PSIM中文教程全解

PSIM?用户指南9版版本32010五月版权？2001-2010Powersim公司保留所有权利。本手册的任何部分不得复印或以任何形式或任何手段没有写转载公司的权限模型免责声明Powersim公司(“Powersim”)作出任何陈述或保证相对于此的充分性或准确性文档或它所描述的软件。在任何情况下将模型或其直接或间接供应商承担任何任何性质的损害，但不限于，直接，间接，附带或相应的损害赔偿的任何字符包括，不限于，商业利润损失，数据，商业信息，或任何和所有其他商业损害或损失，或对任何损害赔偿超过清单价格的许可证的软件和文件PowersimInc.mailto:info@mailto内容1一般资料1.1引言11.2电路结构21.3软件/硬件需求31.4安装程序31.5模拟电路31.6组件参数规范和格式32电源电路组件2.1电阻电感电容器分支72.1.1电阻器、电感器和电容器，7变阻器8饱和电感8非线性元件9开关10二极管、LED、ZenerDiode、和移民局10晶闸管和双向可控硅12GTO和晶体管13双向开关15线性开关16开关门17座单相开关模块19三相开关模块19耦合电感22变压器23理想变压器23单相变压器23三相变压器25磁元件26绕组26漏磁通路径27空气间隙27线性核心29SaturableCore29其他元素30运算放大器30理想运算放大器30我章：非理想运算放大器31并联稳压器TL43132Optocoupler33dv/dt的34块热模块35设备数据库编辑器3542在数据库2.7.2二极管器件二极管损耗计算43在数据库452.7.4IGBT器件IGBT损耗计算47在数据库502.7.6MOSFET器件MOSFET的损耗计算51电机驱动模块54机械系统542.8.1参考方向直流机56感应机58感应电机饱和61无刷直流电机62同步机与外部激励66永磁同步电机68永磁同步电机饱和70开关磁阻电机73MagCouplerModule76magcouplerDL76块MagCouplerBlock77magcouplerRT模块81机械元件和传感器85机械元件和传感器85恒转矩负载85恒功率负荷85恒速负荷86TypeLoad将军86外部控制负荷87齿轮箱87机械耦合块88机电接口88块速度/转矩传感器89位置传感器91绝对编码器91增量式编码器92解析器92霍尔效应传感器93可再生能源模型94II章节：-3太阳能模块94风机973控制电路元件传递函数块99比例控制器100积分100微分器102比例积分控制器102单极控制器103修改PI控制器1033型控制器104在过滤块105内置3.1.8计算功能块106106夏季

3.2.2乘数和Divider1063.2.3平方根107块3.2.4指数/电力/对数功能块1073.2.5均方根107块3.2.6绝对和符号功能块1083.2.7三角函数1083.2.8快速傅里叶变换块1083.2.9最大/最小功能块1093.3其他功能块1103.3.1比较器1103.3.2限制器1103.3.3梯度（dv/dt）限制器1103.3.4梯形、方形块1113.3.5采样/保持111块3.3.6舍入块1123.3.7时间延迟块1123.3.8器1133.3.9THD114块3.4逻辑组件115逻辑Gates115设置复位触发器115JK触发器116D触发器117单稳态多谐振荡器117脉冲宽度计数器118向上/向下计数器118A/D和D/A转换器119数字控制模块1202章：零阶保持120Z传递函数方框121122积分器微分器123数字滤波器123单位延迟125量化块126循环缓冲区128卷积块129内存读取块129数据阵列130栈130多采样率系统1313.6simcoupler模块132361设立在PSIM和Simulink132在Simulink1333.6.2求解器的类型和时间步长的选取4其他组件参数文件137来源138时间138常数138直流电源138正弦源139方波电源139三角