 E. u0 e
/ r* w' I+ r `7 ]" e0 l( y' X6 ]- L" {/ [
3 f7 M/ p5 W% L/ C7 h3 R
' E: H8 g6 H6 `2 B3 _
q2 S6 b( d8 r2 g半导体损耗快速预测模型
3 J2 K. G- Q6 ?7 S) T9 b# t 2 `2 o2 b( y- D/ a8 F
; N8 [6 V' _9 r
7 k3 r, z7 P' O& O2 U9 \1 W: L9 q
9 P6 D: y5 K. C: s0 H- }5 ]; k
9 G5 `( |& m8 `) X0 z$ K
MOSFET详细建模& S/ X2 ~2 O$ a) s
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
& a. {3 ?$ q5 u6 L! X
) k% E9 ^% t( Z- U, Z% A0 T6 V( ]: s. X9 \# u) I2 I. m
0 a4 T s" H3 Q/ s4 f 特色：
v" y/ m# L3 s: G# o- B3 ~•MOSFET非线性电容详细模型
/ d$ U& T9 \. g# E e•IGBT拖尾电流模型4 s$ G; `8 K; Y* _: a! r
•二极管反向恢复模型
2 t& m0 [' J2 d, \•以快速损耗预测模型实现快速仿真
( J" v3 c: X4 l7 }: g•与热模型耦合0 n M9 v9 Z3 a' N! X7 h% j
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
* o, L. w7 ~! Z9 x; s3 d二极管反向恢复& h n2 y) F9 \8 U) A3 ^4 F
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。
) A/ o; O8 e& y' K! a& u# j* M
7 _& Z. J) x* c2 O2 \! S0 U$ k: C/ A2 I
- {3 N8 j/ f [' f
4 S) o8 e! q( W- q i y! i. \ 2 ]( Y7 d* [ i* V! ^2 u
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。
- j7 J2 t& e9 ^1 c
6 Z1 K, p$ ]' Z- u + z* \. q/ b9 d8 f9 P1 G4 { P
7 ~8 [# u8 I* k0 ~
◆散热片建模
/ h. Q* T; N/ q$ Y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。 G( _! e- e j! K6 l( F! H
带散热片和隔热层的TO220
& k$ K. N. b C2 G& [ - w M+ Q# x( X* }" t: o
3 l- f1 `( n) `9 K* u! c/ J- G' p m
* {% Z+ C. w" I5 _- G) e1 t+ e% q2 Z* O+ q& i9 L
6 t9 ?! n) D- ?IGBT结温详细模型
8 [- i: D0 Y H: g% v2 g4 ~
4 y2 v" j3 H s/ {) v- V: ^4 {# c& N" J# m3 a
6 n6 w) f% T( L8 r特色：
! d3 l- D8 ?3 k& Y# u4 \•散热片模型与半导体模型直接耦合" ^% s- a3 H4 R! I) }7 p% s
•预定义导热材料特性3 y9 U% N. j4 p5 q4 S5 w
•现成的散热片模型
n. J; f& q0 ` Z. M" {•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
; X9 B g \1 a+ Y2 \ q- N热模型; Y3 Y& E7 `" U% `4 @
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。
+ S7 x7 h7 I; V
^6 R+ V. }: O6 n
$ a7 U* X; l) h s: R3 T) D4 D* L: H1 g& F- N' J
. @' a1 S$ F/ H3 {1 |8 T# r
1 z8 h" @' Y! Q- W' t/ Y9 e! i/ f$ N9 o& ]- V4 d2 t( L X
) W0 ~3 Q A+ N; g& M* ]
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。) {" E! m3 w' W+ Z7 G
; ^4 R1 e* k" u & q* g* \* \! A$ s; I; O. O3 m
) x" t* ?) K# u) ^
◆汽车动力管理
9 ^$ F9 ~9 z' z2 Q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。$ y8 x4 T: C& \" Q& ~# W
1 ?/ D( s9 y8 ~" I) f汽车动力管理（含负载突降）
" G( `' O4 R& [" w% C
* f" E% X9 p: a6 e, i w% h% `- ~- J, x4 N( e' e* A
/ p- P/ E+ V8 ]( l a
/ g- p) n" C9 k. ~0 v
" F3 P! p( |2 R" k
IGBT火花塞点火控制7 p& \" G8 Z* [8 Z& R% k1 G
! u' u3 P1 G' t( x* }9 }
3 N, Y/ i3 J& a, p3 \& B5 h7 j+ v- o. H7 Q% p
6 m }0 F1 K' P# H5 g特色：6 @, s. _% _3 f1 |
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器$ H! g0 ~. c( Z4 r. i9 N, S( R. b
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。8 b5 e, R4 q1 N) E( F" F& q
•高压火花塞模型
- ^7 E4 N+ d2 o$ S•双向直流电源的限流与电流效率模型3 ?3 ]. k n+ w W5 u; ?
•动力管理传动循环& |3 Q: R$ E3 x: A5 g
双向直流变换器/ p, S( Z2 T! {0 U3 q' [ q; F5 J" R+ 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。
& a4 |/ i* f+ t: y
& O. @9 \) j$ U2 f7 b
4 G; Q, F2 F$ t0 d! z Y* N* S$ b" P# p$ x& W3 B) Q
: f S$ t; V8 B4 \. g b2 A2 W# W; }9 ~/ a) R# x2 Y
总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
- e( b) k) G4 Q9 Q. g( o1 W. m D/ E L3 P/ U+ g, V. f$ O
* l$ g0 ]* a; {# d) p$ X8 z P' x* ~- I3 p S
◆绿色可再生能源
* G* E3 {) C+ A3 Z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。
9 n0 F' U& k7 v- J; E- x1 b# L
% b7 J b6 H' R$ d& w) ~+ @带逆变器的太阳能以及电网供电线路
1 I% a* J& Z! G* v5 e8 q * b6 q) C8 {0 g! l1 V0 N, y4 B8 ?
2 m; d z- B- [/ `4 ~3 }! O
% H; z, y A* V9 Y' k
% Q1 e% u' ~9 b" E/ h3 {5 c8 Q. v) `4 z' z
风轮机模型
0 Z6 n! r \$ C% H- h: ^, P6 x7 ]. ^- q
" K5 B m* b% g
8 v j8 E% ?- j1 p; m( w* s) _3 x( K$ @" Q
双馈感应风力发电机0 Q P( B. x, L
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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( ^7 q/ Y. D+ _
" c, m2 t, W _* U3 V D& Q 特色：
$ S& s, f+ R; j" @ [• 负载依赖性太阳能电池模型" `% S( H! a v
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
! L) L) f8 l6 m8 W1 z: j0 O9 f• DFIG（双馈感应发电机）
$ w8 S# R1 x' l1 m% f• PMSG（永磁同步发电机）$ f8 g- s: u- g, @6 I
• 行星齿轮、刚性轴/ w U+ l! o" c; |
• 风速特性
& R6 Z8 G6 }! t6 a q8 q/ |• 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% L! G/ e! ]1 J H
燃料电池8 `+ Z3 s6 Z+ B% 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。
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2 Q; t, u8 B3 ^; A( T+ B) u9 {! q% I+ D& w, |
+ y# `5 U b' I1 p* g& K6 |" k/ B' d( C3 O$ ^& c
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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: P+ x- F6 s; b4 Y1 ^. i: O; m5 ^5 U+ c3 w/ ~- e- [
: L% l8 q- S" g: J# B7 y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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