PSIM中文教程全解

PSIM?用戶指南9版版本32010五月版權？2001-2010Powersim公司保留所有權利。本手冊的任何部分不得復印或以任何形式或任何手段沒有寫轉載公司的權限模型免責聲明Powersim公司(“Powersim”)作出任何陳述或保證相對于此的充分性或準確性文檔或它所描述的軟件。在任何情況下將模型或其直接或間接供應商承擔任何任何性質的損害，但不限于，直接，間接，附帶或相應的損害賠償?shù)娜魏巫址?，不限于，商業(yè)利潤損失，數(shù)據(jù)，商業(yè)信息，或任何和所有其他商業(yè)損害或損失，或對任何損害賠償超過清單價格的許可證的軟件和文件PowersimInc.mailto:info@mailto內容1一般資料1.1引言11.2電路結構21.3軟件/硬件需求31.4安裝程序31.5模擬電路31.6組件參數(shù)規(guī)范和格式32電源電路組件2.1電阻電感電容器分支72.1.1電阻器、電感器和電容器，7變阻器8飽和電感8非線性元件9開關10二極管、LED、ZenerDiode、和移民局10晶閘管和雙向可控硅12GTO和晶體管13雙向開關15線性開關16開關門17座單相開關模塊19三相開關模塊19耦合電感22變壓器23理想變壓器23單相變壓器23三相變壓器25磁元件26繞組26漏磁通路徑27空氣間隙27線性核心29SaturableCore29其他元素30運算放大器30理想運算放大器30我章：非理想運算放大器31并聯(lián)穩(wěn)壓器TL43132Optocoupler33dv/dt的34塊熱模塊35設備數(shù)據(jù)庫編輯器3542在數(shù)據(jù)庫2.7.2二極管器件二極管損耗計算43在數(shù)據(jù)庫452.7.4IGBT器件IGBT損耗計算47在數(shù)據(jù)庫502.7.6MOSFET器件MOSFET的損耗計算51電機驅動模塊54機械系統(tǒng)542.8.1參考方向直流機56感應機58感應電機飽和61無刷直流電機62同步機與外部激勵66永磁同步電機68永磁同步電機飽和70開關磁阻電機73MagCouplerModule76magcouplerDL76塊MagCouplerBlock77magcouplerRT模塊81機械元件和傳感器85機械元件和傳感器85恒轉矩負載85恒功率負荷85恒速負荷86TypeLoad將軍86外部控制負荷87齒輪箱87機械耦合塊88機電接口88塊速度/轉矩傳感器89位置傳感器91絕對編碼器91增量式編碼器92解析器92霍爾效應傳感器93可再生能源模型94II章節(jié)：-3太陽能模塊94風機973控制電路元件傳遞函數(shù)塊99比例控制器100積分100微分器102比例積分控制器102單極控制器103修改PI控制器1033型控制器104在過濾塊105內置3.1.8計算功能塊106106夏季

