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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5 n" { [; m: | y& J- K
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! E9 [7 \. g* A; j4 w7 t' y
. U) C0 I8 \! m电力电子及电气驱动仿真
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$ P3 x9 j( w0 R/ @8 _; M' m
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。
( [$ \! r5 z" k1 g _. K {
; e& W, ]* r6 e1 O0 E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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2 _1 w) ?3 V9 Z! U8 |. @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。
- Q" x5 s7 E) U- s) [; C: A , _2 _/ n) T- Q
" C* v: E7 y9 c2 F◆运动控制与变速驱动装置; ^6 Q- F0 z9 Z4 H4 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。
% g+ u1 n/ [8 Z; B! h4 H9 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。
0 y8 h' L9 e4 i9 T$ ]5 B d" K $ v V2 a' Q9 {" |8 y8 Q1 T
; v5 j1 L' V# B: i, ^( _2 G& h! R
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# S' S& S* `# L8 O) |7 T- {: N2 D( c+ U! b
9 w7 k4 Z' L7 G8 S8 q4 I) Q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。6 v3 d4 i1 }+ l' H0 M
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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( H7 V/ t$ \, V! }
) G$ R5 B1 o6 Z/ v 特色:6 h) z4 K' m" K, u/ 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。8 b% p" s! d/ `0 ~/ B
•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。 E% ~# A5 M# j. o, U1 C" 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。( K; G6 ^5 Z( I* A B( j
•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。
0 f( j& Q0 A' e# `! R3 g电机:- l: p' p% V+ m7 P& t
•永磁同步电机& D8 U& C* u+ o* D7 n
•感应电机(鼠笼式、线绕转子、单相)
- s8 j3 x, r; Z. ~: s; m+ z•同步电机与发电机,永磁及外励磁
' D& d: n2 Z. g0 u# V2 s•永磁直流电机5 ~7 p0 B9 e, J8 e) d9 G" P
•无刷直流电机
9 C. r1 h% e1 g6 W•串励及复励直流电机
# ~9 J' h$ k& F+ M/ N•开关磁阻电机
$ _/ d3 t, v# P! j% @•同步磁阻电机
& O& y3 ^/ b. ^# y- z {! L9 h•步进马达 w; c: l0 q. S/ W
•车载发电机(直流及三相)8 k& D/ f0 y9 ]3 w' w& l
机械部件:
- w7 ]! T: n- t5 h•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
( o8 S! s: S- X" R2 K: o•恒扭矩、恒功率与常规机械负载6 {" s8 ]8 C G' m0 R' }/ x
•速度、扭矩和功率传感器
( v* O1 D) D5 @1 _- J# a0 f! K y) s1 @! T4 `0 C5 E
总结:任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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9 a/ Y, Q, g- H' C' \% v* ~' N2 X
, q8 s2 _, N+ M- G, u$ {$ @! m◆数据交换与FEM协同仿真+ ~# P: i9 b. J; ]& 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。! `0 Z { C3 w0 Y2 }1 z& q
0 c# r' p& C* n) k i& F$ K U5 Q) q
Ansys中的开关磁阻电机
+ L5 x$ w' c6 I. r0 B
5 T, X: H7 Z1 V3 v( r+ C
2 f* Z' x% \6 I) k
. H) o8 d& D: w* s. D ]* h2 g; x8 `5 f% d
# j% V1 m+ n. |6 S8 @/ c/ QSmartFem中的永磁同步电机
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) N, d# [' Y! M' Y
j# z* W! y+ } V* C$ ]! S
4 I+ @" `4 g% [( T0 j 0 F1 M) D v, ^6 y: J+ _- x
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 ! N4 l4 E7 I7 T8 g
4 Y& E: l, c7 B6 `. U* t& _% b
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! B9 T2 @6 M" ^& K( ^ @6 X) z特色:
# y3 p( r+ ~) N* S, Y• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
4 t! [ S2 Y* H Q% p• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗5 A+ E# f$ u3 r& u2 ]+ S6 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0 q2 o. `' ?. ]9 z" y `
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
$ `' m) O8 z5 m: E0 x! Z+ g+ k• 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。' W+ ]* E) S1 o
线性执行器协同仿真; q4 f* o! |: y( |; d) F' |8 B
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。. G& S* y6 A' Z8 [+ H" n
5 p Z4 F$ ^6 c9 H
# ?" j- d$ Y3 n$ K0 y8 ~! `, t+ x% P9 O9 Z+ J8 d5 L
: D: [/ S [* q' t% ?* Z* g& { 1 @5 w' S4 T, Q' r W
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。- \0 y2 Z! n2 M2 d
! [) F; p$ w I0 o% `8 K
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* V# U( @/ w- l& a; m; A6 I◆详细、快速的半导体建模
6 J, P/ ^* O$ b采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”,优化电力电子设计。
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2 F* X' E2 m5 z2 @IGBT逆变器损耗的快速仿真
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3 F8 r9 V. w* r
, m, {) C4 N# R% t4 {+ n) h* `. s7 \: a
2 T( g* [/ u' P* b5 A$ p
( d- P2 t6 a* [. ]0 q& C- \; n, U半导体损耗快速预测模型6 D! E6 P; g0 @5 I3 a
" N. ~* j" y4 w4 k J1 f. v4 S- v6 F
) P6 T5 w7 B8 E4 M
$ U' ?$ X/ k) f% ]2 l* p3 x- i5 L/ \: j1 E
% t$ D& [# a2 m" U/ ?9 I
MOSFET详细建模
s8 D4 T, k8 ^Caspoc中的MOSFET详细建模,其中显示了上升与下降波形。
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3 T; `3 u% ]; h6 p* r: s2 H; F( b8 Q/ ~/ g
t8 r" G* C9 e. G: D4 W; x 特色:
2 H' M9 w5 m6 V! R# E p6 W0 O•MOSFET非线性电容详细模型, E5 X( U7 h1 S# a
•IGBT拖尾电流模型
@7 @6 g. q3 l% K* }" w" T•二极管反向恢复模型
0 I( y) E$ Z* X- n; O•以快速损耗预测模型实现快速仿真4 i/ A1 C/ n3 d H A
•与热模型耦合( q& }1 Z( q) @; P/ S/ B4 t
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
1 T4 T( o* [% T二极管反向恢复
8 T; ?8 x# L$ A; S- D# 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。4 x# {0 ~0 m! w" t
3 h( M1 }" S- \/ B3 P9 Z
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, G! Y" D- f& Q7 b0 g) F; w |: t) ^& D5 E q8 r
, W$ E$ J: B) p1 ?
