分享一款好用的电力电子及电机控制模拟软件

我爱番茄

电力电子及电气驱动仿真
! ~8 L/ n! S' b/ J8 T
' L( }- D% B. Z' h3 F1 D
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。
　
& Q# M+ ?1 w# x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。

3 W: i% Z5 R; _0 i2 S' ^2 p
◆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。
" M% y/ O: R7 L# ^; z: q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。


* ~6 i- y! Z. _8 _4 E$ d* i
& V& z/ g! k8 d+ o+ v: W9 t$ l! q

# R; @, l: K. e  }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。
" B5 K7 w2 a/ M( X8 F, O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。
) w' h2 J' d+ S7 U* ]- B


, X' w/ e3 s) n" ~( A; B5 z( u 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。
•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。
! I9 x( i& r4 ^) I% X+ {电机：
( k' G$ E6 h" d) A; B, [9 J•永磁同步电机
8 X. O" w5 J; o- p( y) P4 ?•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
- B0 j3 G" ]7 G: O# T' v$ y•永磁直流电机
•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
•开关磁阻电机
, t& A+ Q% f1 Y* }2 L' v•同步磁阻电机
•步进马达
, S" [; y. v3 ^. |4 I3 ^9 G•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
& x  O9 X8 z% f7 A•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
% e1 ]* f, `9 p•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。



◆数据交换与FEM协同仿真
' U0 e! D/ f! K; a# w6 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
; d5 J9 q) D* q) t! a# L

+ P2 l( Y/ u# M8 H# W
/ C' l3 z; {$ U( ^8 P+ a
0 H- D: E$ j9 f: m
# L+ Y! X! f/ i  Z; E+ u9 PSmartFem中的永磁同步电机
4 q8 C; b- [3 \) l2 {# \. L. Z4 J

, H: M% q5 W1 g
& Z; }. b5 n- j

4 Z* Y$ {6 \' @8 X1 r( {
( w' u: L9 _* z7 }( G9 q" o% W% gCaspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。

) v" T5 ~$ X7 k+ E$ A9 b2 B. R

/ e; o/ _& [# E% [7 F3 N1 c* s特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
; \* I1 ?) n9 I- P- l# ]* x, g• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
/ v. U- C3 V6 b• 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
, q. E! m4 h  u3 H, B• 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。
7 p- m6 o6 x8 E7 F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。



7 I* z5 ~4 d' r( m* `( E+ k

/ A! C# @2 ?- s" 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。


3 L4 ^4 t  H3 h/ G& K9 |
◆详细、快速的半导体建模
2 W) Y5 p6 A! q9 \2 {( E0 G/ O采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。
* n: r1 O5 P  U% D8 _5 E9 Y2 ~
$ V& Z* i) k4 {; Z; a; W- D( s, `IGBT逆变器损耗的快速仿真
( ?% f, ~4 ~: h" f1 k



* e; Y8 c: V+ u1 m2 j+ {- L4 P
* a2 E8 e/ u5 y' f; X' q. j% }  ?半导体损耗快速预测模型
- X0 H* @3 M& Y! [  C

- X* F. f8 m! y# W" v. {2 k: |
& D+ g5 {2 B! i9 c+ U3 S6 J4 e$ X: F

, O0 R$ y2 V( ?MOSFET详细建模
# V. a$ O& f: L+ cCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

  A4 N) T. ^+ Z
0 }  T( @& n3 r' X# f, R
8 G4 N$ g/ l( h% J6 A/ P% N 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
- X4 p* i7 f, u+ W& \0 D3 Q* z•与热模型耦合
. u) ~+ h( u7 {. O$ t•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
; R) p1 s$ n- H# Y, I二极管反向恢复
& l5 ~6 R2 w7 b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。
2 H' [' d" C+ ?  a' \8 d
2 {. \; {1 Q3 m' V) t

# s2 d& H# s  f( w

! `$ C4 D0 y4 x5 b0 J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。


" i/ v, J# _, @6 t
$ c* q1 {, m  ]+ T◆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

9 Z" l1 D8 s- {& ]: U  F
+ ~/ V' \% J' h; B, k3 K) ?

- w4 g% _8 N! S0 t( {; |
IGBT结温详细模型



特色：
•散热片模型与半导体模型直接耦合
% A+ y( E9 z0 B•预定义导热材料特性
•现成的散热片模型
% f5 o& p7 G6 }( j9 ~0 p( @; t( u) T•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。



& A" L  l4 n& T
6 [' U3 D' l- U
% d7 h! {. L/ S
2 B& i, _/ g8 x: u& `$ {% A
  Q! q1 g0 X. L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。
* h. {  [) {3 d
% c( l# F5 _' R, ?( |5 H- q# X+ E
+ T0 @: P2 n8 N* M& m! U8 y
8 }) W+ H. h% l) z6 o8 X- V◆汽车动力管理
3 l+ ]- l5 ^' V; f1 _, j  s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. {* m/ D' l! ~0 U& N- t8 ]5 y
1 e$ F, M( q1 C: {汽车动力管理（含负载突降）





/ c; i8 y4 e) x' xIGBT火花塞点火控制

4 _: g- L9 {! P' s8 }; ~
/ J5 B6 S* ?$ G

1 N5 u$ l- Y7 U7 Z特色：
" x+ ^% g: m. j•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。
•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
& @! ?" u. l8 Z3 a1 J5 y* \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。





& e  R2 h! _# v总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。


8 x' s# q* `/ L5 Q' M
◆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。
9 N: S$ ~  m- |; l( e# o
; U' w9 k. F) t; i+ V; _. F带逆变器的太阳能以及电网供电线路
' a7 y  J: s: J) b


3 v9 z% M4 ], B; X- x, ]* q( C, F
/ I) l( q7 t! }$ B# I6 C) e" T
风轮机模型
3 p# f, J( Q0 K6 A) ^

* H# u5 G8 k$ G  `  Q
4 w$ c% P% s/ s2 ]7 Q
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。
6 L/ k: p- g, o( I0 L( H

6 w' @1 b/ [" W% m  ?
  特色：
• 负载依赖性太阳能电池模型
9 T6 k! }, f  L• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性
( e0 c9 C* i: i* b• DFIG（双馈感应发电机）
• PMSG（永磁同步发电机）
; [9 ]6 P2 ]$ u8 V5 u• 行星齿轮、刚性轴
& k) \6 I& b( j: N4 K% L3 l: j7 i• 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。



' `  w# E* e- e. j3 |
& a" b% a; O& s8 r& `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。

9 ]' I9 n) m7 n" T, j如您感兴趣欢迎联系 MISS邵   68221702-615  15810593370