PSIM使用说明

PSIM使用说明 PSIM 6.0用户指南Powersim Inc.目录1 基本信息 7 1.1 介绍 7 1.2 电路结构 7 1.3 软硬件需要 8 1.4 安装程序 8 1.5 仿真电路 9 1.6 元器件参数 说明书 房屋状态说明书下载罗氏说明书下载焊机说明书下载罗氏说明书下载GGD说明书下载 和格式 92 电力电路的组成 11 2.1 电阻器,电感器,电容器 支路 11 2.1.1 电阻器，电感器，和电容器 11 2.1.2 可变电阻器 11 2.1.3 饱和电感 12 2.1.4 非线性元件 13 2.2 开关 14 2.2.1 二极管，双向二极管和齐纳二极管 15 2.2.2 晶闸管和三端双向可控硅开关元件 16 2.2.3 GTO，晶体管，双向开关 17 2.2.4 线性开关 18 2.2.5 开关驱动模块 19 2.2.6 单相开关模块 21 2.2.7 三相开关模块 22 2.3 耦合电感 24 2.4 变压器 25 2.4.1 理想变压器 25 2.4.2 单相变压器 25 2.4.3 三相变压器 27 2.5 其他器件 28 2.5.1 运算放大器 28 2.5.2 dv/dt 模块 29 2.6 电动机驱动模块 29 2.6.1 电机 29 2.6.1.1 直流电机 29 2.6.1.2 感应电动机 32 2.6.1.3 饱和感应电机 35 2.6.1.4 无刷直流电机 36 2.6.1.5 外激发的同步电机 40 2.6.1.6 永磁同步电机 42 2.6.1.7 开关磁阻电机 44 2 2.6.2 机械负载 46 2.6.2.1 恒定转矩负载 46 2.6.2.2 恒定功率负载 47 2.6.2.3 恒定转速的负载 48 2.6.2.4 普通负载 48 2.6.3 传动箱 49 2.6.4 机电接口模 5 速度/转矩传感器 513 控制电路部分 53 3.1 传递函数模块 53 3.1.1 比块 49 2.6. 例控制器 54 3.1.2 积分器 54 3.1.3 微分器 55 3.1.4 比例积分控制器 56 3.1.5 内置式滤波器模块 56 3.2 计算函数模块 57 3.2.1 加法器 57 3.2.2 乘法器和除法器 58 3.2.3 开方器 59 3.2.4 指数/幂级数/对数模块 59 3.2.5 均方根模块 59 3.2.6 绝对值模块和符号模块 60 3.2.7 三角函数模块 60 3.2.8 快速傅立叶变换模块 61 3.3 其他 62 3.3.2 限幅器 62 3.3.3 斜率(dv/dt)限制器 62 3.3.4 功能模块 62 3.3.1 比较器 查表器 63 3.3.5 梯形波模块和方波模块 64 3.3.6 取样/保持模块 65 3.3.7 缩减模块 66 3.3.8 延时模块 66 3.3.9 多路选择器 67 3.3.10 总谐波失真模块THD 68 3.4 逻辑元器件 69 3.4.1 逻辑门 69 3.4.2 RS 触发器 70 3.4.3 JK 触发器 71 3.4.4 D 触发器 71 3.4.5 单稳态多频振荡器 71 3.4.6 脉冲宽度计算器 72 3 3.4.7 A/D 和 D/A 转换器 72 3.5 数字控制模块 73 3.5.1 零阶保持模块 73 3.5.2 z 域转换函数模块 74 3.5.2.1 积分器 75 3.5.2.2 微分器 76 3.5.2.3 数字滤波器 77 3.5.3 单位时间延时器 79 3.5.4 量化元件 80 3.5.5 循环缓冲器 81 3.5.6 叉乘模块 82 3.5.7 存储读取元件 82 3.5.8 数组 83 3.5.9 堆栈器 83 3.5.10 多速取样系统 84 3.6 SimCoupler 模块 84 3.6.1 PSIM 和 Simulink 的配置 85 3.6.2 在 Simulink 中选择解决类型和仿真步长 874 其它部件 90 4.1 参数目录 90 4.2 电源 90 4.2.1 时间 90 4.2.2 直流源 91 4.2.3 正弦电源 91 4.2.4 方波电源 92 4.2.5 三角波电源 93 4.2.6 阶跃电源 94 4.2.7 分段线性电源 95 4.2.8 随机电源 96 4.2.9 数学功能电源 96 4.2.10 电压/电流控制源 97 4.2.11 非线性电压控制源 98 4.3 电压/电流传感器 99 4.4 探头和仪表 99 4.5 开关控制器 101 4.5.1 通断控制器 101 4.5.2 α控制器 102 4.5.3 PWM 查表控制器 103 4.6 功能块 105 4.6.1 控制电路,功率电路界面模块 105 4.6.2 ABC-DQO 转换功能块 106 4.6.3 数学功能块 107 4 4.6.4 外置 DLL 功能块 1085 分析说明书 111 5.1 瞬时分析 111 5.2 交流分析 111 5.3 参数扫描器 1146 电路原理图的设计 116 6.1 创建一个电路 117 6.2 编辑电路 117 6.3 子电路 118 6.3.1 