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。
! n% j/ m$ C" r# d# W" B" W1 i: n8 I/ t
" O% J$ V+ J1 Z; B, S" t
, y; l$ [ g$ [0 O3 ?# W◆散热片建模
q$ M% z7 u3 r$ r" K+ O/ ?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。
% x. J" I; G* N8 O带散热片和隔热层的TO220. n5 \- f8 G5 H* D
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8 b8 Q+ T. {, A: n2 T4 s% \" W3 Q0 ^: C7 i* F1 z5 C
I- M: r9 A+ i" g9 ]( e* N
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IGBT结温详细模型* q! K: d) q2 v4 k' ]5 S% m
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, ]/ n0 n; Q G) ~7 ]5 C+ _
" Z0 o& j5 ^/ h+ w/ m& p特色:4 K% n1 `& E' x; \0 t! @
•散热片模型与半导体模型直接耦合$ A* r. L" {& x! l
•预定义导热材料特性% f y. q3 ]. \/ t3 i' \
•现成的散热片模型9 R; f" V6 w7 g9 E8 J6 `
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc; ~+ r4 b& Z( a5 h# t# |2 z1 X! C
热模型
. |' B$ D4 {7 q. w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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0 M. g, n7 N6 ~3 L2 v1 G6 |+ R
7 a4 M' E3 v8 }, k- P$ d B
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0 n2 I9 R8 z o; E- U/ u 3 U6 k# ~9 v+ k- [7 j' H4 g0 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。+ K" Q: i0 l2 w! W" T- G/ g/ p+ b S
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◆汽车动力管理
n/ R0 H2 I5 {$ T8 A" }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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汽车动力管理(含负载突降)3 j% L. f, ?8 X, g8 F
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* b& J4 C7 \4 o% r& M( Z) g
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- S; ~# A3 n) e3 u) W. V
, A/ O9 s1 O4 z$ \# w' B' CIGBT火花塞点火控制
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# p/ L2 _/ z8 `/ I
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+ a" r: H- U C9 c0 u特色:
/ g/ n9 n- z0 r/ H4 E# K' m•发电机详细模型,包括六脉冲整流器和控制器. h3 [, D3 H# D1 M) S" i0 G, ]
•蓄电池荷电状态(SOC)及充放电阻抗模型。& j! s# X4 O4 k& O; V r( [4 o
•高压火花塞模型
7 l. ^9 E0 h0 [9 p. B6 h•双向直流电源的限流与电流效率模型" G5 I! ^; N1 S2 D$ f8 b6 a
•动力管理传动循环
$ R/ Y. K: J6 G+ ], Y' o7 e* t0 r双向直流变换器) \& i- s' i1 L# n+ y' a% S
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。7 D2 j3 F4 G: h% f+ t6 _- O
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- H' e( F& I( W4 r. [
8 b' r8 ]1 U, i: A- {% f/ m! |% V
4 O! p9 J$ u2 i/ ~ t1 h
* S1 v! ?! t/ b& n% P2 Q' q总结:简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。0 [+ r% _6 P! v3 X
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, \6 Z* d& }/ n& W7 x6 x+ f$ `
( d6 R, F' t* P( f2 \ k' K- u2 i: i◆绿色可再生能源3 L7 R2 ], R; x
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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带逆变器的太阳能以及电网供电线路& R& o7 G% o% m7 x; G5 e- o
6 I! g$ d% @" K4 T) n$ V1 G8 X
; X8 S( i9 _% d1 [1 j G
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0 O4 d. D `4 ?3 |% @- g风轮机模型
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# l2 u, @. u' _" F; ~ 双馈感应风力发电机
0 g% ?) j! E3 W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:
) L3 p& Q! u5 w: `6 @2 \6 a7 A7 T• 负载依赖性太阳能电池模型
0 { \8 e& P, P" y" w; r• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性% ~: D& ~, u1 _4 E7 K1 p$ S
• DFIG(双馈感应发电机)# ?7 N' e. n' g$ L: B
• PMSG(永磁同步发电机)' D$ W3 b5 q: j4 I( w u
• 行星齿轮、刚性轴8 E& J& L8 @+ J5 S7 E. y
• 风速特性9 O- Y. | _: z8 J. S/ D
• 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" g8 `) e4 f: Z
燃料电池
/ P+ x) `6 F! M$ n ~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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! ? f ?" S1 g& Z5 j' }" y6 d) P+ k7 n7 }# q3 t6 i" I
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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