分享----新能源电力电子及电气驱动模拟软件CASPOC

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电力电子及电气驱动仿真

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( _/ v2 p/ y8 b% k; vCASPOC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 ]! ?- z2 z1 U2 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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- B/ u7 R  J# d% E! D( q0 W6 q; l% mCASPOC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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( R( _8 N, P5 R& W! e1 b1 e◆运动控制与变速驱动装置
8 K7 I: }& U3 q# N! e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 D3 V$ A' G3 M! W* g$ @# ]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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: r" b# p0 S* O- u2 a$ M7 X# z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。
7 V& g: W9 f1 h7 J  i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 k# q7 Q. m3 e. t
( i9 g# V, O5 q
* ^7 \+ ^4 N* o( N" K. T# }% [# C 特色：
•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。
•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。
•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。
•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。
电机：
•永磁同步电机
+ D: }, R) Y- h- X1 G% V* H8 ]•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
•同步电机与发电机，永磁及外励磁
•永磁直流电机
•无刷直流电机
, |$ R. A, @6 k! q3 ]•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
* u$ i% p: [" q( U+ M- P' m•同步磁阻电机
•步进马达
: R! r# H" T# X5 J+ E& Q•车载发电机（直流及三相）
" v+ U9 r& X1 f机械部件：
. S# M# i0 W+ \$ h  a•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
& z3 ?/ m* ~5 l: k•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
•速度、扭矩和功率传感器
1 X) R: N( C7 ^6 r: {3 ~2 s/ V
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。


7 e6 n  K6 b; n. w  x: @
◆数据交换与FEM协同仿真
6 Q) O  F5 ~/ H& {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。
9 P, \# o) ~) ~% j8 O, d
; c5 w- m. ?. s' k" z0 }% Z. PAnsys中的开关磁阻电机

; y5 A( \5 j, _5 i3 ?

. S' {- F, g$ e
( i% v1 `) h- I/ A6 Q" ~; j
9 B9 U9 O( O/ D( X0 vSmartFem中的永磁同步电机
. e" b0 f5 E9 h# V, o

) {6 q% s$ `; O- k/ `" {# L
, V. k6 i" x- E. u+ U/ Q  s7 U
6 T% k/ A4 o7 I' g. W  P* ~

4 ]& a  I% y: S9 f8 _* XCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
8 D3 d" [0 [7 N

' h6 G  a2 h0 R1 ]/ R+ R6 T
特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
• 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
: Z/ n, O! {! n3 K: [5 V0 i• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
• 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。
线性执行器协同仿真
1 i! M# A5 e, I; @, S& P4 H3 g; s' 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。
% C2 Q$ ^2 L1 x( Z! `

1 V6 k6 r7 j- L! z
. Y( P+ Q5 ~& d6 m$ ~* h
5 |$ ?  w( h, p6 o$ k* `! A
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。
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◆详细、快速的半导体建模
4 O. ~* T( P" M& D% ]$ \采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

IGBT逆变器损耗的快速仿真



6 i0 e( N/ z: Q$ q: r% o% ]
5 a) E% I( Y8 j8 ?6 O
半导体损耗快速预测模型
* E5 j- }  X1 K' x4 B

1 X9 m7 k$ X, U$ t4 B* _

( ?6 [" H% }  H) R( O) k  {: {" m+ q
8 H6 J8 P) ^8 r8 u) d1 L( WMOSFET详细建模
  s1 y8 Q7 `) N& P$ z) PCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

$ l4 F! y9 H9 P' W
2 I' L5 N$ i* i
. S. y' z" U/ D2 f; `1 K 特色：
$ {( M4 X: X/ p3 s0 A! F! f3 w7 I1 @•MOSFET非线性电容详细模型
; x+ V+ `* D% C/ r( ?' N% ]•IGBT拖尾电流模型
1 U& k/ Q2 R: p% S•二极管反向恢复模型
0 |9 o' c. H& m•以快速损耗预测模型实现快速仿真
) F, C" g% J1 H4 J8 D•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
# x8 E+ }7 Z5 N, m$ x二极管反向恢复
, L/ Z5 W; S: ?  _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。


