分享一款好用的新能源电力电子及电气驱动模拟软件

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电力电子及电气驱动仿真


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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3 h! y+ w4 V- c8 O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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9 s. Q+ ]+ J# W◆运动控制与变速驱动装置
4 B$ f3 c. [- J3 m7 ]; F& n3 B5 W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。




- s' B( H6 H4 y* ?, [* ?( r
5 r" b. U6 C, k- [+ J. Z9 M* 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。
+ c! _+ f5 a& o$ @" L1 P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。
( Y; K7 x' }" }/ X0 f( @


特色：
( W& X- c0 N0 n; t•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。
3 e3 |+ N; Q& R2 _- U电机：
% Y, J3 G2 c- y- z* }# {: z3 z•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
' h& N* p) z) q4 e% \•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
3 K+ h; a+ |9 D# L" ~! ~•同步磁阻电机
•步进马达
0 f9 y1 G) ^5 T! W0 j: t& Y•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
1 _7 I( n: @: q2 @•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
5 x, Z+ b2 D! ^; t& H6 O4 X8 V' g•速度、扭矩和功率传感器

总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。

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◆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。
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Ansys中的开关磁阻电机
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7 y0 x; ~- k) ^; I# c2 N0 G# DSmartFem中的永磁同步电机
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" S9 v3 H4 c1 D# s& @$ L

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+ ^8 I9 B" G9 l3 k
* u+ f6 G- ^0 ]2 @6 i' R, i
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
* u( _8 {. O) v% b% I4 B- S


0 S5 |2 h$ T5 p* z特色：
• 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
/ U- i% S( _" d1 S• 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
8 w3 ?7 |& }9 u& P% V* B  x9 _• 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
; `. c9 q! w! X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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  Z) X2 f, L9 c/ P  A; T1 P, F
: v2 J: u! l2 \2 R
: M4 p8 ^7 K0 a3 p! ^0 y9 t7 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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◆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。

IGBT逆变器损耗的快速仿真


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5 J: `/ \' ?* T半导体损耗快速预测模型
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4 S! N) Q* Z5 q4 ]) ?  c1 V& S

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。

4 j4 v7 k5 o2 t% r7 f) V9 ^

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
- X% f$ r. H8 G) L" Q3 ~2 S•以快速损耗预测模型实现快速仿真
8 P/ e. R; Q' i* i•与热模型耦合
: E+ w+ G+ s( \$ I" @9 G4 I•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
二极管反向恢复
! ], S2 |! R0 l: L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。
* C1 |3 X- d+ k2 D/ n2 U



% n. g! d4 i9 ?
8 S: F0 M+ D) D6 r4 R. R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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◆散热片建模
, z  |: |/ J3 n6 ^# E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。
& {, p& i) y8 ]  a8 v7 K* v带散热片和隔热层的TO220



- I; o. e7 M3 V* M. W; C1 Y
0 q7 o0 `6 f( \8 F
4 ]% R- {* g8 P9 f$ y& F8 P8 S4 zIGBT结温详细模型
4 q0 n# y  V4 S
6 \, T9 N) b' e/ U, C
- B( F8 b3 ~; N- l# S
3 O( {( c6 {6 [1 u( h特色：
5 v1 N& i& |! |9 i4 d3 [•散热片模型与半导体模型直接耦合
•预定义导热材料特性
8 \$ \$ x3 @8 @% _  ]) L  U% I. Y) `•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
' V, g* ]; O; K' a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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- S: a6 C# I" i3 @5 P& I; W
& G8 ~3 l5 m$ w) N% z4 E" r" {
. g8 _: l$ W0 n& A8 }! E


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。


6 c! A8 c; i0 \7 h5 h: S
0 @, t: R8 w5 b. Q' W0 [, X7 _◆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。

7 {2 h8 G% N: O  i2 ?' d) M0 b汽车动力管理（含负载突降）


! S) a# T+ d# M
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. `6 R" A9 h2 Y& o
IGBT火花塞点火控制
! D, n: m6 [1 g  O2 A& ?9 \+ @6 c



/ `8 P9 F: H& i; y# q3 d" `特色：
: `$ z# c/ f1 o  X3 x9 S•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。
•高压火花塞模型
7 G2 r9 w# m- f+ @, V) p0 r•双向直流电源的限流与电流效率模型
•动力管理传动循环
% }% m& |* \6 |  G5 g* ^9 B双向直流变换器
$ n" v# O9 Y6 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。
7 X. x! d( d0 f( v. H* q


0 [( {+ [/ B, w7 u1 ]% }0 K
( y8 R/ A9 |5 q6 O  v' D; g( L
8 T# m" A4 E6 Q5 G' u, m总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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7 n; H9 [( V. f◆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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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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9 r; b2 G8 X. b7 V* R

. s& M7 F) ^6 r9 ]7 F% c/ b 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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# u* e, e5 t5 k0 ?! I2 T1 q  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）
• 行星齿轮、刚性轴
( T9 k3 ^" i) [* J3 Y• 风速特性
% i. s2 n7 L: w• 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
6 t) m9 Y/ r; |+ Y- [7 {燃料电池
0 h9 x5 h. |; d7 m6 f9 X  t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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/ W' @$ d- \# v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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& R5 n$ K, X! W, V* V. K如您感兴趣欢迎联系我 15810593370  010-68221702-615