/锯齿来源140步源141分段线性源142随机源143数学函数源143电压/电流控制的来源144非线性电压控制源145电压/电流传感器146探头和146米电压/电流范围148初始值150开关控制器151开关控制器151a控制器15PWM控制器152查找表功能块154控制电源接口15块四章节：-1变换块154ABCdq0变换155ABCa/卩不能转化14.823a/卩-dq变换笛卡尔坐标变换157数学功能块157查找表158C座160简化C座1614.8.7外部DLL模块162嵌入式软件164块分析规格仿真控制165交流分析166参数扫描168电路原理图设计创建一个电路171文件菜单173编辑菜单173视图菜单174支路菜单175创建在主电路176支路-创建子电路内的支路177连接支路-在主电路178电路的1786.5.4其他功能传递变量从主电路支路178定制电路图179包括在PSIM180子元素列表模拟菜单180选项菜单183实用工具菜单1876.9管理PSIM图书馆187创造一次图像188添加新的子电路元件为图书馆189693添加一个新的DLL元到图书馆191v0章：波形处理文件菜单193编辑菜单194轴菜单194屏幕菜单195测量菜单196分析菜单197视图菜单198选项菜单198标签菜单199出口数据199错误/警告消息和其他模拟问题模拟问题201时间步长的选取201传播延迟的逻辑电路201界面之间的电源和控制电路201FFT分析2028.2错误/警告消息202调试203指数205一般信息引言PSIM仿真软件1是专为电力电子与电机驱动器。快仿真和友好的用户界面，提供了一个强大的 PSIM电力电子仿真环境,模拟和数字控制、磁、电机驱动系统的研究。PSIM包括最基本的软件包，以及下面的附加选项：电机驱动模块数字控制模块simcoupler模块热模块magcoupler模块magcouplerRT模块simcoder2模块

可再生能源计划电机驱动模块有内置的电机模型和电机驱动系统的机械负荷模型研究。数字控制模块提供的分立元件如零阶保持器、 Z传递函数块，量化块，数字滤波器，用于数字控制系统分析。simcoupler模块提供的接口之间的PSIM和MATLABSimulink联合仿真3热模块提供了计算半导体器件损耗的能力。的magcoupler模块提供PSIM和电磁场分析软件之间的接口JMAG4协同仿真。的magcouplerRT模块链接PSIM与jmag-rt4数据文件。simcoder模块提供的DSF硬件自动代码生成能力。可再生能源包括基本PSIM软件包，电机驱动模块，和可再生能源模型，如太阳能模块和风力涡轮机在可再生能源应用的模拟。此外，PSIM支持通过自定义DLL模块的第三方软件链接。整体 PSIM环境如下所示。1。PSIM和simview是注册商标，和版权， Powersim公司2001-2010年2。SimCoder是一个商标，是由模型公司，模型公司版权， 2008-2010年三.Simulink和MATLAB是MathWorks公司的注册商标，Inc.4。和jmag-rtJMAG的作业调度选项表公司版权， 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'触-Avwksg.'ili^iUilc0nLr1.1l-Mninrdrives--Finiteelerrueflianalysis-ElectricTnachirne^dniJotheruiELi£i]>clicdevicesPSIM仿真环境包括电路原理图程序 PSIM模拟器引擎，和波形处理程序simview1。仿真过程如下所示CircuitSehcmudcEditor(inpul;*wh)IPSIMSiiTiuhlor(output*^rnventWavctnrmProccswr«input: or*.m)本手册涵盖了PSIM和所有附加模块除了SimCoderModule。使用的SimCoder模块是在单独的文件中simcoder用户手册。