3.2.2乘數(shù)和Divider1063.2.3平方根107塊3.2.4指數(shù)/電力/對數(shù)功能塊1073.2.5均方根107塊3.2.6絕對和符號功能塊1083.2.7三角函數(shù)1083.2.8快速傅里葉變換塊1083.2.9最大/最小功能塊1093.3其他功能塊1103.3.1比較器1103.3.2限制器1103.3.3梯度（dv/dt）限制器1103.3.4梯形、方形塊1113.3.5采樣/保持111塊3.3.6舍入塊1123.3.7時間延遲塊1123.3.8器1133.3.9THD114塊3.4邏輯組件115邏輯Gates115設置復位觸發(fā)器115JK觸發(fā)器116D觸發(fā)器117單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器117脈沖寬度計數(shù)器118向上/向下計數(shù)器118A/D和D/A轉換器119數(shù)字控制模塊1202章：零階保持120Z傳遞函數(shù)方框121122積分器微分器123數(shù)字濾波器123單位延遲125量化塊126循環(huán)緩沖區(qū)128卷積塊129內存讀取塊129數(shù)據(jù)陣列130棧130多采樣率系統(tǒng)1313.6simcoupler模塊132361設立在PSIM和Simulink132在Simulink1333.6.2求解器的類型和時間步長的選取4其他組件參數(shù)文件137來源138時間138常數(shù)138直流電源138正弦源139方波電源139三角/鋸齒來源140步源141分段線性源142隨機源143數(shù)學函數(shù)源143電壓/電流控制的來源144非線性電壓控制源145電壓/電流傳感器146探頭和146米電壓/電流范圍148初始值150開關控制器151開關控制器151a控制器15PWM控制器152查找表功能塊154控制電源接口15塊四章節(jié)：-1變換塊154ABCdq0變換155ABCa/卩不能轉化14.823a/卩-dq變換笛卡爾坐標變換157數(shù)學功能塊157查找表158C座160簡化C座1614.8.7外部DLL模塊162嵌入式軟件164塊分析規(guī)格仿真控制165交流分析166參數(shù)掃描168電路原理圖設計創(chuàng)建一個電路171文件菜單173編輯菜單173視圖菜單174支路菜單175創(chuàng)建在主電路176支路-創(chuàng)建子電路內的支路177連接支路-在主電路178電路的1786.5.4其他功能傳遞變量從主電路支路178定制電路圖179包括在PSIM180子元素列表模擬菜單180選項菜單183實用工具菜單1876.9管理PSIM圖書館187創(chuàng)造一次圖像188添加新的子電路元件為圖書館189693添加一個新的DLL元到圖書館191v0章：波形處理文件菜單193編輯菜單194軸菜單194屏幕菜單195測量菜單196分析菜單197視圖菜單198選項菜單198標簽菜單199出口數(shù)據(jù)199錯誤/警告消息和其他模擬問題模擬問題201時間步長的選取201傳播延遲的邏輯電路201界面之間的電源和控制電路201FFT分析2028.2錯誤/警告消息202調試203指數(shù)205一般信息引言PSIM仿真軟件1是專為電力電子與電機驅動器。快仿真和友好的用戶界面，提供了一個強大的 PSIM電力電子仿真環(huán)境,模擬和數(shù)字控制、磁、電機驅動系統(tǒng)的研究。PSIM包括最基本的軟件包，以及下面的附加選項：電機驅動模塊數(shù)字控制模塊simcoupler模塊熱模塊magcoupler模塊magcouplerRT模塊simcoder2模塊

可再生能源計劃電機驅動模塊有內置的電機模型和電機驅動系統(tǒng)的機械負荷模型研究。數(shù)字控制模塊提供的分立元件如零階保持器、 Z傳遞函數(shù)塊，量化塊，數(shù)字濾波器，用于數(shù)字控制系統(tǒng)分析。simcoupler模塊提供的接口之間的PSIM和MATLABSimulink聯(lián)合仿真3熱模塊提供了計算半導體器件損耗的能力。的magcoupler模塊提供PSIM和電磁場分析軟件之間的接口JMAG4協(xié)同仿真。的magcouplerRT模塊鏈接PSIM與jmag-rt4數(shù)據(jù)文件。simcoder模塊提供的DSF硬件自動代碼生成能力?？稍偕茉窗ɑ綪SIM軟件包，電機驅動模塊，和可再生能源模型，如太陽能模塊和風力渦輪機在可再生能源應用的模擬。此外，PSIM支持通過自定義DLL模塊的第三方軟件鏈接。整體 PSIM環(huán)境如下所示。1。PSIM和simview是注冊商標，和版權， Powersim公司2001-2010年2。SimCoder是一個商標，是由模型公司，模型公司版權， 2008-2010年三.Simulink和MATLAB是MathWorks公司的注冊商標，Inc.4。和jmag-rtJMAG的作業(yè)調度選項表公司版權， 1997-20101章：一般信息PS1MHArdnun-05卩二IIAuluCudeHArdnun-05卩二IIAuluCudeii-th'!ihuIMlrir"I-1rJI■技DllTliird-parly"■PowerEtectroniuM^Cwpier-lTlJMAG

JM^G-RTM^Cwpier-lTlJMAG

JM^G-RT-uldtRjniL'-uldtRjniL'觸-Avwksg.'ili^iUilc0nLr1.1l-Mninrdrives--Finiteelerrueflianalysis-ElectricTnachirne^dniJotheruiELi￡i]>clicdevicesPSIM仿真環(huán)境包括電路原理圖程序 PSIM模擬器引擎，和波形處理程序simview1。仿真過程如下所示CircuitSehcmudcEditor(inpul;*wh)IPSIMSiiTiuhlor(output*^rnventWavctnrmProccswr?input: or*.m)本手冊涵蓋了PSIM和所有附加模塊除了SimCoderModule。使用的SimCoder模塊是在單獨的文件中simcoder用戶手冊。本手冊的第1章介紹了電路結構，軟件/硬件的要求和參數(shù)規(guī)范格式。第2章通過4描述電源和控制電路組件。5章介紹了瞬態(tài)分析和交流分析的技術指標。在 PSIM示意程序的使用和simview在6章討論7。最后，錯誤/警告消息在第8章進行了討論1.2電路結構電路為代表的是在PSIM四塊：電源電路、控制電路、傳感器和開關控制器控制電路以方框圖表示。在s域元件和Z域，邏輯元件（如邏輯門和觸發(fā)器），和非線性元件（如乘法器和除法器）中使用控制電路。傳感器被用來測量電源電路數(shù)量，并將它們傳遞給控制電路。門控信號，然后產生的控制電路，并通過開關控制器發(fā)送回電源電路控制開關。1.3軟件/硬件需求PSIM軟件運行在微軟WindowsXP/Vista 的個人電腦。最小內存需求

