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

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* H9 I: e8 A* N$ w* }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。
　
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。


- L$ w+ `  W; e- _, a; d◆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。
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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! g. w' C, G6 M1 D! T* V* H. y0 E
- c' e/ X& u3 W) p% \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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% ~7 ~: D6 ~  \" @- i7 Y! B2 h

特色：
3 r4 N- n, d8 K; q+ 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。
•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。
! {# `; c& t- F/ l; e( a9 w& ~•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。
电机：
•永磁同步电机
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
0 m2 V: y4 j% ~+ ~/ d) ?•同步电机与发电机，永磁及外励磁
•永磁直流电机
. O0 U5 y. u5 j; T& V•无刷直流电机
, L. |/ t2 y  P; A•串励及复励直流电机
, B1 Y/ e" \) F3 \+ ?$ B; j/ d•开关磁阻电机
•同步磁阻电机
•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
/ V' p( A! d: o" Z! B6 p4 @+ `0 W机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
. v5 s( ^) h- q# D" ]" Y•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
* X% u% Q* {& Q' W+ E' _, d* [•速度、扭矩和功率传感器
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. [7 q3 O! u" h4 `; G总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
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7 v' Q: G; z/ S% c0 S
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◆数据交换与FEM协同仿真
2 n- V& @0 k3 V) ^7 Y5 l& M/ U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。
. H9 {6 W! O( H1 Q# Z
/ ~& S/ K: u3 c6 E' l, |Ansys中的开关磁阻电机

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4 Z. L# [: V$ s: S: D6 J! D0 L
* T1 t0 \$ R' V" e4 u* c0 D( Y4 g7 r3 tSmartFem中的永磁同步电机


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* k. D5 K" O/ l! XCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
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/ L1 Y, c$ f# @: Q# _4 \. k* F
) d0 G- t, x( i9 }) |3 R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
• 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
• 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。
0 E, _0 t3 g! m0 i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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- X. S3 P. p% k7 e0 \5 W
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
* @+ e, ^7 I9 c' t# S采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

# C/ j% Z' C% j8 K/ T* k4 F6 YIGBT逆变器损耗的快速仿真
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& i( s3 r0 E4 X( N& {* c
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6 j  t/ ?' @$ V/ `/ d半导体损耗快速预测模型

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1 `+ x1 p' O$ j+ ^" b$ V5 A
$ s7 A( I  R! e2 x& Q1 o
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。


9 L3 \) A% M  f$ m
1 M8 g8 z' O$ ^' O1 y 特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
9 P& I$ {; M) _, c/ Q1 o•IGBT拖尾电流模型
$ G8 Z) i& l! ?$ A•二极管反向恢复模型
; w. c. s( K1 ]3 C4 x•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。
1 z( Z: S+ o$ `/ p7 V6 F' o2 }$ h; _; t

9 M1 A4 ~+ c7 _, A& M


6 C0 X. [8 u3 c% H# t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
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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& z/ t. r3 x7 J; |0 ]% g' H, p$ O* L
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: c" b& q+ U; `/ A- [& U, fIGBT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
+ u5 x/ t. n* l+ Z% u& r/ L( u•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
+ k2 t* v2 e. P) }, O3 v•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
) x$ S& e& d; r热模型
! R) O! ]& S3 E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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" J$ k' M, H- B' a7 S9 R
- r  D# x# L6 c6 t
) h' r# h/ y$ S



" J' }$ k& k  W% Y0 J: C9 Q- x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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, S3 p& d: h* z◆汽车动力管理
* u* M# R+ X) r: w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。
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2 c& `% q6 I+ x1 _4 t6 F7 D( r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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6 a" q: t) L2 d$ H3 ^3 ^特色：
5 o  J0 J& ]- U. N- Z" O% {•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。
* N, s6 s4 ~/ ]3 j' Z2 f; s' m•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
* C; k8 P6 q- q. c双向直流变换器
3 W# K5 q& B: m2 `, Q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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1 N: D- h) ?; J  y) P" z, ^总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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◆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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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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$ C2 c5 H- V, k) c( l# f& I1 {2 S  特色：
8 D$ c) O- n7 S, O; i+ e• 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）
; R5 n" Z( L7 t$ t$ k1 R• PMSG（永磁同步发电机）
• 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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! A, j" U. h# ]2 Y$ Z' n# d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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/ y) v. E4 i  y: F# R如您感兴趣欢迎联系我 15810593370  010-68221702-615