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
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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。
　
: n8 l+ p5 u3 r6 B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。
　
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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◆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。
  ^! x' J: @/ N) W  w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。
; l3 U) ~) I3 _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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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。
3 W8 h5 ?: y3 i/ ~) z( X. J) {# ^9 b•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。
' A1 C0 |( j7 T7 J& p8 i•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。
- y' C: q8 u% f9 r电机：
+ J# q% P# i1 m+ o4 `1 _) `  R3 t5 I•永磁同步电机
% x! m* }5 e: q' W; P1 n/ y$ U•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
4 ~" C1 a1 a# v+ k3 {* H6 I•永磁直流电机
•无刷直流电机
7 V+ J. R1 C' R1 {2 z& s; C0 y•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
•车载发电机（直流及三相）
% B' L! n2 x- q0 c机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
1 M: ]' l  W8 p* U•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
! L3 n8 F; U- ?2 c$ M2 }" h•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。


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! n5 ?, I* n3 k0 B◆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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SmartFem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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) C5 _+ R1 {( n) y! C6 N  [6 ~; o

特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
; m: x& Y$ r9 Y) ?• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
& J3 r3 \' A( A$ R, u$ K• 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。
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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- U6 z$ ]6 R$ u7 M  y+ V7 F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。



2 e6 `% Q4 u# Q9 L; B- O◆详细、快速的半导体建模
0 a; r( L; I- D; h8 a( a/ Y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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半导体损耗快速预测模型
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MOSFET详细建模
( k  S3 m3 j4 |, [2 k0 l1 O$ J  tCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。
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4 o  @3 L" b+ o: ~ 特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
9 V/ W) f$ C4 l8 H6 Q! s( X& k  ?/ V•IGBT拖尾电流模型
& V' \! d& R+ n•二极管反向恢复模型
•以快速损耗预测模型实现快速仿真
; }; I5 c+ c1 ^8 |+ h4 }& E•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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  |4 p$ e8 I% ?1 v1 |! i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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# h) L. p  J* C) V, }; \3 V! E! h) f9 G
+ }2 `; |4 e$ \◆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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IGBT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
•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
% t7 {* @( Q2 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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! P0 N( J4 Q  l0 h" {( z5 W. p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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0 c, x  v  r6 S% E1 m+ U
◆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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* v  ^- p$ Z' |  G2 Y, HIGBT火花塞点火控制




& z1 h- U, C3 [7 ]% Q# C特色：
•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。
. O2 p9 K: e) K& c•高压火花塞模型
5 |! C! e2 |& F3 Q! x4 d8 W2 c2 `•双向直流电源的限流与电流效率模型
•动力管理传动循环
, i5 Q# ~$ Z6 M8 V+ t4 X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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0 x2 ]  s2 d; C% m8 }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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- W, H, Z# l; n. T. w* b 双馈感应风力发电机
) n: M  q4 v4 p; Y) s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：
7 v" {6 y6 `& E& X4 I" {6 z, p• 负载依赖性太阳能电池模型
0 r- K- P5 z% r. c; a• 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
  J3 U* L: m- X# C/ f9 B2 I; J• 风速特性
/ |) ]/ X0 ]* A• 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
  G/ G+ J1 U, w. p! r9 Z4 a6 S3 K0 _燃料电池
) e7 q! ]3 q% \5 y1 j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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% Z2 b' q  o7 @8 c% H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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如您感兴趣欢迎联系 MISS邵   68221702-615  15810593370