是128字節(jié)。1.4安裝程序快速安裝指南提供飛行員“PSIM-快速指南”的光盤在PSIM目錄下的一些文件是如下表所示。FilesDescriptionPSIM.exeSIMVIEW.exePcdEdilor.exeSetSimPath.exePSIMcircuitschematiceditorWavclbrmdisplayprogramSIMVIEWDevicedatabaseeditorProgramtosetuptheSimCoupIcrModule在PSIM使用的文件擴展名:psimschPSIMschematic111c憑libPSIMlibraryfiles*JraPSIMacanalysisoutputlile(text)*.devDevicedatabasefile*.txtSimulationoutputfileintextformal*.smvSimulationoutpulfileinbinaryformal注意，PSIM示意文件擴展名是。學校在PSIM8或以上，但在PSIM9分機改變。psimsch為了區(qū)分PSIM文件從其他軟件的文件。1.5模擬電路模擬樣品的一個象限斬波電路”印章。學校”：啟動PSIM從“文件”菜單中選擇打開加載文件”印章，SCH。從模擬的菜單，選擇“運行PSIM仿真開始。仿真結果將被保存文件”印章。txt"o如果選擇自動運行simview不在選項菜單中選擇，從模擬菜單，選擇“運行simview開始simview。如果該選項被選中，simview將推出自動。在SIMVIEW選擇曲線顯示。1.6組件參數(shù)規(guī)范和格式

在PSIM的每個組件的參數(shù)對話框有三個標簽：參數(shù)，其他信息，和顏色,如下圖所示?？Э?Hd葉Bp崛車氧|和* 廠H?idir-!uv在仿真中使用的參數(shù)選項卡中的參數(shù)。在“其他信息”選項卡上的信息另一方面，在仿真中不使用。它只用于報告的目的，并將出現(xiàn)在零件清單中視圖->元在PSIM上市。信息，如設備評級，制造商和零件號可以存儲在“其他信息”選項卡下組件顏色可設置在“顏色”選項卡中。參數(shù)下的參數(shù)選項卡可以是一個數(shù)值或數(shù)學表達式。一個阻力，為例如，可以在下列方式中指定：十二點五12.5k12.5ohm12.5kohm25/2.ohmR1+R2R1X0.5+（旁白+0.7）/IO其中R1,R2,VO和艾奧符號定義在一個參數(shù)文件（見4.1節(jié)），或在主電路如這個電阻在電路（見第）。十后綴字母的力量是允許在PSIM。支持下面的后綴字母：G109M106K或K310M10-3U6-10n9-10P12-10數(shù)學表達式可以包含括號，并且不區(qū)分大小寫。以下的數(shù)學功能是允許的：+添加-減法*乘法/分*的權力［例如：2X3=2*2*2］平方根函數(shù)罪惡的正弦函數(shù)因為余弦函數(shù)在正弦反函數(shù)ACOS余弦反函數(shù)譚正切函數(shù)阿坦反正切函數(shù)但反正切函數(shù)［n<=atan2(y,x)<=雙曲正弦雙曲正弦函數(shù)雙曲余弦雙曲余弦函數(shù)進出口指數(shù)(基E)［例如：exp(x)=Ex］對數(shù)對數(shù)函數(shù)(基)［例：日志(x)=log10對數(shù)函數(shù)(10)ABS絕對值函數(shù)符號函數(shù)［例子：符號(1.2)=1；符號(-1.2)=-1)電源電路元件電阻電感電容支路電阻器、電感器和電容器，單個電阻，電感，電容，和集總 RLC支路提供在PSIM。初始條件

