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新能源电力电子及电气驱动模拟软件

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发表于 2010-5-5 11:49:29 | 显示全部楼层 |阅读模式

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电力电子及电气驱动仿真 1 d5 @5 y& I5 m' w4 B+ W" c
. E  z/ D! z$ k# W* F9 a
! v& q8 |8 V; S3 _0 e
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。
* W. ?9 d: c( l8 ?  O 6 |( C1 x* U2 |# H2 m0 p
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。( b0 N3 O. x. [& y; ~, I- L
 ( ~: @% b% U( S0 z# N
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。
" l7 j, s7 H  l4 G/ K8 r3 _ ( ^  H+ }7 A1 |2 s

7 f1 N4 X- z! V2 c# j◆运动控制与变速驱动装置
  h5 N% {# F* x7 ]4 S4 E1 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。+ W" S! h0 O1 a% _' P8 R% R
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。% S/ n' T( @* O) p# k0 y  c* @

8 `! `# Q& P5 N# s
* E. A: ?7 j& q, j6 |2 f6 R( B' o1 [) y5 m4 T! D2 s9 v
/ J+ O/ K% c2 b4 B% l) X2 R
; c6 y# v! `4 f7 y% Z- u
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。
# t5 V7 L: g/ ?3 g9 `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。+ v8 T' Q( x7 o! w( H0 X
! S( I! s1 A' N9 c: O

/ Y7 h/ m% ~/ O6 v+ l7 W# q/ c  K* Q1 J, Z! r! h  n  j7 L
特色:
( o0 J4 {# e- U( [' }5 L& q•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。3 f5 X4 ~% O+ z9 Q. k8 ]+ _
•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。
' q; J: M" u) o9 o2 g1 T•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。
# J4 M9 D5 X; s% @2 m•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。
# L& M( \$ G4 @, g$ w1 g# I电机:* ^8 c# A3 _: t0 t
•永磁同步电机
( ?; \- e/ }, ^# u- g•感应电机(鼠笼式、线绕转子、单相)3 ?5 a- p* I8 E4 J) O5 x7 e
•同步电机与发电机,永磁及外励磁- Y* T: A$ g8 A8 X. x
•永磁直流电机, Z  j  N& |* L7 ~2 ~
•无刷直流电机
( i1 h2 `) _6 ~. }  {  V# f( [•串励及复励直流电机, \3 `# E& y; X- O" ?
•开关磁阻电机- ~9 j3 c/ j, w: U  ^# i
•同步磁阻电机
9 R/ p" k* i: |6 J1 a•步进马达7 u$ X2 e  X7 o' q
•车载发电机(直流及三相)
* h& f$ b8 x- [0 L: Q机械部件:% f2 G  ~; l' K  T7 x9 c
•轴、质体、弹簧、轴承、齿轮箱、差动齿轮、行星齿轮
, U4 W- l. ?; Y3 Q6 O•恒扭矩、恒功率与常规机械负载$ J! x& D+ |+ S4 U# r! m( ~' L
•速度、扭矩和功率传感器
( x: X, F" ]7 |- K6 {' V; Q4 ]% K7 h# A5 V/ @; g
总结:任何类型的电机均可简便、快速地建模。. v9 f: u( {: w$ G- s5 \' |$ J
/ J: H  U, l' M; J

8 K, f3 p: X, |+ K7 k2 d
: u' ?) Z% }2 Z% {% E+ I5 `◆数据交换与FEM协同仿真6 {) b- Q: T; z6 m' x
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。
5 b- s( b$ {7 E! F( ~# ~- D% d
) l# {% G; @1 e! CAnsys中的开关磁阻电机
7 p$ N; m5 h8 |5 y6 a) b6 g/ ?4 v
1 w$ s' j6 s' F1 ^3 P4 L2 R1 x* M: p+ m" }
$ L' t2 ]  l9 n1 m) W/ Y2 H/ b

- B3 K* D, o" }/ b2 x6 |: b: o) R' V# W6 t9 G
SmartFem中的永磁同步电机8 k4 o( }+ o- A. [  ]7 F& _0 p
! A! d& X" O/ b

4 y9 f$ R* R. t' R' e* j8 b7 Z# W6 d2 T
  @9 B2 K) n& ~  D7 J* Y/ \
4 T* c6 o$ Y8 O# H" E
2 y1 Q8 ^' N4 t) d9 x' Q$ F1 s
Caspoc驱动仿真中机器数据与机器模型的耦合。
, |6 u$ \  Q" _: z- p8 I
' a, a  w8 O1 x8 I
3 e0 Y. d- n/ a6 v1 I+ I6 ?/ ~! e
7 z" |( }, B/ C( m( I' }特色:  E% X/ ~7 D; M1 Z# w
• 真正实现复杂电机与线性执行器的协同仿真9 @* K6 t; `* e3 N* f0 G2 o8 p
• 协同仿真中包括涡流和涡流损耗
+ e$ s" h- u* z+ `• 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( J% U' ]* \$ Q9 p
• 静态参数、查找表和暂态协同仿真
9 X; S5 H3 P; C6 O2 b• 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。/ l' g/ M" k7 A0 p& k
线性执行器协同仿真
" V3 O& A( ?+ j* z, Y" Z7 A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。
1 ^  _+ c$ Y5 p1 e
: J4 z4 Q, t/ W7 j2 p( W7 q( L! d' u0 X. F- p
) f& t; t) }8 y7 m# o8 {