本手册的第1章介绍了电路结构，软件/硬件的要求和参数规范格式。第2章通过4描述电源和控制电路组件。5章介绍了瞬态分析和交流分析的技术指标。在 PSIM示意程序的使用和simview在6章讨论7。最后，错误/警告消息在第8章进行了讨论1.2电路结构电路为代表的是在PSIM四块：电源电路、控制电路、传感器和开关控制器控制电路以方框图表示。在s域元件和Z域，逻辑元件（如逻辑门和触发器），和非线性元件（如乘法器和除法器）中使用控制电路。传感器被用来测量电源电路数量，并将它们传递给控制电路。门控信号，然后产生的控制电路，并通过开关控制器发送回电源电路控制开关。1.3软件/硬件需求PSIM软件运行在微软WindowsXP/Vista 的个人电脑。最小内存需求

是128字节。1.4安装程序快速安装指南提供飞行员“PSIM-快速指南”的光盘在PSIM目录下的一些文件是如下表所示。FilesDescriptionPSIM.exeSIMVIEW.exePcdEdilor.exeSetSimPath.exePSIMcircuitschematiceditorWavclbrmdisplayprogramSIMVIEWDevicedatabaseeditorProgramtosetuptheSimCoupIcrModule在PSIM使用的文件扩展名:psimschPSIMschematic111c凭libPSIMlibraryfiles*JraPSIMacanalysisoutputlile(text)*.devDevicedatabasefile*.txtSimulationoutputfileintextformal*.smvSimulationoutpulfileinbinaryformal注意，PSIM示意文件扩展名是。学校在PSIM8或以上，但在PSIM9分机改变。psimsch为了区分PSIM文件从其他软件的文件。1.5模拟电路模拟样品的一个象限斩波电路”印章。学校”：启动PSIM从“文件”菜单中选择打开加载文件”印章，SCH。从模拟的菜单，选择“运行PSIM仿真开始。仿真结果将被保存文件”印章。txt"o如果选择自动运行simview不在选项菜单中选择，从模拟菜单，选择“运行simview开始simview。如果该选项被选中，simview将推出自动。在SIMVIEW选择曲线显示。1.6组件参数规范和格式

在PSIM的每个组件的参数对话框有三个标签：参数，其他信息，和颜色,如下图所示。咖咖1Hd叶Bp崛車氧|和* 厂H«idir-!uv在仿真中使用的参数选项卡中的参数。在“其他信息”选项卡上的信息另一方面，在仿真中不使用。它只用于报告的目的，并将出现在零件清单中视图->元在PSIM上市。信息，如设备评级，制造商和零件号可以存储在“其他信息”选项卡下组件颜色可设置在“颜色”选项卡中。参数下的参数选项卡可以是一个数值或数学表达式。一个阻力，为例如，可以在下列方式中指定：十二点五12.5k12.5ohm12.5kohm25/2.ohmR1+R2R1X0.5+（旁白+0.7）/IO其中R1,R2,VO和艾奥符号定义在一个参数文件（见4.1节），或在主电路如这个电阻在电路（见第）。十后缀字母的力量是允许在PSIM。支持下面的后缀字母：G109M106K或K310M10-3U6-10n9-10P12-10数学表达式可以包含括号，并且不区分大小写。以下的数学功能是允许的：+添加-减法*乘法/分*的权力［例如：2X3=2*2*2］平方根函数罪恶的正弦函数因为余弦函数在正弦反函数ACOS余弦反函数谭正切函数阿坦反正切函数但反正切函数［n<=atan2(y,x)<=双曲正弦双曲正弦函数双曲余弦双曲余弦函数进出口指数(基E)［例如：exp(x)=Ex］对数对数函数(基)［例：日志(x)=log10对数函数(10)ABS绝对值函数符号函数［例子：符号(1.2)=1；符号(-1.2)=-1)电源电路元件电阻电感电容支路电阻器、电感器和电容器，单个电阻，电感，电容，和集总 RLC支路提供在PSIM。初始条件