電感電流和電谷電壓可以被定義。為了方便三相電路的設置，提供對稱三相 RLC支路。初始三相支路的電感電流和電容電壓都為零。圖像：[XRIX'0S2TR<KI^<5?『一("Or-TlUe't^TnrIndiiCTor 廠叩nc■腫fR3L3C3RL3RC3RLC3~II_0an—o—A/*—1|—=Q—II—O對于三相分支，相位與一個點是第一階段。屬性：一個分支的電阻、電感或電容都不能全部為零。至少有一個參數(shù)是一個非零的值。參數(shù)描述電阻，歐姆電感電感，在H在F中的電容初始電流初始電感電流最初的Cap。電壓初始電容電壓，在V支路電流輸出的當前標志標志。如果標志為零，則沒有當前的輸出。如果國旗是 1電流將是可用于運行時圖中的顯示（在模擬運行時圖）。它也將顯示在simview保存到輸出文件。當它流到分支的虛線終端時，電流是正的。目前flag_a；目前flag_b；目前flag_c三相支路的A、B和C的電流標志。2.1.2變阻器變阻器是一個抽頭電阻。圖像：屬性：參數(shù)描述總電阻變阻器的電阻R（總節(jié)點k和m之間），歐姆抽頭位置（0至1）的抽頭位置抽頭。節(jié)點 K和T之間的電阻是：R*抽頭當前流到節(jié)點K的當前標志標志。SaturableInductor一個飽和電感考慮磁芯的飽和效應。圖像：屬性:參數(shù)描述電流與電感特性的電流與電感（I1，L1），（I2，L2）等當前顯示的當前標志標志非線性B-H曲線的分段線性近似表示。由于磁通密度B正比于磁通入和磁化力H是目前我成正比，B-H曲被入代表我曲線相反，如下圖所示1kJiuL^ati:jki -2lixluctAno!￡=k'f'"■■7TE E/ji/'Ib hF罰電感的定義為：L=入/我，比我在每一個點入vs.。的飽和特性的疋由一系列的數(shù)據(jù)點為：（I1,L1）,（I2,L2）,（I3,L3），等注意定義的飽和特性必須使磁鏈入是單調遞增的也就是說，L1*我2*2*我3*1*我3,等等。此外，類似于在現(xiàn)實世界中的飽和特性，每一個線性段的斜率必須隨著電流的增加而單調減小。在某些情況下，含有飽和電感的電路可能無法收斂。連接一個非常小的橫跨飽和電感的電容器可以幫助收斂。第2章：電源電路元件2.1.4非線性元件提供了具有非線性電壓電流關系的下列元素：電阻型［V=F（I）］具有附加輸入x的電阻型［V=F（I，x）］電導型［I=F （V）］-電導型與附加的輸入x［I=F （V,x）］附加的輸入x必須是一個電壓信號圖像：NonhriMrtkmcinlNonlinearrkmcnl(withiiddilim^linput)|InpulxO-IXI1T~X~i屬性：用于電阻型元件：參數(shù)描述表達式F（I）或F（I，X）的V的表達在I和X［V=F（I）或V=F（I，X）］表達DF/診斷衍生的電壓與電流I，即DF（我）/診斷初始值I0為當前I的初始值我的下限我目前的下限我的上限我目前的上限電導型元素：