0 A2 [1 h% D2 v5 n2 F. V
+ O7 n+ y3 `4 Y& B" k$ @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。: U0 Z- g8 f$ k2 e$ i6 Y7 m8 L

/ m& |5 X3 N& ~/ D, G2 D! N
& D1 g  x8 C5 k) P# j5 L, R$ C. ^0 [" u% P( n4 H
◆详细、快速的半导体建模' g- C) p6 [& c% I, o
采用Caspoc“功率损耗快速预测模型”,优化电力电子设计。5 ~1 d9 W+ l1 a# b

: V# N4 _. s4 [IGBT逆变器损耗的快速仿真
( v% t# Y6 _4 z! z6 r* w
- P' F( R, b+ g8 R3 b4 `5 l) B& M
5 n) V4 Z$ `3 e
+ S  ?+ x$ K* }
9 N: {) J: |# L; Y) |
/ }. l0 c/ D( G( g半导体损耗快速预测模型
6 W8 P% `: f; j. W9 l) ~ ; ^+ L: e) \) N8 _, o) x0 m+ ?+ N
9 P7 u. K: Q. t  V8 b
9 Z" z% m9 |0 q7 t$ n% G

7 q/ C! W) q. W; o1 {0 n0 @; \5 V7 ^) H
MOSFET详细建模9 ~) ~& h3 [  }- j2 p- m6 L" M7 T
Caspoc中的MOSFET详细建模,其中显示了上升与下降波形。  X# [- F8 J9 K1 v3 g
- j+ [8 C6 T. L8 @1 x# l

. e7 |; ~: {) Z/ L- i" o2 _$ w6 g5 U5 B) F* @" }4 ?
特色:7 j( e  I. `: x* _+ L4 p( P! ~* J
•MOSFET非线性电容详细模型, d9 r. Q: v1 O: G$ T7 g0 h% B8 n3 }
•IGBT拖尾电流模型
  e6 a9 b6 X; D6 h0 K•二极管反向恢复模型
5 ]! d1 ~+ {0 t# X# K! F, I! J4 z•以快速损耗预测模型实现快速仿真
! L4 ~$ |5 r( {, I•与热模型耦合' s! O! W7 I* G
•包含电路中的导线寄生电感和母线电容9 \1 f3 S  l5 k) c6 d3 [
二极管反向恢复( C7 ~$ _4 t$ z% A
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。
! o/ Q3 Z- f; V2 ^" ^$ j8 j& H4 R8 t3 H* c+ y5 m4 ^# B# I( G% n

- t! Q- u8 @& j4 N1 w
% S  s7 F7 b" r# V* F: \5 |) h
6 a& q0 T2 ]$ ^- C3 m% X* ~
* a' r2 A( x3 m; h3 c9 t. K; \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 D6 H1 J# f; H0 Q& J
, z6 V2 s) j8 R- ^# G8 J# v% ?
6 s% N4 j9 B4 F4 j; O. A8 x% y% ]! q! M( E% R6 I
◆散热片建模
" O6 y4 P: \* A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。
+ |: H& e  W/ [( C带散热片和隔热层的TO220! M- O/ w% B" y( B0 w) {/ {

# g: ~. h5 D6 B/ v* w" L4 Q% N
$ [2 ?# C, Y% S4 N  V- U6 k- O0 P+ _. N% E% b. f2 {' G8 |

8 b8 i7 N7 a1 t) w$ f0 G5 v" A* y" V1 B9 M* B- N0 U
IGBT结温详细模型$ t6 F4 h; l: x' B1 q
$ C! C2 d6 k6 X* a- G+ E

# E1 _$ z, g( M0 u' v: V' h
5 X8 l9 A# j5 ]* V特色:9 z0 G1 l; M4 [7 x' C  S9 F
•散热片模型与半导体模型直接耦合% c7 A% _2 f* ?2 n
•预定义导热材料特性0 \* h8 d! I# l5 U$ i
•现成的散热片模型# Z; ^& g8 d2 z
•热模型可从Ansys直接导入Caspoc% @4 S, l. `; S' `3 o; M
热模型
7 ?4 x* S3 L5 |( _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。% {6 \3 Y: x$ v6 Y. j5 s8 \

