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电力电子及电气驱动仿真
: L/ f' e3 a7 d1 D4 C, I: S% V3 R7 I8 d8 t; s* _9 D1 Z
^& O: _2 n2 s {0 G# a9 ]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。
; R; x+ a* ]/ f 0 j4 l( ]9 p R3 p9 `
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。8 s9 x+ W: f2 u+ ?; g/ s! k
: H3 H- k# j- H% v6 |$ SCASPOC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。
! `- m+ p, y2 r; `% K
' s1 t! A/ S; [+ C6 g
8 U/ r* v9 r& R9 L& B; p◆运动控制与变速驱动装置; r/ W" ~$ G) Z) |7 J
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。2 t6 f0 z8 i1 K5 O% K8 u3 B) P: S
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 p, b. T& ?/ V4 ?, S. {% U9 N, _
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; P$ c( X' @5 G
+ U& i" Y6 o) J1 s. C7 k- b
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。
/ |+ m! e, E( ~0 O# a- M# F. K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。+ o8 ~4 |, c# t8 R
$ Z4 z0 K a* }0 m% K4 `
, a9 E0 _% t2 D9 f1 z- N! a5 P( K" a
4 A E' ~( A! C1 E/ D( z# K
特色：
a, c; \$ l w) f( f" W7 e5 s* t+ R•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。
' B" I, y! }7 f•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。
1 Y: i9 \! z2 D5 b% 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。
0 {7 ^5 Q8 x0 w: L& b5 u* \•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。
' o" s, c: x# o$ F2 {8 ?0 g' z电机：9 u |/ H! p4 P# k) Z
•永磁同步电机1 Q/ K' k; K; P3 c: I6 g4 f8 G
•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
0 Z* n! T/ ~0 V4 T5 M•同步电机与发电机，永磁及外励磁
" W( |$ D* z; G% ?( e: T$ J•永磁直流电机& g* p; g2 b! _) w/ m0 ?2 I
•无刷直流电机$ g4 i; C( f; l1 _' Q9 ^
•串励及复励直流电机
8 Q3 G" O) X4 A- c' `" ^( d•开关磁阻电机( T: d7 x! z0 c# O; w8 n- `
•同步磁阻电机
: R$ _7 c- n, O•步进马达' E, D ] q9 V8 g- c
•车载发电机（直流及三相）0 F, j) m r2 i' [$ w6 h
机械部件：% c, |. ~% w# l/ G
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮% `) ^- H9 L6 B0 H# e7 U
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载% G" H8 \9 z& J: L" i, q
•速度、扭矩和功率传感器0 x' s6 [7 u* `" |$ B
* F8 z% H# E r
总结：任何类型的电机均可简便、快速地建模。
6 H I, L# A1 ]( ~: p" I$ m9 `& s/ J7 L6 Z) f1 Z. m
1 E, w' r5 i# K* k9 \ V# _, [5 C) y" T5 i
◆数据交换与FEM协同仿真8 F- d3 b; f+ G7 r
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。
- _* R& ~4 p) E1 T3 L1 Y7 a) e; m) E2 A, |, U# A
Ansys中的开关磁阻电机
7 K1 q! l: K( i; L& l' C
0 t/ m3 R5 P* x, s$ G( L5 s K
3 ?# E) _ T# ^( \; {8 p
: u" u/ P' |3 F& z' ~: ?; E# T) b6 A4 A( y0 b" X2 {& X+ ^
SmartFem中的永磁同步电机
' I2 B2 ?7 W% ~* A+ _
. \- q/ ^( v7 Y% Z7 e- S$ c; t" C& n) J) f e
7 ]5 h6 ]/ ^/ J& k" B
6 R. X5 t4 E, F X4 l' S, b* T% R: Y$ }: L' Q5 E+ g# |
7 ?, e2 P* S( i2 a6 D. RCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。 ! f2 e T' j& e" ~
; @ X: x1 x1 v! l5 T
9 x, {! T" X; P; _8 \8 Z% p
, {% g8 I' k3 ?9 l9 j! P+ O特色：9 s4 x% ~( T+ q, m' S