參數(shù)描述表達式F(V)或F (V, X)的表達，我在 V和X[I=F (V)或I=F (V, X)]表達DF/DV的電流與電壓的導數(shù)，即DF(v)/DV初始值為電壓V的初始值V的下限的電壓的下限V的上限的電壓VVdle-14*(EXP(4O*v)-1)T非線性有限元(Noni)在上述模型的非線性二極管電路。二極管電流被表示為一個功能的電壓為：I=14-10* (E40*1 )。在PSIM,非線性元件的規(guī)格將：Expression/(V)le-14*(EXP(40*v)-l)Expressiondfldv40e-14*EXP(40*v)InitialValuev00LowerLimitofv-le3UpperLimitofv12.2開關有在PSIM的兩個基本類型的開關。一個是開關型。它工作在截止區(qū)域(關閉狀態(tài))或飽和區(qū)(狀態(tài))。另一種是線性型。它可以工作在任一截止,線性或飽和區(qū)。開關在開關模式包括以下：二極管和開關閘流管和雙向可控硅自換相開關，具體：-門關斷開關NPN雙極結型晶體管(BJT)PNP雙極結型晶體管-絕緣柵雙極晶體管（IGBT）-N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管（ MOSFET和P溝道MOSFET雙向開關開關模型是理想的。也就是說，無論是開啟和關斷瞬變被忽視。開關上有10口Q阻力。當沒有RLC支路并聯(lián)連接的開關，一10Q電阻將連接在交換機內部。這種電阻可以被看作是關閉狀電阻。在某些情況下，這種電阻可能需要修改。要改變關閉狀態(tài)的阻力，為例如，100米Q,連接一個百米◎并聯(lián)開關。自從 PSIM看到已經(jīng)有一個電并聯(lián)開關，10mQ電阻不會添加緩沖電路不需要開關。線性開關包括以下：NPN和PNP雙極晶體管-N和P溝道MOSFET2.2.1二極管、LEDZenerDiode、和雙向觸發(fā)二極管二極管和LED當它進行的時候，一個發(fā)光二極管（LED發(fā)光。二極管或LED的導通是由電路工作條件。當正偏置電壓大于閾值時，二極管被打開電壓，當電流下降到零時，關斷。圖像：屬性：參數(shù)描述二極管的閾值電壓二極管的閾值電壓Vd_th，在五二極管開始進行當正偏置電壓大于Vd_th。二極管電阻二極管的電阻RD,在歐姆，之后開始進行。初始二極管位置的初始位置標志。如果標志是 0,二極管關閉。如果它是1,二極管在。二極管的電流標志電流標志。二極管的I-V特性和LED顯示如下：i|i-yh；ir；iclcn、Liu!iVdJJ1Zener:齊納二極管的電路模型如下圖所示。圖像：屬性：參數(shù)描述齊納二極管的擊穿電壓，擊穿電壓VB，V正向閾值電壓正向傳導的閾值電壓（從陽極到陰極），在V正向導通電阻的正向電阻齊納電流輸出電流國旗（從陽極到陰極）當齊納二極管正向偏置，它的行為作為一個普通的二極管。當它是反向偏見，它會阻擋導通，只要陰極陽極電壓V萬卡的擊穿電壓小于。什么時候V卡超過VB，電壓V卡將被鉗位到VB。注意當齊納箝位，由于二極管是一個在 10口Q電阻為藍本，陰極陽極電壓將等于：VKa=VB+10口Q*我KA。因此，取決于我的價值，V將略高于VB。如果我KA是非常大的，V家可以大大高于VB。DIAC（雙向觸發(fā)二極管）：是雙向觸發(fā)二極管。雙向觸發(fā)二極管不進行到導通電壓達到。之后 ，雙向觸發(fā)二極管進入雪崩導通，和導通壓降是靜電壓。圖像：屬性：參數(shù)描述導通，導通時，移民局開始進行電壓電壓 V靜電壓導通電壓降，V當前標志當前標志2.2.2晶閘管、雙向可控硅晶閘管在開啟時被控制。關閉是由電路條件?？煽毓枋且环N可以在兩個方向上傳導電流的裝置。它的行為以同樣的方式作為兩個相反的并聯(lián)的晶閘管。圖像：屬性：參數(shù)描述電壓降晶閘管導通電壓降，在V保持該設備停止傳導和返回的最小導通電流到關閉狀態(tài)（只適用于晶閘管）閂鎖電流最小的狀態(tài)所需的電流保持裝置在后的狀態(tài)觸發(fā)脈沖被刪除（僅晶閘管）初始開關位置的初始位置標志（僅用于晶閘管）用于開關電流輸出的電流標志標志注意，雙向可控硅裝置，保持電流和保持電流設置為零。有兩種方法來控制晶閘管或可控硅。一種是使用一個選通塊，另一個是使用一個開關控制器.一個晶閘管或可控硅柵極節(jié)點必須連接到一個澆注塊或開關控制器?下面的例子說明了晶閘管開關的控制。左邊的這個電路使用一個開關選通塊。開關選通模式和頻率是預先一定義，并保持不變，在整個模擬。右邊的電路使用一個阿爾法開關控制器.在度的延遲角a,通過電路中的直流源的指定223GTO和晶體管自整流的開關的開關，除了PNP雙極結型晶體管（BJT）和P溝道MOSFE的開啟門控信號是當高（當1V或更高的電壓施加到柵極節(jié)點）和開關正偏置（集電極發(fā)射極或漏極源極電壓為正）。它被關閉了每當選通信號是低或電流下降到零。PNP晶體管和P溝道MOSFETF關打開時，門控信號低，開關負偏置（集電極-發(fā)射極或漏極-源極電壓為負）。GTC開關是一個對稱的裝置與正向和反向阻斷能力。 IGBT或MOSFETF關包括一個反并聯(lián)二極管的有源開關。

注意，在PSIMBJT開關模型的局限性，與現(xiàn)實生活中的