创建子电路—在主电路中 119 6.3.2 创建子电路—在子电路中 119 6.3.3 连接子电路—在主电路中 120 6.3.4 子电路的其他特性 120 6.3.4.1 从主电路到子电路的变量 121 6.3.4.2 定制子电路图形 121 6.3.4.3 PSIM 中元件库中所包含的子电路 123 6.4 其他功能 123 6.4.1 运行仿真 123 6.4.2 产生和查看 Netlist 文件 123 6.4.3 定义运行 时间展示 123 6.4.4 设置 124 6.4.5 打印电路原理图 124 6.5 编辑 PSIM 数据库 1247 波形处理 125 7.1 文件目录 125 7.2 编辑目录 126 7.3 轴目录 126 7.4 屏幕目录 127 7.5 视图目录 128 7.6 选择目录 129 7.7 标签目录 130 7.8 输出数据 1308 错误/警告信息和其它仿真问题 131 8.1 仿真问题 131 8.1.1 时间步长的选择 131 8.1.2 逻辑电路的传播延迟 131 5 8.1.3 功率电路和控制回路的界面 131 8.1.4 FFT 分析 1328.2 错误/警告信息 1328.3 调试 133 6 1 基本信息1.1 介绍 PSIM 是专门为电力电子和电动机控制设计的一款仿真软件。它可以快速的仿真和便利地与用户接触， 为电力电子，分析和数字控制和电动机驱动系统研究提供了强大的仿真环境。 这本手册包含了 PSIM?1 和它的 3 个其它模型:电动机驱动模型，数字控制模型和联结模型。电动机驱动模型已经在机器模型和为驱动系统研究的机械装备模型里建立起来了。 数字控制模型为数字控制分析提供了离散的元素， 例如:零状态监控，z-domain 转换功能 blocks量子化 blocks，数字滤波器。联结模型为共同仿真在 PSIM 和 Matlab/Simulink?之间提供了 2相互接触。 PSIM 仿真软件包 PSIM 仿真器，波形形成过程项目 括 3 个方面:电路示意性的程序 PSIM， SIMVIEW。仿真环境图解如下: 这本手册的第一章描述了电路结构，软、硬件需要，参数规格形式。第二章到第四章描述电力和控制电路成分。 第五章描述了瞬时分析和交流分析的说明书。第六和第七章讨论PSIM 示意性项目和 SIMVIEW 的用法。最后，错误和警告信息在第八章讨论。 ?PSIM 和 SIMVIEW 是 Powersim 公 Simlink 是 Mathwork 公司的注册商标 21.2 司的著作权，2001-2003 1 ?Matlab 和 电路结构 一个电路在 PSIM 里表现为 4 个部分:电力电路，控制电路，传感器和开关控制器。以下图标展示了这些部分之间的关系: 7 电力电路包括转换装置，谐振分支，变压器，联结感应器。控制电路表现在图表里。S域和 z 域里的元器件和逻辑元器件(例如:逻辑门和 flip flop)和非线性元器件(例如:乘法器和除法器)被用于控制电路。传感器测量电力电路电压和电流并把数值传到控制电路。门信号经常由控制电路产生并通过开关控制器反馈到电力电路来控制开关。1.3 软硬件需要 PSIM 可在 Microsoft Windows 98/NT/2000/XP 环境下运行，需要的最小内存是 32M。1.4 安装程序 快速安装指南由“PSIM—快速指南”和 CD-ROM 提供。 PSIM 目录的部分文件见以下图表: 81.5 仿真电路 仿真例子 1 4 象限斩波电路“chop.sch”。 运行 PSIM，在 File 目录里选择 Open 并载入文件“chop。Sch”。 从 Simulate 目录里选择 Run PSIM开始仿真。仿真结果将被储存在文件“chop.txt”里。 仿真过程中发生的任何警告信息将被储存在“message.doc”里。 如果没在 Option 目录里选择 Auto-Run Simview就要从 Simulate 目录里选择 Run Simview 去开始仿真。如果已选择 Auto-run Simview，那么 Simview 将会自动运行。在 Simview 里选择曲线图表来显示。1.6 元器件参数说明书和格式 PSIM 里每个元器件的参数图表窗口有 3 个图表:Parameters，Other Info，Color。如下 所示: Parameter 里的参数被用于仿真。从另一方面来说，Other Info 里的信息不是用于仿真的，它仅仅用于 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 信息，将会出现在 PSIM 里 View/Element List 的部分目录中。一些如:设备额定值，制造商，和部分数字等信息被储存在 Other Info 里。 元器件的颜色可以在 Color 里设置。 Parameter 里的参数会是一个数值或是一个数学表达式。例如:一个电阻可以有以下几种说明方法: ，如果这个阻抗是在支电路，其中 R1，R2，V0 和 I0 是被参数文件定义的符号(见 4.1 节)则他们是被主电路定义的符 号(见 6.3.4.1 节)。 