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发表于 2010-5-5 11:33:45
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用这个软件做风力发电设计非常好( S. \1 x7 g* D0 ?" E9 q! L
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2 ~) K* T% h( Y3 R
2 E0 O& R+ A3 i$ C2 r电力电子及电气驱动仿真 4 ?6 {+ y: ^5 T5 A! }4 D9 c: f1 _
6 y3 E1 j- Q: E1 L* r! O- [
1 U+ c% B% h+ Z/ ^9 D) p6 x. RCASPOC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。
2 `2 H& n4 s/ X
2 i! D) B8 u1 P1 l, l* v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。
3 A# f. F U0 W4 u / l( k/ a" a( w+ X
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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' ~# C3 L5 J) Z◆运动控制与变速驱动装置- k, m! v( A3 P: p+ Y1 q
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。
' K9 I$ \* U" y+ W: K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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; A7 O! i* W* N2 l, a* d0 p4 P1 z- g) L! l- {7 G
% N8 Y% U: y$ Q% z! s
0 l6 Y* T0 M! g/ i6 [" E m' P, E; v; }, W8 T
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。
! X3 }! ~; M! y5 f" C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。+ v" C, B, S) I8 ]4 R: \5 o
4 y; n$ M& T! \8 }! F& Q j w9 N1 f, e/ a0 W, T9 V
+ V4 V6 L" k1 m6 f
特色:. Y6 X6 h6 c3 b2 t
•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。 m" ^& V6 P) V0 Y8 z i2 a
•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。
4 o, _: Z# c: q0 L, }•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 ~& f5 D+ \% D, e3 p& E' M•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。
! h* ^# s& M8 i/ D电机:- A" \& E/ |/ |! }! t( u# O t
•永磁同步电机6 L! q$ P- V/ Z6 _' c9 G
•感应电机(鼠笼式、线绕转子、单相); _& F. [! e; X k. v9 h( K H2 M
•同步电机与发电机,永磁及外励磁! D2 h; T: ]8 Q5 w) t; [, o6 V: C+ s! ]
•永磁直流电机/ {$ o& Y6 p7 ^" g9 {
•无刷直流电机
* u3 q0 e/ O" h3 g•串励及复励直流电机/ X7 g& k8 t( V4 `( K
•开关磁阻电机5 [% A8 R1 C) J+ l7 n
•同步磁阻电机
( A, ` p2 f9 A9 o5 t- n•步进马达8 T. w! f: ^+ E& ?% T5 \) e
•车载发电机(直流及三相)
1 [* d( \2 s( f, d( y5 c机械部件:* f" N/ z' H+ }: K
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
; j! `+ y2 Y( `0 j•恒扭矩、恒功率与常规机械负载! l, O# a8 {* h. d# Q" ~+ z
•速度、扭矩和功率传感器: q& M( {2 ?0 m ]; B1 g
& h2 l, e. @5 v& X7 ?1 b
总结:任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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; u0 ]# t% V! U/ A
. T- ~% C+ Z, N+ C; d; d; L' U' P
! Q' F! }1 k p0 o0 v, R% D7 L◆数据交换与FEM协同仿真
5 C! v1 q' p q- 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。
0 e8 L Q. N# h, {( X' q& b; W8 t4 a5 P: O0 c' _3 I% [* ~
Ansys中的开关磁阻电机
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; n# f8 l% A. s8 Z- G
* Z( ]3 B+ ^$ g5 _
. [# _, V2 \7 t# e2 K1 ?' R4 j0 h1 u8 H1 s+ A5 b. q s
! T% |: U9 f& D$ a5 G. e0 ?SmartFem中的永磁同步电机# v4 T' e; D: m9 }7 |* M2 S! L( U6 D
: G# K3 ~$ M3 u: c8 _: F* W3 `
2 _ G+ O3 h, D: g7 Q& Z
! N4 k4 ~( l" l- j, P) o' p5 B
6 O$ }, ]5 D& A! Y% ?) u6 `' m* x w6 ^) K6 B% J
