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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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。
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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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/ F& M1 ?4 z2 n0 cCASPOC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
% C+ j" x8 i% M' m: Z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。



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1 o- e4 Z3 C1 M7 |9 c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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特色：
+ R2 d- _2 Y7 W$ u7 d. {/ a' N•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。
9 v& P9 b& ]+ g) z  n) v! 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。
% t' J1 r. a) H7 `- o: @•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。
  C# n" `: E, X* h3 t•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。
6 K6 q( \8 m5 }. c2 m电机：
•永磁同步电机
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
) s! n+ e7 Q5 s% r& w$ ?, T•同步电机与发电机，永磁及外励磁
/ b1 H. X. M, ]/ i" E•永磁直流电机
2 F1 a8 n& j2 i. B; l•无刷直流电机
" [: r/ [$ \0 H2 M' b•串励及复励直流电机
2 z) I" m4 k4 F- e' N: K•开关磁阻电机
4 Y" Z/ w, z/ m  z•同步磁阻电机
+ ?3 ?/ {5 B9 T  l7 r* F, D6 ~•步进马达
7 N; H8 m; n1 [. i' k•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
' Y" T) v$ F$ L•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
" f% d7 [: B$ i3 z. A8 ?•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
•速度、扭矩和功率传感器
/ C. Q! t6 [* B, @& y
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。


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3 P5 [. }) ?( g, k- e◆数据交换与FEM协同仿真
$ m& o. s- m: S) i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。
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0 n! A: V1 D) X# l2 R2 I- j" E& dAnsys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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, I. ~. J8 E' u$ [/ u& r
* C7 u5 [* c) DCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
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; u* d' m" {3 t+ x# H  H: F/ q
" Y+ _. t9 J1 n) c. s1 ~( B特色：
  F$ k7 V! Z2 T6 y. K, Y• 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
4 n9 D$ z9 Z( d0 l• 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
2 K# E$ E4 A7 b% R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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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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8 y5 u& C; H) C$ N/ D6 Y! \! u◆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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+ O4 h' Y% L' I, _# U7 L
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半导体损耗快速预测模型
* d# z! ]$ V- y  ~$ G  D6 B
  j, d2 r1 @6 f- B, K, @
* d* x3 C  R% y  t% a% N  M6 {


; h" Q, r8 C; h% X/ R3 X( y" k1 AMOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
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" d* n6 @+ g0 k& F) F

特色：
# `1 L, n7 f. X/ t! V•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
- B% V/ h3 p/ R$ o•以快速损耗预测模型实现快速仿真
% O) Z- D+ t; Y5 `3 ]3 g( H3 J0 I7 p•与热模型耦合
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
" G4 w" }; P; c8 G4 x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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3 h" [/ J9 D: J# t) O# |
, S1 r3 y/ B0 B, k/ W◆散热片建模
2 }; Z% J  x( w* ], e+ P0 e; K) p; M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。
' r8 O* y. W" _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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+ w* ~7 ?6 `" T" L8 o) R
! O5 W4 |, `8 w
6 [; R2 R9 C5 M6 f; K4 e8 b特色：
# G5 g5 d, U4 D% b9 `$ @•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
( G( u' \  n0 k6 o' ?/ R•现成的散热片模型
7 Y  k9 A: u0 q, d) k+ t•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
热模型
: W9 R. P. Q3 f% G1 Z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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4 i' P. L3 V1 I! s2 X% x- z

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
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。

+ x3 d! \: d" A# E/ [" X汽车动力管理（含负载突降）
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IGBT火花塞点火控制
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特色：
$ f4 e( y; S* F# x8 }5 e" I•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。
3 S# h4 ?/ L* M% M" w•高压火花塞模型
•双向直流电源的限流与电流效率模型
! X- \% `7 P; i* Z. r3 C, v6 m% {8 J•动力管理传动循环
# Z' |3 M; J! l/ N双向直流变换器
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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$ J8 a' a. O5 x; v* I5 }- q2 ~9 W
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* c1 }) H, ?0 T( {* `2 Q' K总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。

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  x7 f  T( ?  l$ \: c( |◆绿色可再生能源
6 j# `' ]+ ], m$ e/ ], o9 v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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6 z+ l  q7 r+ C风轮机模型


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' J7 R+ l; u+ h! Q( Q) r" A* O" | 双馈感应风力发电机
' X9 }: A7 T. |6 t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。



  特色：
• 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
( }6 U: q) c' H$ ^! F• DFIG（双馈感应发电机）
2 c/ f# w+ n$ j1 x• PMSG（永磁同步发电机）
2 v" h3 [; |$ k- F+ n  C• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
• 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。

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4 _. h. `- g! 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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5 E0 M3 P1 v1 O2 q! {" r. M8 `, i% ]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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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

6 E% \+ z- P- i
( i& f' ?0 o$ \4 r    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