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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5 u! z1 S* k% W$ A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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  r& ~. f( l. D% d4 GCASPOC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
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。
# ]( y; F$ T2 k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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; H1 U# [. O3 d4 l& Y( J% G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 B: u' x; W& X/ A) s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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8 R( s" _8 _: w1 a4 w7 ] 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。
& d1 @4 g8 A2 ?, k* `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
•永磁直流电机
•无刷直流电机
1 U% d3 O& y0 V1 f$ T! x•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
- A6 F( W. y- y. M•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
- I) y, v/ P( b5 r5 Q& P1 X* g4 I+ h8 w•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。


0 E$ z( ]' r# E  O, o6 m0 w9 A5 F
3 }* q% {* M0 m" @" G, T◆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。

8 D3 s+ E) w+ NAnsys中的开关磁阻电机
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" L, v+ L& O! Y5 i0 S
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- e: N' Z. T* ^  j& j
: V0 a" d- k2 E) F. d
" ?* e2 M- r7 {& N/ @! cSmartFem中的永磁同步电机


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Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
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0 O) |8 H9 N9 L% I: V. V! d  \
: v! V0 v/ |7 |, B7 {9 H6 ^' X特色：
- |* }3 {% e) W; C0 X9 `$ |• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
. M9 F8 r9 R* E6 \4 a; {1 q• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
0 t0 G" i9 `" H4 @• 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
; o6 C+ s: H+ `+ |5 g5 X* |/ ~" Z• 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
: p: x4 |+ c$ a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。
: F2 I$ i& V8 E  l* c, T
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* A  B" V  |, O$ Z$ `3 G
7 N. Y# C- m5 j2 K$ D) T
+ l) q# [* q( ^- \" b
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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) ^% _$ y3 N. u# W# 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。

* z1 _9 d) ^1 U& \! C9 iIGBT逆变器损耗的快速仿真

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+ D5 T& K$ ?  x& X9 a3 t

- ~, j) L1 z; p& `+ t& n. P) }2 J1 [# t半导体损耗快速预测模型

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  Q5 J2 D' D6 ~6 Y
$ d2 v" Y0 v2 s. xMOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
) ~' ?! N' ~2 L+ j9 z6 L

* h0 ~% S3 H0 Z
特色：
% |% J! \1 d9 {& T# \& ^: m•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
" M$ }9 N! M) O9 P) j•以快速损耗预测模型实现快速仿真
$ _) X$ \7 [3 J  a4 \•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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6 v! ?4 x( |* A
7 C3 `& ^: j( _; @

' |' F  X' |6 a. z* N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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9 C. Q; o9 [: R, l# n2 X◆散热片建模
, Q' E4 o9 e/ M/ Q8 k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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+ D' Y! o' v! N" W7 I$ s



, \, J2 s; }/ Z3 Y% yIGBT结温详细模型



9 B3 l& Q! \* U! Y8 E% l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
2 j1 [, o" S: P. O  z3 e  \* l•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
7 }& ^! J0 P* [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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5 f( K3 H2 m9 s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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3 L5 d) d' ]  M# D

" V) ^5 Y, M0 ?7 ?$ u$ K◆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。

  T* }* o) e$ E) H) p, P4 r汽车动力管理（含负载突降）

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6 W. o1 ~' b: M8 z8 J3 y
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5 V# R( r: p* Q# Z1 b$ I! E
, K1 \: x4 B) y( x8 pIGBT火花塞点火控制
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特色：
3 w1 K5 I& Y/ A1 {9 ]•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
3 _4 V, j. t# P•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
5 S: w# g; v" a# C•动力管理传动循环
双向直流变换器
( T, U) t3 A2 B% [+ o$ \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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7 T. n5 Q2 V( J. O: Y) O1 m- I

/ y) I3 d9 V9 |3 ?# R◆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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3 _2 L6 d8 c8 c" u' ]6 \" s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

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) C- Z0 H/ c8 w5 D9 j2 ? 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 A3 k2 g  R5 h- d; o7 v- H  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）
• PMSG（永磁同步发电机）
5 L7 r& O% v. F* P+ g* L• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
2 w( e% Q! j' `- C• 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
& n7 m3 T3 i' H* d. J7 V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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9 d0 ^6 T' u  ?7 a; y- {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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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