SIMBA v24.11 شبیه‌سازی مدار قدرت و درایو موتور

نرم افزار SIMBA محصول شرکت Powersys یک محیط تخصصی برای طراحی، شبیه سازی و تحلیل سیستم های الکترونیک قدرت و درایوهای موتور است. این نرم افزار برای مدل سازی سیستم هایی مانند مبدل های DC/DC و AC/DC، اینورترها، منابع تغذیه، درایوهای موتور، شارژر خودروهای برقی و مبدل های متصل به شبکه توسعه یافته و امکان بررسی رفتار مدار از سطح معماری سیستم تا جزئیات عملکرد قطعات قدرت را در یک محیط واحد فراهم می کند.

SIMBA برای پروژه هایی طراحی شده که در آن مهندس باید توپولوژی مدار، کنترل، عملکرد سوئیچ های قدرت، تلفات، حرارت و پاسخ سیستم را به صورت یکپارچه بررسی کند. کتابخانه های الکتریکی، مکانیکی، مغناطیسی، حرارتی و کنترلی نرم افزار اجازه می دهند اجزای مختلف سیستم در کنار یکدیگر مدل شوند و عملکرد کل مبدل یا سامانه مورد ارزیابی قرار گیرد. این قابلیت در طراحی مبدل های توان، درایوهای الکتریکی و سامانه های الکتریکی خودرو اهمیت ویژه ای دارد.

یکی از ویژگی های مهم SIMBA، امکان انجام شبیه سازی در سطح سیستم و SPICE در یک محیط واحد است. بنابراین مهندس می تواند ابتدا معماری و عملکرد کلی مبدل را بررسی کرده و سپس برای بررسی دقیق رفتار سوئیچ ها، درایو گیت و جزئیات قطعات قدرت، به مدل های دقیق تر منتقل شود؛ بدون اینکه مجبور باشد مدل را بین چند محیط نرم افزاری بازسازی کند. این قابلیت برای طراحی مبدل های فرکانس بالا و سامانه های مبتنی بر نیمه هادی های SiC و GaN اهمیت زیادی دارد.

SIMBA همچنین برای تحلیل حرارتی و الکتروحرارتی طراحی شده و امکان بررسی تلفات هدایتی و سوئیچینگ نیمه هادی ها و اثر آن بر دمای قطعات را فراهم می کند. در کنار آن، تحلیل های AC Sweep، تحلیل پارامتریک، تشخیص حالت ماندگار و بررسی شکل موج ها برای ارزیابی عملکرد مبدل و سیستم کنترل در اختیار کاربر قرار دارد.

در پروژه های صنعتی، یکی از مزیت های مهم SIMBA قابلیت مطالعه گسترده فضای طراحی است. مهندس می تواند پارامترهایی مانند فرکانس سوئیچینگ، مشخصات قطعات، بار، شرایط کاری و پارامترهای کنترل را تغییر داده و تعداد زیادی حالت طراحی را به صورت خودکار اجرا و مقایسه کند. Python API، اجرای موازی و اتصال به ابزارهایی مانند JMAG و FMI نیز امکان قرار دادن SIMBA در Workflow های اتوماسیون و طراحی مهندسی را فراهم می کند.

قابلیت‌هاینرم افزار SIMBA

• طراحی و شبیه سازی مبدل های قدرت | Power Converter Simulation
  برای طراحی و تحلیل یکسوسازها، اینورترها، مبدل های DC/DC، مبدل های AC/DC و توپولوژی های پیچیده تبدیل توان استفاده می شود.

• شبیه سازی درایو موتور | Motor Drive Simulation
  مدار قدرت، موتور و سیستم کنترل را به صورت یکپارچه مدل کرده و عملکرد درایو را در شرایط مختلف بار و سرعت بررسی می کند.

• مدل سازی دقیق قطعات قدرت | Power Device Modeling
  امکان استفاده از مدل های مختلف سوئیچ های قدرت و مدل های دقیق تر برای بررسی رفتار واقعی نیمه هادی ها در مدار را فراهم می کند.

• تحلیل الکتروحرارتی | Electro-Thermal Analysis
  تلفات هدایتی و سوئیچینگ قطعات قدرت و افزایش دمای آن ها را بررسی کرده و برای ارزیابی حرارتی مبدل مورد استفاده قرار می گیرد.

• تحلیل فرکانسی و حلقه کنترل | AC Sweep & Loop Analysis
  پاسخ فرکانسی، تابع انتقال و رفتار حلقه کنترل مبدل را برای طراحی و ارزیابی سیستم کنترل بررسی می کند.

• تحلیل پارامتریک | Parametric Analysis
  پارامترهای طراحی را در چندین حالت تغییر داده و اثر آن ها بر عملکرد، راندمان و سایر شاخص های سیستم را مقایسه می کند.

• تحلیل حالت ماندگار | Steady-State Analysis
  حالت ماندگار مدار را تشخیص داده و امکان توقف خودکار شبیه سازی در شرایط پایدار را فراهم می کند؛ این قابلیت در مطالعات تکرارشونده بسیار کاربردی است.

• شبیه سازی SPICE | SPICE Simulation
  امکان بررسی رفتار دقیق تر قطعات و رویدادهای سوئیچینگ را در کنار مدل سازی سطح سیستم فراهم می کند.

• کاوش فضای طراحی | Design Space Exploration
  صدها یا هزاران حالت طراحی را با تغییر پارامترهای مختلف اجرا کرده و امکان مقایسه سیستماتیک عملکرد و انتخاب گزینه مناسب را فراهم می کند.

• اتوماسیون و شبیه سازی با Python | Python Automation
  با استفاده از Python API می توان اجرای شبیه سازی، مطالعات پارامتریک، اجرای موازی و پردازش نتایج را در Workflow های مهندسی خودکار کرد.

کاربردها

• خودروسازی و تولیدکنندگان خودروهای برقی
  برای طراحی و تحلیل اینورتر پیشرانه، شارژر باتری، مبدل های DC/DC، درایو موتور و سامانه های تبدیل توان خودروهای برقی و هیبریدی استفاده می شود. SIMBA نمونه های مشخصی برای شبیه سازی شارژر باتری خودروهای برقی دارد.

• سازندگان تجهیزات الکترونیک قدرت
  برای توسعه منابع تغذیه، اینورترها، مبدل های توان، شارژرها و تجهیزات تبدیل انرژی و بررسی عملکرد، تلفات و رفتار حرارتی آن ها در شرایط مختلف کاری.

• سازندگان درایو و موتورهای الکتریکی
  برای شبیه سازی اینورتر موتور، مدارهای سوئیچینگ، سیستم کنترل و عملکرد درایو و ارزیابی راندمان و رفتار سیستم در نقاط مختلف کاری.

• تولیدکنندگان تجهیزات متصل به شبکه برق
  برای طراحی و تحلیل مبدل های Grid Connected، مبدل های DC Grid، منابع انرژی و تجهیزات تبدیل توان متصل به شبکه و بررسی عملکرد آن ها در شرایط مختلف بهره برداری.

• تولیدکنندگان سامانه های ذخیره انرژی و شارژر
  برای توسعه شارژرهای باتری، مبدل های ذخیره انرژی و سامانه های مدیریت توان و بررسی عملکرد مدار قدرت، کنترل، تلفات و شرایط حرارتی پیش از ساخت نمونه فیزیکی.

برای مشاهده اطلاعات کامل نرم افزار SIMBA جهت شبیه‌سازی مدار قدرت و درایو موتور به اینجا مراجعه کنید. در ادامه عکس هایی از این نرم افزار نشان خواهیم داد.