+ O4 J# K, [. u# B$ d3 G. W4 ]. @Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 * X( q+ t! U; H# W& I( s* ]" R
; i/ z& [2 W3 q; O: K o! L% m z& Q. ?. x6 ] R6 |
& w( x8 Z" e, h& v: S特色:4 Z4 V# `# f" i7 ]8 k+ D- ~
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
% K4 z- i0 Z. S' d! l• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
( n# @! r. N4 ~' j Q: p• 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
3 w. D9 g# U: R g' ]• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
' C3 W3 r+ V/ D, j& P( ~• 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。
9 F- g2 L3 I a2 h3 y6 [6 O$ G线性执行器协同仿真
7 R* ~! `8 a( o# I$ _/ p O2 l& |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。0 @. K6 m5 {- \: S4 H
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. h5 V6 a0 w# G- N- Z4 f9 E
5 U0 l) W" x5 l, ~
, i6 K- G+ I6 \- w p: S( @& P
6 ?# U4 q. I2 z8 e9 q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。4 x- i# E% q5 u
# w3 ^' ~6 U8 @3 t" u# S
- j. ?! ?! X0 {9 W
: `9 F# G- _8 a6 [2 T) w3 r◆详细、快速的半导体建模
% i% R6 q3 C# X( d" @: T" _. `采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”,优化电力电子设计。
, M! a: |7 |% b: d/ R$ C
# M7 E- s! i0 f, m# W! H' zIGBT逆变器损耗的快速仿真
, q8 P: P$ `: z) u
0 D9 k2 @ q5 Y L- t! J* [6 x2 }3 b7 Z- Y5 T
' }( I! W9 U7 y' p( L
0 ~; P$ z7 e8 v
$ b) M7 J2 i% v半导体损耗快速预测模型
) N/ s z5 n O9 i # a( G. e6 |' V1 c: V
* V- X/ M+ `3 @/ E3 P5 d
; A: G1 Q" x( x9 W/ _
9 f9 t0 s7 Y4 M& K$ ?6 U: _/ }: {) _9 b: y% i
MOSFET详细建模5 O( C+ q) A" \0 x
Caspoc中的MOSFET详细建模,其中显示了上升与下降波形。
: d/ K1 Q! G: r/ J4 L2 t3 v M8 u/ D& \% U" n$ `3 x6 s. X5 l
% K5 l' J$ R# F
1 C7 F4 _ J9 V( e1 W4 p+ |- P 特色:
# Q& f2 R7 B; Y# A( a•MOSFET非线性电容详细模型
m3 h* X- u5 u7 R/ A7 c" x•IGBT拖尾电流模型) D9 J' y4 N: ]
•二极管反向恢复模型: G- m! _* |$ k; _
•以快速损耗预测模型实现快速仿真; |" t8 [2 Z' O$ m! l7 k
•与热模型耦合
. h6 T; b/ r2 F4 F/ W•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
% O3 m/ O' J, `二极管反向恢复9 W2 w+ F! T: D; h
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。' c/ i ^9 T5 V5 ~7 Q' y
e( d0 A/ @: I; S {
% W9 h. w0 r2 f; _% \1 D
5 {# Y @6 t# O2 I, y; _7 F; w; b5 f* E( E+ c1 I
; H* t8 i* ?. }$ c; _6 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。
; W3 _. m, M& \4 B' r+ p# c3 {" Q' H, I
# D5 K6 { P' L$ c2 X
2 @% i9 {% [% ?, e1 Q$ k◆散热片建模
" q* l7 `1 j3 Z) \; A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。
& E( L9 \: M+ {; D3 C% e5 a) Z带散热片和隔热层的TO220& d2 P5 u( o2 {& Y' E+ A
# G0 t6 \" v- a- ]' q0 x. J" {8 x# p! {. B$ w; ]
. R" {1 \3 V% e% g' L* ?5 W$ c1 W9 D2 D7 s8 G% ^# W0 \0 ^6 l" \ B0 X
2 P8 O, O; R$ [7 i" k6 `" tIGBT结温详细模型
1 y! @6 p( \6 N- u9 l9 _0 o* B* z2 {9 U& }+ H) W
. V/ ~* z+ n- }* x4 |$ o
+ ^+ v# U0 [* x( G/ w! v8 N特色:/ U2 b# n z) e/ g5 y0 w' J4 X
•散热片模型与半导体模型直接耦合. i$ X p; I D9 c
•预定义导热材料特性# i) P. i2 z$ ^0 S: n8 e# K. I
•现成的散热片模型5 W; [. S4 t, s2 D) r
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