2 T/ A- t8 O! q/ Q; M  j5 a  h& f$ h1 k4 P( h

: _7 ?" [% |% b  S
9 w% I5 X5 D7 r: ~9 [9 f' D
, e; k- b6 }% j* P
3 w3 x3 B' I3 L3 a+ @/ {
: ?7 a% V& J- l" W9 t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。
6 Q; l; y0 M- a9 g
3 u* C8 F" t. R) E0 A" ^
5 P0 B; u- P- H2 H/ {
; f7 J; r0 N& l2 O* e◆汽车动力管理
% N, f. Y! _# @: n' G, g* H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。$ A* l+ F# H" U8 z( j

# N9 [) ?, z/ ?& W汽车动力管理(含负载突降)% V; r# z$ I# Z4 Q3 J

. N4 t5 U. y3 u+ j" W2 ~, P9 B# j
) U9 T) l6 s" y6 ^% D! G. l
/ s, l: n" r' C, W1 n
1 v) k3 A* Q8 I$ A0 P
. N+ j# U5 L8 v, C. v8 i; C% aIGBT火花塞点火控制
/ N+ |' G7 _/ ~/ u% D
! H0 p4 t- \' H7 c2 N$ C5 n) B2 z# ~' V+ f
1 ]0 s: Q* c$ g

- d9 _5 d, J7 d特色:' ?/ }7 w- r. U" J0 S; O, d
•发电机详细模型,包括六脉冲整流器和控制器
6 a1 ]6 z" }8 _: d1 n. ]•蓄电池荷电状态(SOC)及充放电阻抗模型。& \' `; A% A3 m2 T2 t+ X
•高压火花塞模型  Y# I+ X( W$ y6 j& h! w7 \6 f+ Q
•双向直流电源的限流与电流效率模型
. q9 C$ b- Y" {; T! y9 I•动力管理传动循环
* h  w) j( K- U7 l& g' u双向直流变换器/ {& T. l; n2 d; t/ H# _
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。
) @  p8 ?3 ?* t: y; e * X' c# \, t9 r) o% j

9 e! @$ Z2 R+ |" m' R; g! R+ a) w- G$ h
- y! ]2 N7 V/ w3 Z; w. A; m
9 ?+ J# J  L# C# X- F
总结:简便、快速的汽车动力管理和发动机管理。/ K/ E" F% g6 b+ G
5 q7 B1 M& r0 W5 v- r# C+ e5 P/ t

9 k+ d& S2 q& P$ a- {; g+ f$ \! B4 \- E. p# K
◆绿色可再生能源' r# D/ N& E, K: z- a
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。% ^4 i- }4 Y- I* u. r2 q1 N, m

$ \: @. S, c/ S$ B+ I6 J带逆变器的太阳能以及电网供电线路# C6 B2 [( l9 m) B2 `5 U( N
1 B( \! ]% r; W* Y; P) |( r# n

$ U5 b* J/ j0 u4 ^0 H3 n9 t
, N5 c! d# A/ R, C1 m$ ]& z& H* O7 J

( a7 m$ }  h( z; @4 ~0 M风轮机模型0 e0 k0 i6 ~$ T6 @1 w
$ M3 q; s5 ~+ h- c% m
* T. i9 j- g7 \) C
+ d7 _" _( ?4 Q' `1 _. V
  y! f9 U$ v/ J# O9 Z) `
双馈感应风力发电机8 N6 v1 e, }) Q( ~+ Z2 J( J8 K
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 a4 p( a8 O& m( q- d: E6 o- S$ v* ?" S4 A. T
' N5 O& [2 L9 z% D  V

  M/ x, q0 h. l# \! p  特色:! d6 [! k6 M4 d
• 负载依赖性太阳能电池模型
* x; @8 J0 ~4 l7 A8 V, A0 \5 H% {6 p• 风轮机模型具备变桨距控制和风速特性# _! l& h9 Q- i
• DFIG(双馈感应发电机)
- z9 H  s9 b* P/ s- L! ~6 |• PMSG(永磁同步发电机)
: V! ?$ R5 j, Z" |• 行星齿轮、刚性轴
7 Q+ c2 Q/ {2 A• 风速特性* F6 J: t' x5 a5 k
• 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0 J9 W8 J* m3 [) h) M+ I
燃料电池0 c7 A! C4 C6 ~  A/ Q- K
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。
) X! h# }* ~. Q3 |
( f/ z, O- p9 {. |5 }& d2 Y* [1 U8 M

" }( ?, W: L# f7 G4 O) S
6 K5 M7 M2 x9 T3 ^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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发表于 2010-5-25 14:23:58 | 显示全部楼层
不错的东西啊!
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发表于 2010-6-10 13:29:13 | 显示全部楼层
到哪里可以免费下载啊
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  • TA的每日心情
    开心
    2021-3-6 10:37
  • 签到天数: 356 天

    连续签到: 1 天

    [LV.8]以坛为家I

    累计签到:356 天
    连续签到:1 天
    发表于 2010-6-23 09:11:45 | 显示全部楼层
    還是用 ATP/EMTP 好2 I4 P. V  P" l! h
    不花銀子
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