电感电流和电谷电压可以被定义。为了方便三相电路的设置，提供对称三相 RLC支路。初始三相支路的电感电流和电容电压都为零。图像：[XRIX'0S2TR<KI^<5?『一("Or-TlUe't^TnrIndiiCTor 厂叩nc■肿fR3L3C3RL3RC3RLC3~II_0an—o—A/*—1|—=Q—II—O对于三相分支，相位与一个点是第一阶段。属性：一个分支的电阻、电感或电容都不能全部为零。至少有一个参数是一个非零的值。参数描述电阻，欧姆电感电感，在H在F中的电容初始电流初始电感电流最初的Cap。电压初始电容电压，在V支路电流输出的当前标志标志。如果标志为零，则没有当前的输出。如果国旗是 1电流将是可用于运行时图中的显示（在模拟运行时图）。它也将显示在simview保存到输出文件。当它流到分支的虚线终端时，电流是正的。目前flag_a；目前flag_b；目前flag_c三相支路的A、B和C的电流标志。2.1.2变阻器变阻器是一个抽头电阻。图像：属性：参数描述总电阻变阻器的电阻R（总节点k和m之间），欧姆抽头位置（0至1）的抽头位置抽头。节点 K和T之间的电阻是：R*抽头当前流到节点K的当前标志标志。SaturableInductor一个饱和电感考虑磁芯的饱和效应。图像：属性:参数描述电流与电感特性的电流与电感（I1，L1），（I2，L2）等当前显示的当前标志标志非线性B-H曲线的分段线性近似表示。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曲被入代表我曲线相反，如下图所示1kJiuL^ati:jki -2lixluctAno!£=k'f'"■■7TE E/ji/'Ib hF罚电感的定义为：L=入/我，比我在每一个点入vs.。的饱和特性的疋由一系列的数据点为：（I1,L1）,（I2,L2）,（I3,L3），等注意定义的饱和特性必须使磁链入是单调递增的也就是说，L1*我2*2*我3*1*我3,等等。此外，类似于在现实世界中的饱和特性，每一个线性段的斜率必须随着电流的增加而单调减小。在某些情况下，含有饱和电感的电路可能无法收敛。连接一个非常小的横跨饱和电感的电容器可以帮助收敛。第2章：电源电路元件2.1.4非线性元件提供了具有非线性电压电流关系的下列元素：电阻型［V=F（I）］具有附加输入x的电阻型［V=F（I，x）］电导型［I=F （V）］-电导型与附加的输入x［I=F （V,x）］附加的输入x必须是一个电压信号图像：NonhriMrtkmcinlNonlinearrkmcnl(withiiddilim^linput)|InpulxO-IXI1T~X~i属性：用于电阻型元件：参数描述表达式F（I）或F（I，X）的V的表达在I和X［V=F（I）或V=F（I，X）］表达DF/诊断衍生的电压与电流I，即DF（我）/诊断初始值I0为当前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电导型元素：

参数描述表达式F(V)或F (V, X)的表达，我在 V和X[I=F (V)或I=F (V, X)]表达DF/DV的电流与电压的导数，即DF(v)/DV初始值为电压V的初始值V的下限的电压的下限V的上限的电压VVdle-14*(EXP(4O*v)-1)T非线性有限元(Noni)在上述模型的非线性二极管电路。二极管电流被表示为一个功能的电压为：I=14-10* (E40*1 )。在PSIM,非线性元件的规格将：Expression/(V)le-14*(EXP(40*v)-l)Expressiondfldv40e-14*EXP(40*v)InitialValuev00LowerLimitofv-le3UpperLimitofv12.2开关有在PSIM的两个基本类型的开关。一个是开关型。它工作在截止区域(关闭状态)或饱和区(状态)。另一种是线性型。它可以工作在任一截止,线性或饱和区。