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。
　
; I% M1 X; A# B% {5 z& H1 O  Y- c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
- H) k/ u  D; M$ p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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: O' V. H  n( n" a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 v% Q7 O$ T1 L; p2 _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。
5 Q0 z. U+ F3 l/ L•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。
5 H0 Y( q- W7 Z5 G: x2 P8 e•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。
. r  ~4 R3 I: {' |. j) K. R( f' N1 J•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。
+ k% Q# Z& `1 O$ r9 G电机：
•永磁同步电机
% n" o* H8 i( J0 v  ^% Z•感应电机（鼠笼式、线绕转子、单相）
  U) |/ X7 J1 A•同步电机与发电机，永磁及外励磁
: H5 D5 a$ L0 N; @•永磁直流电机
  U5 f! [! v" c2 `7 X  P•无刷直流电机
•串励及复励直流电机
, M* d/ P4 d6 D$ u6 n/ Y•开关磁阻电机
  t7 r! ^6 O% _5 x% I4 L6 }•同步磁阻电机
9 a; W% v- F# E+ ~% u5 L' V, r•步进马达
•车载发电机（直流及三相）
机械部件：
7 |- O6 n/ w- e8 i! @: n) B•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
/ j8 R( P. `  e0 L4 d•速度、扭矩和功率传感器
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3 [  t2 G. k9 o7 s. ~, E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
+ A; k" ]; n7 N4 H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。

, B7 D3 d; T- t' k0 f( RAnsys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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4 Q& j1 t# s4 G4 ^; a. g6 t" {

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Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。



+ S0 w$ z+ D" u' _" o7 w特色：
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真
9 Q1 k) |$ @, s  ^- X( `3 Y" ]• 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
: \  M. o2 M# Y$ g$ B( U* b$ X- V1 r" h• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
% K' S1 p% V% u3 c2 F• 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/ Q8 M1 x# j# P: h线性执行器协同仿真
" g+ e# {6 n- x5 @* g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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& i9 Y6 x" I6 [6 _  C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。



◆详细、快速的半导体建模
) L% b, L5 e9 q0 Y7 X采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”，优化电力电子设计。

% P7 Q! R  ]% l" J/ }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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, v  }8 D/ B5 _" Z- S1 q# H! N
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. m, T1 I( c5 J! W2 jMOSFET详细建模
* _8 ^) A4 n' |2 S9 wCaspoc中的MOSFET详细建模，其中显示了上升与下降波形。

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5 P) O' |5 ^* J+ S, t5 |' h
7 p2 |/ E2 m4 W9 j3 n* ] 特色：
) P) R/ B, W* W•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
  P* p9 ~2 e% a5 o* j, U•以快速损耗预测模型实现快速仿真
•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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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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* X' H  z/ S& t" T( l◆散热片建模
! X, P$ @' B: I0 E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。
' C) s) O: l: }8 B' }带散热片和隔热层的TO220
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; @6 }! x: S+ v: N2 U

1 Z: w! G8 }' M5 y& B1 G+ q6 _3 V+ J. z
' G4 r5 S6 Z) L4 Y5 q$ vIGBT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
  A) h& P" O0 T7 ?•现成的散热片模型
, w3 o* q6 ^6 s•热模型可从Ansys直接导入Caspoc
) o! a3 ~- c7 E1 }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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/ `- x% K, K* ^7 z+ D5 z0 E
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8 j- \9 C/ V9 \$ {% I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。

9 ?! G2 S. H- }/ k* A汽车动力管理（含负载突降）


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IGBT火花塞点火控制
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+ ]) P' R) z& Y! y$ f3 V- n$ c

特色：
2 x$ R: C# V1 {9 v, L1 C- u1 Y) Z, l, t% K•发电机详细模型，包括六脉冲整流器和控制器
, n: S5 P' h0 P4 N' }* g6 T•蓄电池荷电状态（SOC）及充放电阻抗模型。
•高压火花塞模型
; ?+ J: ?, L& f$ {- E; c•双向直流电源的限流与电流效率模型
% B) A# m7 d  g& _9 @5 f$ p•动力管理传动循环
! B, W9 b% E" E9 |双向直流变换器
: G6 p# ?* G( r' p: }" u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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9 s* m  g% Q  T/ A: m' M  v6 `总结：简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。
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' A0 X3 G: [" q) v" c2 {  j) j) d◆绿色可再生能源
6 b; Z" x: k: V- l0 Z; f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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+ J2 f( K: H+ Y7 c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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( f7 ^" o/ F* p2 p5 n5 d3 m' a 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。

! P; I3 e7 M, o. @, g3 i5 U6 x; ]) \
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0 ], G, g( n( j  特色：
  w, g* g$ ^, G• 负载依赖性太阳能电池模型
- K2 v' e* \' `- Y• 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
• 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。

* q% K+ v1 J3 j
- a" N) g/ _3 O& @, n: {5 P
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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。

如您感兴趣欢迎联系 MISS邵   68221702-615  15810593370