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。
　
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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0 P% X; ]+ w7 L( F. H: G
◆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 G  ~7 _, y/ W) f1 g* |8 {% o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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: `3 x  E* d# V4 ]& i) E
( V1 X6 d) R2 {; Z6 U
3 G6 D- d( E  C# U( Y" y# s5 A
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。
- W' C7 Y' H' H# Q! s& L, T  n+ A* d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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; |# ?- y: \$ r* C; Z

特色：
1 \9 U/ q# N0 o! {•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。
3 ^2 u& ]% w' J•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。
" O% w) v5 o  ~4 K; T4 O4 G- 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。
& i! F. S; G3 n  W' A, c, f4 v. k电机：
3 Y) x( R; K  k( m•永磁同步电机
2 v3 p0 r* `! h0 |7 w# L•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
6 }$ d& @3 X6 s; K, w' c& d•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
$ s+ a. j! ], r+ \9 p% k•开关磁阻电机
1 U! x$ g  H6 C* N- d•同步磁阻电机
" ^# M$ p- Q: K" P' e: l•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
, @+ L0 M2 r- L7 M1 c机械部件：
: e* w6 a1 s  q4 @$ m4 [7 k•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
2 Y* V% n7 U( ?•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
: I  u' U0 N6 i0 n: o( Z3 g•速度、扭矩和功率传感器
3 ?: K$ Q2 U( `; U+ i: d" `& I/ h
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
4 J  n3 b& x  @+ ^8 o+ d  y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。

Ansys中的开关磁阻电机
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7 g/ L. n! N) ?1 M3 {5 z
SmartFem中的永磁同步电机
: Q7 j, I8 b) r" q
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) ]/ w, r! z7 g% B$ b



  z" t9 K6 y' g% b# cCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。


9 W! G& g0 o. I( }" V3 `
: t8 g4 D+ W% J特色：
  E1 w" z2 T: t• 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 W0 T' `# r* E线性执行器协同仿真
  B. @. [% C2 f$ |) }3 l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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" M/ Z; L% Z  z9 g/ Z7 J
9 [$ ]" D( E$ a2 I! b. Y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
/ I, x3 ?( i. P) N' w采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

1 Y. g$ [- @! o: k" {IGBT逆变器损耗的快速仿真


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7 @# t% C$ J1 Q* n0 W

半导体损耗快速预测模型



" p( s& |! h2 u: g3 x( H
- z3 `4 c2 p7 G% e& D" F6 u$ N
MOSFET详细建模
/ U) ?9 f5 w0 pCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

9 N6 s7 z6 ]5 l4 v" s: B5 J

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
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
' m: P& _. i& N5 v•与热模型耦合
6 G* H* B4 C1 O2 b$ K* w; G: R•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
9 k) J! E4 v" J5 p: H$ l3 _二极管反向恢复
% X5 Z) ]" r$ i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。
- K; o, E% r8 M# T2 p8 d

9 n7 p6 W, o6 J. m& ~" y8 S
0 ?+ S+ i  s0 s% r. ~& B1 d
0 y+ X/ q) S. `
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。

) R6 u* C; ~% N+ K

- `7 l7 j. F  h# q: O◆散热片建模
) U5 P6 h3 k( Z! H7 {! a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





6 C5 P  h/ c9 G) l1 Y4 ~8 zIGBT结温详细模型


0 D) u5 e( F$ i+ ~: E( s6 Z
& l. I; {/ u' D3 ?, Z, g, B特色：
' Z: F; a& J2 B: U# Q% w•散热片模型与半导体模型直接耦合
& S- X8 h2 [3 S2 |+ b% }1 a•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
& w3 U* p- W! b2 f•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
+ i: f2 S! ~! ]  H# \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。

! K5 ~2 P+ _  G; a+ r% i& m
4 Z' o) Y* V8 u1 Q% M- ]2 O. q$ ]% A
3 h/ d( W% q( X


7 [( ?6 \% ~. ~9 F, ?
! |& a' Y, m' |) g; T+ n5 c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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! [% x, d. L/ a: e
. u3 Q. y" F) R* b* E# ?2 j# r* A
◆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。
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汽车动力管理（含负载突降）
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$ T- w! r) K$ r0 F

6 d! m  E+ |* |# K5 j' O! \( |: jIGBT火花塞点火控制


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! z7 g" P3 `- z" ~4 U6 Y4 Y特色：
5 n2 N1 k! C/ j) Z8 k•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
# X3 X& l% L; I- j2 v•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
•高压火花塞模型
4 w: j8 Z% t' f" }7 S•双向直流电源的限流与电流效率模型
•动力管理传动循环
) s  j" Z( K1 r* O8 j; V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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# V/ S# }( D" A5 Z( M: P& Z8 c

- G5 J$ j& v# A4 ]% R9 S

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。

, R* {' x: d. b0 M' g7 P带逆变器的太阳能以及电网供电线路




$ ]' W. x* d: s  Z4 ~0 m
风轮机模型

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/ C$ p9 |8 O  G9 x* c  c+ a2 c
0 j8 s" P1 k6 Y/ C6 F
双馈感应风力发电机
# I, O# N( l( p8 B% v0 h1 r. w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。


5 n! \; i# S. ~7 t' F
6 i3 O; S, F0 N  {" D  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
3 P; u5 I5 u" Y+ Y• DFIG（双馈感应发电机）
• PMSG（永磁同步发电机）
' v8 U& _9 r9 `. _8 O" F• 行星齿轮、刚性轴
• 风速特性
# Q1 O5 l! S; l3 |9 P• 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
- [1 u' H* U: v+ C7 W& C% H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。


- l5 G, d7 ^  f0 K/ K
( y9 C9 S% h' {# F' I
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。
# k/ Q: k" y" I6 P
0 J4 m' a" M& C) q
( T% Q5 j& m6 r9 |
如您感兴趣欢迎联系我 15810593370  010-68221702-615