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真, }+ _6 g8 G! U+ O* L
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗( J9 e8 w% S. }. d; `2 Y
• 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2 L! o3 u6 ?: ]% }% N
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真3 [& m6 E/ F0 \7 l. b u& u
• 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。; A* |( y0 j% _& u% |: Z0 P1 g
线性执行器协同仿真
0 L9 D6 ^' n# I( z' _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。6 {) f, \4 p: N& Q
8 m, D$ o* M% a1 `
2 a' G5 d% D0 U3 S9 G% @% ~
- ]+ H( e" _' p% }* \" P3 n
6 {1 V& u5 t- q' A6 `: {) V
$ P5 u+ J( U( c( y) y1 \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。
' y G9 { q' K$ F8 i5 d- e+ \0 [
5 @" \4 E0 W2 _6 T! Y
4 T( q) b+ @( J4 K% u2 f3 J, ~◆详细、快速的半导体建模
4 E6 c) u; c; X) l8 e; G" j' O采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。+ [ O) X7 e5 S$ j- p4 D9 P* d- C; K
) o" a- ^2 [ @IGBT逆变器损耗的快速仿真: c+ ?, s0 n) I& y- V' r
7 F# O1 K3 H- f& Q7 _! F- E; k+ k/ s Z8 b& \4 i
" w2 b5 ]6 I ~6 f
1 M( T1 }( I# N* O6 U
& J- p; y \( C( ?半导体损耗快速预测模型
" @3 y8 n, r. S. Z" n ? ( M; K, ^# Q& A A) X
5 _0 V/ L$ [/ r- T
/ J, N. g! S4 i) @5 r& {. H
. Z6 O1 V& _7 O. c. Z s# @6 j( ~3 c+ Y/ L4 j7 _) V
MOSFET详细建模
! a+ u! E9 n5 F' ?Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。: F/ D9 ~+ g9 W0 ]7 ?* ]
0 _! D& y1 r" R2 i* u
' z+ u2 Y v7 U- N* U
9 ~. c" d) a3 l7 D 特色：. ^4 A q2 A, C" Z5 R. [* v7 z, v
•MOSFET非线性电容详细模型1 i+ W. Q+ Q, k- U
•IGBT拖尾电流模型/ b% _' }; I* y9 Y& j9 d ~5 |4 C
•二极管反向恢复模型
& `/ K# E1 k+ s" ?•以快速损耗预测模型实现快速仿真
8 L! k# k7 l. p( V, w•与热模型耦合1 h- y# w6 B+ t
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
/ s2 J2 g/ L9 G8 e2 R& j* U" {二极管反向恢复: f) Z5 D6 d: Y: `6 _
二极管反向恢复取决于最大正向电流以及关断期间的斜率。在随后各次仿真中增大电感，可提高关断电流的斜率，进而降低反向恢复电流。
+ a$ W5 U3 s3 a; m2 |) x) B3 h' ], I6 H4 J
$ J$ y, Z. t" t4 h$ R6 v! a1 P8 n5 Z$ ~ t- G5 K/ o; ~) z
|, F4 K; F9 R& o. ^4 J7 [
* q9 v8 b: O. Z. a. R. N总结：可以简便、快速地使用半导体详细模型或者损耗预测模型。
0 k& g& L9 l* D6 O
1 P& q; m1 u) M7 d( A, a/ A& c; c' L
7 b1 \: l B- f/ X! m+ N9 g4 P' E% V- a K+ a& g
◆散热片建模
, N3 P5 t0 H. n, F% D依据详细的散热片模型，对电力电子设计进行效率和发热估计。依据基本散热片模型或者Ansys的详细热模型，准确预测所做设计的热行为。
6 \" b, o5 f W# J/ P! w! B, I带散热片和隔热层的TO2206 h' q' O4 L$ p' d& W: ^! v
2 J: ]9 M3 B1 H w- |+ |
* @3 @4 v" J7 h7 i4 P. z" m, e/ v# @; d! t" d: K1 c
2 F( A2 h6 |& r+ E
~4 j# ~/ S; S' L' ]; Y# D
IGBT结温详细模型
8 R) B' U0 R4 c% Z3 T: @8 C8 h' B1 k1 ]/ ^
3 n5 O3 M9 Q1 J/ u
; }$ }3 V. Z5 o8 y" T. S. l特色：
8 ~9 ^: Y$ o Z6 ^" Y•散热片模型与半导体模型直接耦合
' \" f4 G# G8 W•预定义导热材料特性
" ^& p2 ^! X% d& A m•现成的散热片模型
* S3 @6 U% p5 x/ q/ a8 X•热模型可从Ansys直接导入Caspoc+ ^+ E+ z& T1 y/ H
热模型
# h) I" w, @$ S/ A. A E需要热模型来准确预测半导体损耗。半导体损耗依赖于结温，而结温又是半导体自身以及周边半导体功率损耗的函数。在Caspoc中，可以使用现成的散热片模型，也可以使用Ansys中的详细模型。
) q o# y8 t0 T; s/ r2 D0 O) t: G+ E5 O- T1 G: F6 {
