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


. H6 ]& D4 E4 O, QCASPOC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。
　
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。


◆运动控制与变速驱动装置
3 N/ Z& |( ]5 A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。
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。
) D1 C( O- _' I: x
' u" K4 g% X* T+ {9 ?; e

% {8 c# e4 m. y% M+ n/ l/ {0 w
. O& |3 }4 u1 P  j6 e) k! }
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。
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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1 z5 G3 f8 ^2 T% e7 U& F
0 k% _$ Z9 c1 {' v 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。
0 t, \  O$ \5 g" D1 S•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。
0 V' T4 D: W) f9 V7 w* H. E电机：
0 m% O7 Q% r9 N7 f•永磁同步电机
; d2 J: W+ g/ L' y, u, H  K•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
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
•同步磁阻电机
•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
7 Y- d  N7 s$ d+ ?# l' k机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
; w, V0 N- Y5 x3 `•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
•速度、扭矩和功率传感器

9 F0 _3 X0 q1 c" |! |总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
0 X9 J* I1 N) s9 X0 V9 v6 `0 z  l


◆数据交换与FEM协同仿真
' ^" X$ X2 n9 _. Y* n" p. z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。
: a2 U+ }8 y5 s8 N8 K; X  @
Ansys中的开关磁阻电机


7 T. z2 z: @; \2 Z5 G/ F7 X
& B. u* T: ^2 {3 L

. N& c" d2 L$ y& p0 CSmartFem中的永磁同步电机
9 @+ n4 u: d( Y0 O0 O0 F0 _
' I' S: R3 A6 w! v
7 f9 z# j2 F. {



Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
7 B4 C5 j% F4 J0 s' n! x

' {( U3 @$ `6 O) g- y8 L
特色：
& {. ]! e" ?/ I• 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
6 h1 O- g5 A- d" c& @• 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
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
7 U$ a6 z4 z3 \9 P5 u) L5 H7 ?• 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。
# g9 }# ]1 f1 m: l. H+ e线性执行器协同仿真
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。


8 Z, X, a' A5 y- P$ J


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。
  [" E' f: L8 }) {) o/ r


◆详细、快速的半导体建模
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。
' J1 u) u# o8 y0 m
IGBT逆变器损耗的快速仿真
  a. @2 E, m0 ~- R
9 U4 x$ L/ [  t4 D4 Z$ o" {/ G



& h7 W$ |7 S5 d半导体损耗快速预测模型

6 l' n/ y+ D$ i, m: |, m2 t( Z



MOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

. }% v* C/ Y& v

: g, X4 B' d3 V6 i" L% n4 }' T 特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
( g1 B. Y% F* I- P' o  o" |•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
6 X3 R0 g7 e+ k•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
二极管反向恢复
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。

) q7 V# e, f2 G0 a0 b1 V
6 M& L* B: n1 r- d
$ s& b6 I, ?: v: P7 ]
2 ~: M3 u' u1 B! d
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。
& p: N8 c% I1 T- t6 W

: v. Y; N. C' ?% c: i- `1 V$ [
◆散热片建模
) ~5 r8 _2 |% \- l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。
/ }' C  {' R. ^' U9 `$ O; s( o4 m带散热片和隔热层的TO220


! Y( g) X* y" o7 }
  Y) `+ Q% v$ P
) Q% ~/ m3 P! H' W$ t" v1 v" s, g. G
, I9 y3 S( q( B, [5 _IGBT结温详细模型
' g1 y* r: S& Q. Q
: z% A. J! ]1 ?1 C' ~" |4 p

- g, Q9 C! @2 O& M特色：
* Z3 ^2 }0 x5 j. `1 h% P/ b+ G•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
! P, O; k3 }9 Z6 J+ Y•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
  ?  b5 C, L  D" |2 P1 X# G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。

( b; p) z2 z' j% I% }. W

) Z; Q. Q2 {  h9 N% g+ e; l+ }. [
, q6 `1 E  y" a/ g( ~) O: d; n
6 ?: B8 t+ X* @) Q6 l9 d7 I
$ j% s2 m: r2 j* a
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。
% z9 I8 l" F! `: _, x; V) g0 K

9 `' K0 q' \, k$ U1 [
# X% O$ _2 M3 y* z7 k% X◆汽车动力管理
$ j6 Z( N5 L: ~1 V/ |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。

* Q$ l* M) K1 Q, |$ {汽车动力管理（含负载突降）
1 q( S! T" W" \" f+ W8 Q8 L
0 ^1 e- g& ^7 k! j2 d3 Q8 b
2 c8 z' ^4 x0 s; W$ E0 }2 W

* n" T& ^: c" t6 Q, [9 E4 e
IGBT火花塞点火控制
% w* {  x4 q1 U. U) ?


% k6 o: ~8 _7 O! D# d, t
特色：
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
- i7 r/ p+ ?9 j  w' `' j6 L1 B5 x9 q•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
7 D- P# }: v* h. T, }* M•高压火花塞模型
4 S: S) O; U/ X5 u( O5 s! X•双向直流电源的限流与电流效率模型
( b* v0 [/ j% L# E' w•动力管理传动循环
双向直流变换器
, @2 ]4 @6 Z% \+ v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。
) L4 z9 A3 D! O2 w

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  I( d  M+ j! g/ a5 E  _# P& V/ Z

: o) V! U9 m  r3 N6 _8 H总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。

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◆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。

带逆变器的太阳能以及电网供电线路
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  ]* C: L  t$ o' R) I& n2 R: A2 D
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风轮机模型
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3 c: ^  y, d. Z$ d- r9 E  X
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双馈感应风力发电机
  k9 y6 D  ?$ T8 U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。
* l* E% [8 x4 W5 E: T. e1 S/ [
' S$ H8 z/ d$ W1 M* R* E
/ l7 M7 H% H# \# M
* ]+ I' ^) K8 O  x  特色：
8 E( y- n* S( z  O# o1 p, ]• 负载依赖性太阳能电池模型
- Q- S: |' H# c7 G! [: {• 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）
& x& S/ p, |' L* v* M• PMSG（永磁同步发电机）
( O+ \% E8 F" X* L' q3 }. e• 行星齿轮、刚性轴
2 h3 L9 e3 q0 X! I! L• 风速特性
  V1 z* l, |! V# k4 _/ H• 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
燃料电池
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。
0 ^  y/ k, ~+ ~3 |* v

. V$ E' q' V0 N$ T/ F: u+ `; U
! T( O3 h  a0 Q4 B* x9 a# [
5 w- L- R4 E1 M2 A! O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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. o" M7 V  o5 L7 B7 L( j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

9 Q9 k/ |2 Y6 B$ [1 O9 ]
    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