PSIM 允许使用 10 的 n 次方的数值，以下的后缀数值表示: 9一个数学表达式可以包括括号，但不区分大小写，可提供以下的数学功能: 加 - 减 乘 / 除 乘方 SQRT 方根 SIN 正弦函数 Cos 余弦函数 Tan 正切函数 Atan 反正切函数 Exp 自然对数 Log 对数函数 Log(10) 以 10 为底的对数函数 Abs 取绝对值 Sign 取整 10 2 电力电路的组成2.1 电阻器,电感器,电容器 支路2.1.1 电阻器，电感器，和电容器 在 PSIM 里提供了独立电阻器，电感器，电容器支流和集成 RLC 支流。感应器电流和电容器的电压出始值可以定义。 所提供的三相对称 RLC 支流 R3、RL3、RC3、RLC3 用于三相电流设备。 三相支路的电感电流和电容电压的初始值全为零。图像: ，它 元件图像上的名称就是元件的简称。例如，电阻在图书馆目录的表示为“Resister”的简称为“R” 三相支流中，带点的相就为 A 相。特性。 参数 描述 Resistance 电阻，单位Ohm Inductance 电感，单位 H Capacitance 电容，单位 F 参数 描述 Initial Current 电感电流的初始值(单位 A) Initial Cap. Voltage 电容电压的初始值(单位 V) Current Flag 支路电流的输出标 ，则电流储存 在输出文档中在 志。如果标志为零，输出电流为零。标志为 1 SIMVIEW 中显示。当它流向带点支流终端时电流为正。 Current Flag_A 分别为 A、B、C 三相支路的标志。 Current Flag_B Current Flag_C 一个支路的电阻、电感或电容不能全为 0。最少要一个参数值为非零值。2.1.2 可变电阻器 可变电阻器就是带分接头的电阻。图像: 11特性: 参数 描述 Total Resistance 可变电阻器的总阻 m 节点) Tap Position 0 to 分接位置 TAP。节点 k 和 t 的抗，单位欧姆(k 与 阻抗是 RTap 1 流向 k 节点的电流标志 Current Flag2.1.3 饱和电感 饱和电感考虑了电感磁芯的饱和状态。图象:特性: 参数 描述 Current v.s. Inductance Characteristics of the current versus the inductance i1 L1 i2 L2 etc. Current Flag Flag for the current display B-H 非线性曲线可以用分段直线来近似描述。因为磁通密度 B 跟磁通λ成比例。而磁场强度 H 与通过的电流 i 成比例。所以 B-H 曲线可以用λ-i 曲线来代替。图示如下: 电感定义为 即是 曲线在不同点的斜率。饱和系数可以用一组组的数据点表示: 等等。 122.1.4 非线性元件PSIM 所提供的四个拥有非线性电流-电压关系的元件如下:附加输入量 x 必需是电压信号。图像:属性:电阻类型: 参数 属性 表达式 fi or fix v fi for NONV and v fix for NONV_1 表达式 df/di 电压对电流的微分， dfi/di 初始值io 电流 i 最初值 最低电流值i 最低电流值 最高电流值i 最高电流值电导类型: 参数 描述 表达式 fv or fvx i fv for NONI and i fvx for NONI_1 表达式 df/dv 电流对电压的微分，dfv/dv 初始值 vo 电压v最初值 最低电压值 v 最低电压值 最高电压值 v 最高电压值 13 一个好的初始值和上限或下限值有助于集中解决问题。例子:非线性二极管 非线性元件(NONI)在以上电路中模仿了一个非线性二极管。二极管电流可以表示为一个电压函数 。在 PSIM 中，非线性元件的规格可以为:2.2 开关PSIM 中有两种基本的开关。一种是开关模式。它运行于截止区域(导通状态)或者饱和区域(关断状态) 。另一种是线性模式，可以工作于关断，线性或者饱和区域。工作在开关模式的开关包括:- Diode (DIODE) and DIAC (DIAC)- Thyristor (THY) and TRIAC (TRIAC)自关断开关，例如:- Gate-Turn-Off switch (GTO)-npn bipolar junction transistor (NPN)- pnp bipolar junction transistor (PNP)- Insulated-Gate Bipolar Transistor (IGBT)- n-channel Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor(MOSFET) and p-channel MOSFET (MOSFET_P)- Bi-directional switch (SSWI)括弧里面的 是PISM的简称PISM的开关模型是理想化的，导通或者关断瞬间可以忽略的。开关 导通时电阻10 μΩ 而关.