8 z  o& K- A! `% ~/ @$ S  t4 t
9 s! d( m3 I% z( U5 D
. @( f. ~. l+ }3 {1 j: w4 y
0 S- T2 o: T( I8 o1 o$ x2 b; J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。


$ k! x5 z( U4 k0 N  E8 a
◆散热片建模
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。
" T# f5 e+ ~9 K' G3 E+ G带散热片和隔热层的TO220

# P; P6 F/ N- x4 N8 ~5 D
4 A4 Q8 @' W! N2 F4 y: ?# k
4 W# M, V1 n+ t
( Z1 D2 K9 s( R8 q5 y, R
IGBT结温详细模型
, M: X- i2 W" F" Q8 ?6 Y
8 M9 w/ Q, b# R% _

特色：
) H9 C0 H1 u+ G) E9 h3 p•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
- I' f6 o: A* [+ h- P0 n•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
! F; k, N4 I' d5 g6 ]热模型
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。

& J5 t3 V! w% T



0 x3 ?' w6 m- a/ e

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。


8 f) i) ?+ D. x4 d9 O7 `* x
" J! w" R8 d) j4 K; D9 V5 {, A◆汽车动力管理
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。

, W! S* e! H6 H# I汽车动力管理（含负载突降）
! o' \6 p/ o' |! ~

! v$ O: N. }0 K5 [
/ H  b; q8 n3 U/ D, v! I5 a
3 A9 e4 d6 S$ ]' l6 v3 T; N4 I
IGBT火花塞点火控制
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& ]8 k4 ~7 G& V$ f9 C
( i. l9 h7 W, V2 q9 ^9 K- W特色：
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
•高压火花塞模型
- F5 I1 p6 d2 h& L+ F, {" @•双向直流电源的限流与电流效率模型
•动力管理传动循环
' t# G  f/ W7 O- G0 o. s# V2 F1 K双向直流变换器
2 ?7 \- j9 t2 u+ b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。



  l- q9 F; R0 N. Q* `: [( q
* l) ]1 y6 R, T4 ^0 S6 V* K
# w: Q% {* ^* h/ A0 v& Z总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。



0 t5 H8 G! w" S" q$ Y( P3 y◆绿色可再生能源
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
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! d) [- p5 A- o  A. ?

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/ u, h) z) l; O8 y0 W9 S) j风轮机模型

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6 @3 [  f- ]" g& z( a/ Y

双馈感应风力发电机
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。
2 ?' }% R' F9 J- ?; _* _( c
" l; x/ t7 w. _

  特色：
7 L8 K' m5 [5 ~  A6 r• 负载依赖性太阳能电池模型
• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
• DFIG（双馈感应发电机）
" e, J7 A6 S' x% }! I6 ?; n% y• PMSG（永磁同步发电机）
; o. Q- P! I1 T5 Z  \1 v• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
8 n3 p) |+ R5 K% i  o/ o3 p3 x• 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 z# F" v0 D2 J9 e! H. m- r3 @燃料电池
# |9 e4 ~8 R/ m& p: ~7 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。


: W& n+ I" K6 _
$ S6 A, \& I" R) G
* K$ u* P1 G! e2 o5 ^, U( }* z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 x' _4 b8 z5 A7 \

, x, J4 @  H/ W$ ~! s0 W. L& w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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dhaofdhoafhhadofhao

highvoltage

有这么好用吗？有无体验版本？我们一般用PSCAD

GUNDAM7馒馒

回复 3# highvoltage

3 r; x& x' I( ]0 x/ T
# g( x  `# C' i) k8 v    请问你们用PSCAD做过IGBT的驱动电路么？是否要偏向于弱点方向呐？

amfk2006

1 0触发的做过，就是PWM控制

redplum

有最新版的石皮解的吗