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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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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8 Q, Y9 ?" |9 b◆运动控制与变速驱动装置
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。
0 ]5 o6 @  k9 \9 `- 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。
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) t  b( c3 n3 j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。
2 u6 y% a/ u+ U) A, T( [$ ^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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7 l/ Y' n% G% W* `! U: P& g
, V  F9 _. p' d! I( w
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。
2 E/ f8 S& s+ y# D7 F4 K# f, W' Z% 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。
% _! m8 `# h' M( m0 u% ~8 w" m•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。
8 C: t2 z) e% V7 x0 S, }电机：
* B1 y0 L9 n- d; p% \. T$ d3 C•永磁同步电机
* Y2 q; z0 e1 h" _" v' h•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
( R; f3 c! V: h3 a7 M  ?•永磁直流电机
5 F# n. {+ O% B+ [, o•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
4 u& [$ M3 w5 J8 Y•同步磁阻电机
2 K1 ?8 H7 t# r' r•步进马达
% q6 V  ]8 Q( Y* j. _- u•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
6 x8 t' u1 _2 b) F) U•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
•速度、扭矩和功率传感器
+ L4 `; Q/ u/ M- K9 ?& [
$ S# |; X; z: g5 z1 \# ~( Q总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
, G7 v7 T* I" l, u( E* z

' L+ A7 S  ~, |5 `$ B
◆数据交换与FEM协同仿真
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。

3 Q) e$ D& P3 oAnsys中的开关磁阻电机
% m. E$ Z' S9 \
( L1 D2 z# o- X, `% \  j  [


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- q6 C5 d5 k% P7 a! G$ B' cSmartFem中的永磁同步电机

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* Z6 [) M# J. ^0 u% M. k
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。

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- j- N- P% K* [" ]- C$ \; s' [
$ `; [+ f, p% N特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
2 z; ?. K4 a! a• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
0 d9 B( X# A  v/ w• 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 {& R/ B/ [6 b* X8 h. X• 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。
9 {* y* R1 y: p, A5 [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。
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, e# X% o' M5 _& W% d



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
6 s! e- I1 m, ~+ z$ w' G# G采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

; s8 W  X2 h" f$ {IGBT逆变器损耗的快速仿真
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* U2 G) ]( @/ [+ Y  ~' \
0 e; y  B: n2 G# l) v/ q. P
4 M2 |2 C$ k5 @1 b/ v半导体损耗快速预测模型
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- K0 J0 o9 ^( U$ R+ w/ H
$ ?/ ?" k8 s- H
MOSFET详细建模
8 k7 b; {; y1 cCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

# K. w9 h: s, ~( F8 q" u! _
5 S" ^+ ~* W) X. |: L8 O. i) t- Z
$ x  S: W0 `  E% _% u; ^ 特色：
; z' i3 c# k3 u# l1 K1 |•MOSFET非线性电容详细模型
  g' _9 H9 Z7 E  E  s- ]$ w4 `. o•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
" y$ O3 u' t7 \* Q4 R2 O0 p% n•与热模型耦合
$ T  }/ @( G/ g. x•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。
* }4 O1 g/ Q- P# Y" `# f

: L, F( k. _  f$ t: H* k


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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  Q$ q! C+ [" B: L6 P9 x3 G. C
" X0 |9 R- ?2 L: l! v% y& k. j6 D" ^
9 v) u1 S( e5 L+ G  K◆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。
带散热片和隔热层的TO220

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4 _; y, ~( `0 N. N  ]) \
# V& {* _/ ^; L5 q

, I. }9 {# U4 A( H* J5 ^9 V+ JIGBT结温详细模型
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3 S6 g- ?) g0 n$ M

特色：
•散热片模型与半导体模型直接耦合
% P; u6 {, L* u•预定义导热材料特性
. x( q5 j! z: ~" o* _& u•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
. }/ R$ S/ K4 ~/ j% Q" [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。
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% `( _8 U! p" g0 n+ H' u
& O% m3 [. W& Y9 X) S# m7 _



3 j( T. T6 I  N2 x, c, x
, ]1 t; a! \* a# `+ s: Z' T5 J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。
, N2 E) g' K9 V
$ R% v8 D% f6 Y( k& {

  b2 v$ V8 Q. Y' d# ]% E1 V7 q7 ~/ N◆汽车动力管理
- [4 D* e; G. C2 w2 s5 b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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7 X1 ^6 B/ ^4 T8 b
, z% L$ o# C- Y3 L- x" M4 f

9 l0 n6 K& F- D& NIGBT火花塞点火控制


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特色：
& m3 |& T& }4 A* ]/ f•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
% j: i6 O8 p2 t: ]9 O6 n1 {$ r•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
•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
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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总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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( s( K; `3 w# f8 N2 B. Y8 f◆绿色可再生能源
. l5 y: w4 E8 e+ a8 P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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5 Z* p# G& t7 n  x  W风轮机模型



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双馈感应风力发电机
, c: M/ ^7 C8 r% g) E0 x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。
" B- b3 b3 Z! B; \
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1 h6 c/ Y. s4 Q% ]# c: l  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
• DFIG（双馈感应发电机）
; ]) e! \# R4 i  {/ v8 m0 Y* Y• PMSG（永磁同步发电机）
• 行星齿轮、刚性轴
+ @. T% W# d$ y: V. m6 c5 x( X• 风速特性
5 P6 Q2 o  K1 q6 U/ |• 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
! P1 F* C+ |+ H1 f$ B燃料电池
, M6 O5 ]: ]( D' b  j9 h$ j2 ], z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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& z1 J2 p$ J1 f0 m/ M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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highvoltage

有这么好用吗？有无体验版本？我们一般用PSCAD

GUNDAM7馒馒

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  Y: J6 E4 p4 F3 p( M6 F& H. |: R; W
2 |4 ?' a! f9 K+ J; V$ Q  _5 T
    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