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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" l; n+ E) x8 i4 ~6 O; F* ^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。
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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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◆运动控制与变速驱动装置
. F  Z- Q$ p" q( @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。
3 {  e. N' i  `' f$ R- z; @) d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。
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。
2 s2 C& L5 m  V' k% X3 u•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。
& L- K( \6 z. {. t1 `- s8 N•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。
4 L: N/ x1 L! h: G•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。
电机：
# v/ S$ s  C+ i•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
•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
" L) x% O/ X9 p* S$ _0 o•开关磁阻电机
7 }% [% e9 g( f& z; L' E% W•同步磁阻电机
•步进马达
•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
•恒扭矩、恒功率与常规机械负载
0 I0 Q& n$ J! y•速度、扭矩和功率传感器

# n& T0 a! g7 n/ Q' \( S, C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
) ~- }6 M- z( ?" o+ A- t4 J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





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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; F( R8 B! N; y& W5 S/ b& U特色：
( n' u" Y$ z2 P/ @$ a2 u  K% a• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
3 b% U- X; }2 k6 m% c• 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
( c# L0 V  [" e9 W, m- U+ j• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
$ p; Z1 K. t# k: Q+ F* }8 [; |4 s• 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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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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! \( l7 |3 R& k! n◆详细、快速的半导体建模
6 f$ s3 k2 y! b# z- I采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

IGBT逆变器损耗的快速仿真
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. r" k# ^% y3 }3 e; v半导体损耗快速预测模型


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MOSFET详细建模
Caspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。



特色：
•MOSFET非线性电容详细模型
' ^0 n( [& C  E3 ?9 p, ?# s•IGBT拖尾电流模型
•二极管反向恢复模型
$ N: F; ?2 }: P) f+ x0 r6 L•以快速损耗预测模型实现快速仿真
1 B: K. a8 i4 Z6 F•与热模型耦合
$ W) ?+ c1 e) K, ?7 O•包含电路中的导线寄生电感和母线电容
二极管反向恢复
1 R7 _) ]- @( z9 p" n7 E: d  n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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0 j% X; t: a# R* w% _% q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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◆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。
. b1 o3 R" r8 Q0 Y带散热片和隔热层的TO220
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9 }! c( p0 _/ [6 o* L% L; AIGBT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
3 r7 [0 h8 h9 H: y( Z5 H$ B/ z# Z•现成的散热片模型
* K0 `% X( A- ~- _) \•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
) r; I" E! W1 O$ r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。
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◆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。

* X( N' O6 p# [' {; l: D汽车动力管理（含负载突降）



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' x, b1 H' y, s" g2 N( QIGBT火花塞点火控制
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特色：
•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
1 P$ a7 [  D& m% _7 E2 A•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
6 |$ y" ~9 z) t: G/ [•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
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  x5 x1 F* U! k1 e  }. r+ q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
+ }4 [* F/ [! O! }' U  l2 W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。

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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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：
• 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
( l; V- o( y2 O- o% ?" ?- n• DFIG（双馈感应发电机）
• PMSG（永磁同步发电机）
• 行星齿轮、刚性轴
% P5 Z: g! B$ H* {6 M& w• 风速特性
8 D$ W& d7 a! ^: q) h' M7 f• 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。
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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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4 M1 n1 p1 x1 g/ G0 w) j  L如您感兴趣欢迎联系 MISS邵   68221702-615  15810593370