开关在开关模式包括以下：二极管和开关闸流管和双向可控硅自换相开关，具体：-门关断开关NPN双极结型晶体管(BJT)PNP双极结型晶体管-绝缘栅双极晶体管（IGBT）-N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（ MOSFET和P沟道MOSFET双向开关开关模型是理想的。也就是说，无论是开启和关断瞬变被忽视。开关上有10口Q阻力。当没有RLC支路并联连接的开关，一10Q电阻将连接在交换机内部。这种电阻可以被看作是关闭状电阻。在某些情况下，这种电阻可能需要修改。要改变关闭状态的阻力，为例如，100米Q,连接一个百米◎并联开关。自从 PSIM看到已经有一个电并联开关，10mQ电阻不会添加缓冲电路不需要开关。线性开关包括以下：NPN和PNP双极晶体管-N和P沟道MOSFET2.2.1二极管、LEDZenerDiode、和双向触发二极管二极管和LED当它进行的时候，一个发光二极管（LED发光。二极管或LED的导通是由电路工作条件。当正偏置电压大于阈值时，二极管被打开电压，当电流下降到零时，关断。图像：属性：参数描述二极管的阈值电压二极管的阈值电压Vd_th，在五二极管开始进行当正偏置电压大于Vd_th。二极管电阻二极管的电阻RD,在欧姆，之后开始进行。初始二极管位置的初始位置标志。如果标志是 0,二极管关闭。如果它是1,二极管在。二极管的电流标志电流标志。二极管的I-V特性和LED显示如下：i|i-yh；ir；iclcn、Liu!iVdJJ1Zener:齐纳二极管的电路模型如下图所示。图像：属性：参数描述齐纳二极管的击穿电压，击穿电压VB，V正向阈值电压正向传导的阈值电压（从阳极到阴极），在V正向导通电阻的正向电阻齐纳电流输出电流国旗（从阳极到阴极）当齐纳二极管正向偏置，它的行为作为一个普通的二极管。当它是反向偏见，它会阻挡导通，只要阴极阳极电压V万卡的击穿电压小于。什么时候V卡超过VB，电压V卡将被钳位到VB。注意当齐纳箝位，由于二极管是一个在 10口Q电阻为蓝本，阴极阳极电压将等于：VKa=VB+10口Q*我KA。因此，取决于我的价值，V将略高于VB。如果我KA是非常大的，V家可以大大高于VB。DIAC（双向触发二极管）：是双向触发二极管。双向触发二极管不进行到导通电压达到。之后 ，双向触发二极管进入雪崩导通，和导通压降是静电压。图像：属性：参数描述导通，导通时，移民局开始进行电压电压 V静电压导通电压降，V当前标志当前标志2.2.2晶闸管、双向可控硅晶闸管在开启时被控制。关闭是由电路条件。可控硅是一种可以在两个方向上传导电流的装置。它的行为以同样的方式作为两个相反的并联的晶闸管。图像：属性：参数描述电压降晶闸管导通电压降，在V保持该设备停止传导和返回的最小导通电流到关闭状态（只适用于晶闸管）闩锁电流最小的状态所需的电流保持装置在后的状态触发脉冲被删除（仅晶闸管）初始开关位置的初始位置标志（仅用于晶闸管）用于开关电流输出的电流标志标志注意，双向可控硅装置，保持电流和保持电流设置为零。有两种方法来控制晶闸管或可控硅。一种是使用一个选通块，另一个是使用一个开关控制器.一个晶闸管或可控硅栅极节点必须连接到一个浇注块或开关控制器•下面的例子说明了晶闸管开关的控制。左边的这个电路使用一个开关选通块。开关选通模式和频率是预先一定义，并保持不变，在整个模拟。右边的电路使用一个阿尔法开关控制器.在度的延迟角a,通过电路中的直流源的指定223GTO和晶体管自整流的开关的开关，除了PNP双极结型晶体管（BJT）和P沟道MOSFE的开启门控信号是当高（当1V或更高的电压施加到栅极节点）和开关正偏置（集电极发射极或漏极源极电压为正）。它被关闭了每当选通信号是低或电流下降到零。PNP晶体管和P沟道MOSFETF关打开时，门控信号低，开关负偏置（集电极-发射极或漏极-源极电压为负）。GTC开关是一个对称的装置与正向和反向阻断能力。 IGBT或MOSFETF关包括一个反并联二极管的有源开关。

注意，在PSIMBJT开关模型的局限性，与现实生活中的