分享一款好用的电力电子及电机控制模拟软件

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电力电子及电气驱动仿真


% p$ g, {8 [4 [" u, CCASPOC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。
　
4 S" @' J1 k: S  r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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8 ~! J7 G7 H0 n$ C4 V$ M& a" B  ACASPOC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
1 E! I8 Z6 ?$ p: r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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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。
5 h/ m/ b6 q, \0 g; ?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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0 B, |+ t, K1 u8 L) c 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。
0 [0 U6 T: W+ ]8 F& s! o& W2 R& O•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。
/ h3 K+ y) G. g6 _+ v, W电机：
5 C8 o/ r' H9 f1 K9 U# q•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
& w7 Q+ L- T# ~1 O' |•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
8 A- d( W  s; E- o, v•同步磁阻电机
•步进马达
/ ]! ]$ x' }# m* i•车载发电机（直流及三相）
% ]+ d( l# s: ]! w* S6 N, h机械部件：
•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
•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。



" ~$ t% o' ~2 z; C0 C5 J! u◆数据交换与FEM协同仿真
2 o& J' }- ~% m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





% h$ U# D8 z% Z; z( v; f5 USmartFem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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5 t4 T: W# f3 y$ U' p% X特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
2 I4 c+ Q2 k  R1 ^! x• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
- H9 O& E7 ^6 C, J: W$ V• 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
/ B8 ]- V- \6 ?* Y+ w• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
) j+ c  ]4 E2 d. P. a% F' f, F6 K• 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
3 u# L! `, h8 k# V! ]' y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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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。
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IGBT逆变器损耗的快速仿真
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6 }2 V" g5 @! Y半导体损耗快速预测模型


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) I1 L4 g& _9 m5 i& a8 e2 x
MOSFET详细建模
. b0 n7 Z/ W" D9 i8 n/ ~Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
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特色：
# j, t& ]9 Q" ^+ n! g' K•MOSFET非线性电容详细模型
& G. P5 g! t& N" W•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
1 h4 Z3 t; V, Q/ U•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•与热模型耦合
5 a" `6 b# w" ~! w6 j•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
7 T' q/ R3 x% S% n% ~* E" Z二极管反向恢复
5 j2 }  R# k5 y2 o+ |' C4 h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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1 p2 u3 l' F" y& }+ W2 v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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0 [5 @/ Q# }4 x3 [) t
* k3 y, A- Z% {* j3 u/ ^◆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。
$ W1 }( b, q" [- S带散热片和隔热层的TO220

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' t. W9 Q( \; _: Y7 d% m
# s5 I+ T- a: ~5 \# q$ `. Y
IGBT结温详细模型
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7 O0 }/ ^% j8 D% D7 j% f/ V7 f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
•现成的散热片模型
0 T+ H7 B5 S: W: S1 y2 v4 i" P( r& E•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
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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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 K! z) F6 O! {0 c◆汽车动力管理
6 e- ^6 {: B+ J2 r; N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。
# L. p7 b6 t4 h& R7 t7 q
汽车动力管理（含负载突降）
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% b; J9 S$ y/ X% gIGBT火花塞点火控制
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; x) \1 W6 e& `( `7 L特色：
5 S" U+ q$ H/ J% C•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
0 N* k! H( Y$ m) u# `, y3 i: }•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
( y% q0 O/ s. D2 J•高压火花塞模型
•双向直流电源的限流与电流效率模型
/ {% K+ ^( r! N$ R9 {2 C! c! y•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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( p& M7 L2 b5 H0 `# ?* r- ]: x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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& A0 w  K# i1 q* }( w. ?* ^带逆变器的太阳能以及电网供电线路

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( M+ o1 G8 h- T7 w6 _! W$ q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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  特色：
2 f1 Z: Q% n9 e* s• 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）
. a( B& L- F; z• 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
1 Z3 n3 p8 T% S. @  n5 U燃料电池
& x6 @  F1 v* |4 C- z% L5 ]% n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。




  L' k+ A/ N; @" U# q" U( }% 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。

: P$ M* {6 D9 p如您感兴趣欢迎联系 MISS邵   68221702-615  15810593370