7 D3 r( ~8 o+ N5 z* x4 i- D" R8 a9 h热模型
; L, v% V; y+ N1 e7 i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。
; M2 w5 d% v/ P/ o# S
' m z$ {: k0 y6 a& @
" T! g* R/ A l6 Z1 ?; B
- t4 w4 H$ G" J# E: T7 X$ J0 s/ F/ A
( z* u. w1 `- m, O8 L. i3 V3 J$ x9 m' H) }$ ^9 I% x
0 t& g0 q: m# |3 |4 T
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。
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( G3 i/ ^0 O- C' i◆汽车动力管理
9 }, R+ |" D8 g: B* Q. 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。
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0 f" a/ N9 h+ G0 w0 w2 T9 l' N汽车动力管理(含负载突降)- m( U3 i& W( e# x
) ^/ b; o/ A. _! r. r% m2 z/ W
- L. H. U4 C- _0 J" g
' I: q2 f+ N4 E2 M# K, @) c
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5 Z3 a; W# E' @5 G1 LIGBT火花塞点火控制
' G* F: F& j# v9 f3 P9 {# D
( y( \7 g" s; W8 N" c6 \) X% l0 f9 V: h! k1 S2 r
( d7 C/ C! l8 y3 i
% s4 h# q( z" p) b6 b' r8 Q7 v
特色:
9 M# | _/ N d q•发电机详细模型,包括六脉冲整流器和控制器1 e: n# o, _/ S, Z. `
•蓄电池荷电状态(SOC)及充放电阻抗模型。, a9 }* E6 B$ _2 U2 N$ L% k
•高压火花塞模型
# \. K/ m; ?( e! L( `* o# K•双向直流电源的限流与电流效率模型
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双向直流变换器
9 j3 n! s* @ X1 F! }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。
a8 d# V6 V' k
4 a8 {2 c+ d' k8 [5 A3 a5 g
& x) c' t& V% U' p' f7 X5 b
; w9 r, `( r% s3 {7 J# k; a+ }2 w! y
( g" ?6 q, {3 x% j7 E总结:简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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/ q' S1 E5 x" U# D3 a; @ T/ ]# z2 H9 l/ t1 Z
5 t! w# s" B% G( \ r( v3 e0 U◆绿色可再生能源
! W4 i* |) R9 u6 g( {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。
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$ Z, h, \4 q( z) Z& F带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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9 }% j- C- J. u& }* J/ ^) l3 X4 T0 v+ w! N) U3 n9 [
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, m. Q: x, X" G) \1 B) v5 X7 ~" h1 H风轮机模型, n1 c1 \$ P' V/ s) s# c
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( }* u. |9 p( W- M: j- ? 双馈感应风力发电机, o% j; J, m$ n, ~/ Q+ K# G
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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8 x4 S. C5 {" p, d- \4 ~# D4 i
特色:% t$ n2 T) n( l. I6 y. U/ N! a
• 负载依赖性太阳能电池模型
8 j/ e3 \+ |$ f• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性1 r3 H7 Y' t* T* Y2 O/ K1 U* Z
• DFIG(双馈感应发电机)
% S8 v. u) b6 T( T' ^4 s# P% i• PMSG(永磁同步发电机)
! ]* L' c9 `, r: R• 行星齿轮、刚性轴, O7 b# y) Q. C3 ]" X
• 风速特性! `6 e% ^0 \9 G% O* C+ b
• 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
9 b, g: M3 Z, n- a1 l* `燃料电池: w: c ] c7 j# ~% k# Q6 x
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。) Y; K1 ? p$ Y7 F/ o
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7 U7 s0 ` a1 R% G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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