% |5 y2 E- O) n0 x) W
9 h4 l: u$ G5 o* t# ]6 r0 u* ~8 g0 m( ^: h
$ j+ D3 B- V0 @# P7 H; Q- K6 F/ a' T
1 I* @1 x( r- ~3 ^: |
总结：既可使用预先定义的热模型，也可简便快速地定制热模型。
* C3 s; }. m! U0 K9 c0 n
9 u7 ^% z: J+ a
7 \) p% b; Y% ^4 N( v8 o- ]7 M9 a5 E, n1 L) O9 u" p
◆汽车动力管理# }; X. K/ x$ g2 y8 E# J
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。
! C, C' }0 m# m! j; G2 A5 W, D7 a, w( N9 ?+ L/ I4 v8 t
汽车动力管理（含负载突降）
9 Q" X: Q" b( F1 d
+ s0 O' H' t( Q3 Y* A L5 e) q5 s
0 z/ v2 ^4 K- `& F5 G9 d
" |, H6 J8 E, U% K. _6 q y# e- R& r" y* }: A+ ?4 }
$ C+ r4 b1 `* C, U# G$ ~IGBT火花塞点火控制
4 i0 H" _7 A, B, u. ~8 v* A8 Z5 d7 Y' N8 a# q: X
! a9 H7 ^8 H, g1 {1 w1 k
: I6 I# I9 R j7 n' a& m* A/ v9 y+ ]# ?. m# Y
特色：
; F9 @9 v" a! r9 S•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
* I6 }/ W1 B, S* S•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。% z2 r; } w# g$ z2 ^ B
•高压火花塞模型
; O; y+ b% x% @2 y2 [, d•双向直流电源的限流与电流效率模型
5 t! b) O0 D7 k ]( k•动力管理传动循环
# b# ]$ Z6 D: r双向直流变换器
, Q6 u2 Q4 h( L& Z% a3 P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 j) u1 e: O Q" ]1 I( Z6 t% ]+ c( b" m
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2 ?" X( ?1 H w2 k: V$ i
2 w+ k/ W' T0 X' [# d+ h1 @总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。3 I+ R9 Q& T; |+ a3 r: y- S; ]
. s9 E; Q% Z2 Q4 Z$ P7 v
7 a" }* o7 K& J
2 g1 O2 M: y/ C1 l
◆绿色可再生能源
% x9 ?8 X# c c( K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。
7 c- |1 W X1 P: K; O3 t$ y) j" p
$ K: D! N7 s5 X8 F4 e, W带逆变器的太阳能以及电网供电线路
7 u1 q' t; Z5 R6 k. } " D* T M' B# g, [: d3 _2 t
6 g6 d$ d; b0 U) F
2 T0 T/ \. p! q0 R
) E; |. g) O1 z# _3 D, I: \
/ h% Q# S/ L! S/ o' `风轮机模型* E/ \0 k( ^* q- S/ e
/ z, o* I( m! ], U4 V6 t0 ~+ q& e$ T4 @+ W& r8 O5 y. m
5 k2 v+ Y0 K) _' F3 U; Q% q
8 E/ ^. U3 W. @) m- a: D 双馈感应风力发电机" k3 ?9 a/ p) M3 F" G" \
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。/ s$ R$ k5 p3 D' |9 Z
) L2 U8 j. _4 m. H8 a4 ]! I- I: s: x5 B. I9 y
m+ F& q/ J& c: @: w 特色：
% N+ k; v6 X1 T4 A2 t( {1 A* x• 负载依赖性太阳能电池模型
6 [5 L0 h2 b/ M' f# M4 g• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
! I$ {2 w! a5 y. ?, Y( `• DFIG（双馈感应发电机）! ^# M! ^9 l4 l; D! }
• PMSG（永磁同步发电机）
: }' I3 o3 X6 Z \. n% D, @6 p• 行星齿轮、刚性轴- [5 i& [7 v6 g
• 风速特性) _: u" l2 O" E) | q v' M3 |
• 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
% K; X# J' G6 W燃料电池
2 d3 x; l! I# k% i9 `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。
* P- ~( k3 z1 s* Y5 i! A- y+ }+ f! t
1 T3 r& U& U9 L2 m
6 R( A1 K" ]) F$ V& F: D; J- d7 ]8 P( z1 \
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。/ N9 K. L! ~" S& L& q9 K2 N
4 i8 x |: V, z" H- @( J& x" s$ g8 X
如您感兴趣欢迎联系 MISS邵 68221702-615 15810593370 |
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狗仔卡
发表于 2010-5-5 11:20:53
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