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


3 i, k8 _! b! z# bCASPOC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。
　
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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◆运动控制与变速驱动装置
  r, N2 E1 N& X  c4 b4 W# V& u& V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。
+ V" q) L0 [" ]4 l/ @1 a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. l1 u+ e, Z' a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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2 d) V2 k4 x+ L. N6 e- d* z1 p 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。
# }3 J3 w8 ~8 X1 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。
•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 @1 B( t9 j7 w& ^0 [- _" A/ q4 H•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
•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
- ~. U" u8 r; b& u; L4 P•永磁直流电机
( _0 L6 Y3 x. ?% E•无刷直流电机
. i! u0 T/ d9 X6 S•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
& ^+ F/ y$ W# u* k& Y. ?•同步磁阻电机
! y) ^, d$ X8 L1 N2 J2 [4 a•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
0 ?  T- A; e* n0 P/ W; T* {机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
•速度、扭矩和功率传感器
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总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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2 j; y) x, m  \) g/ b◆数据交换与FEM协同仿真
9 R4 V1 m5 W& V6 s6 i$ Y, A/ S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 M6 G; t) e6 J+ Z. rAnsys中的开关磁阻电机
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SmartFem中的永磁同步电机
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$ _5 J; q: {9 E) T+ x* n. `8 z& ^& nCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。

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' \( @. K+ j  b. z: D8 g* i7 T
特色：
8 F7 x; b& s6 p) F• 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
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
7 w! ~; [" M  j" c1 `" L$ M: e• 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。
' n: U2 n  A) W# t! T: @线性执行器协同仿真
& U+ g1 E, W  [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。

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2 t1 f9 c) J* b# 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。
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* o9 @: n' {) s1 M9 P% i◆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。
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IGBT逆变器损耗的快速仿真
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. q+ `& ?# w" w0 W; Z9 e1 R5 z半导体损耗快速预测模型
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MOSFET详细建模
' U6 ~$ i, P! X2 FCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。



特色：
8 R4 D8 V- J3 j1 b) D•MOSFET非线性电容详细模型
* M2 L4 v% e0 U6 g7 d/ e•IGBT拖尾电流模型
/ T' o4 S/ y6 @8 w•二极管反向恢复模型
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
•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。
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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。

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0 Z, ?) x0 C* e1 c3 P( ?5 N: r◆散热片建模
5 t6 w. O! v( u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。
带散热片和隔热层的TO220



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IGBT结温详细模型

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特色：
•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
: H6 m7 D$ F! `' a1 k9 i; x7 X•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
热模型
2 w$ i7 h7 m) B* M& c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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, `6 V0 [) T- I2 u

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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◆汽车动力管理
5 d1 i! m6 I* I0 t; N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。

汽车动力管理（含负载突降）
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9 N" O7 O4 u( K6 VIGBT火花塞点火控制




" B5 v3 A- U8 ?- v+ I7 F特色：
. a2 ~4 m' @9 X) C; h•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
% r5 `  t& L0 P. w•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
- I: A* D) ^, l/ I+ u•高压火花塞模型
•双向直流电源的限流与电流效率模型
•动力管理传动循环
双向直流变换器
6 X6 V2 ~( _, p) 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。
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5 E: {. n0 R- A6 L+ D总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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4 h# P. F. ?# g6 i◆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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风轮机模型




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。

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/ P9 Z2 c+ N. r  特色：
1 c: G6 g( D9 b# ]& T• 负载依赖性太阳能电池模型
* P* M+ u8 q6 n- n- C& o# k5 `- i• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
' i6 F( d6 W& [7 v2 I6 H8 R( U• DFIG（双馈感应发电机）
$ S! L8 [( N9 E  @$ e/ |, E• PMSG（永磁同步发电机）
• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
1 p: r8 g- X# Q3 i• 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
+ C6 a. H& @: B: I/ k5 ~, Z燃料电池
. O, t$ O* x9 L1 C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。




) x$ h; o  @) ~! P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 k( d. S! H3 w% Y
) f0 V" U* V" M% t7 y- y4 |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


    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