下载文档原格式
PSCAD/EMTDC 实验指导教程（试用版）西南交通大学电气工程学院电力系统仿真实验室二OO七年九月第一章PSCAD/EMTDC软件介绍1.1 概述PSCAD/EMTDC是加拿大马尼托巴高压直流研究中心出品的一款电力系统电磁暂态仿真软件，PSCAD（Power Systems Computer Aided Design）是用户界面，EMTDC （Electromagnetic Transients including DC）是内部程序。
EMTDC最初代表直流暂态，是一套基于软件的电磁暂态模拟程序。
Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC的初版，编写这个程序的原因是因为当时现存的研究工具不能够满足曼尼托巴电力局对尼尔逊河高压直流工程进行强有力和灵活的研究的要求。
自此之后程序被不断开发，至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究，其中包括交流研究，雷电过电压和电力电子学研究。
EMTDC开始时在大型计算机上使用。
然后在1986年被移植到Unix系统和以后的PC机上。
PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。
可模拟任意大小的交直流系统。
PSCAD V1 1988年首先在阿波罗工作站上使用，然后大约在1995年PSCAD V2开始应用。
PSCAD V3以PC Windows作为平台，在1999年面世。
目前最新版本的是PSCAD V4.2.1。
用户可以通过调用随EMTDC 主程序一起提供的库程序模块或利用用户自己开发的元部件模型有效地组装任何可以想象出的电力系统模型和结构。
EMTDC的威力之一是可以较为简单地模拟复杂电力系统, 包括直流输电系统和其相关的控制系统。
采用PSCAD/EMTDC进行的典型模拟研究包括：●一般的交流电力系统电磁暂态研究●直流输电结构和控制●FACTS(灵活交流输电系统)元部件模型●由于故障、断路器操作或雷电冲击引起的电力系统的过电压研究●绝缘配合研究●谐波相互影响研究●静止补偿器研究●非线性控制系统研究●变压器饱和研究, 如铁磁振荡和铁芯饱和不稳定性研究●同步发电机和感应电动机的扭矩效应和自励磁研究●陡前波分析●研究当一台多轴系发电机与串补线路或电力电子设备相互作用时的次同步谐振现象●向孤立负荷送电电力系统数字仿真实验室使用PSCAD/EMTDC主要进行一般的交流电力系统电磁暂态研究，进行简单和复杂电力系统的故障建模及故障仿真，分析电力系统故障电磁暂态过程。
EXPERT IN PASSIVE PARTSSWPA/SPH系列绕线功率电感介绍革命性低成本高性能Aug.,2012EXPERT IN PASSIVE PARTS主要内容1.顺络SWPA/SPH产品特征1.1 顺络绕线功率电感优势1.2 自主知识产权的创新性技术、工艺1.3 产品尺寸系列及性能介绍1.4 自动化产线简介2.产品应用1/15EXPERT IN PASSIVE PARTS 1.顺络SWPA/SPH产品特征1.1 顺络绕线功率电感五大优势(1)低成本(2)高性能(3)短交期(4)大产能(5)高配套2/15EXPERT IN PASSIVE PARTS3/15(1)低成本SWPA can replace……, make it **% lower.5mm 以上：10%; 4mm 及以下:15%PictureCategoryCompany DS\DB\D SeriesNR SeriesSLF\VLF\VLC\VLSSeriesMSS/MOS SeriesCDRH SeriesToko Taiyo Yuden TDKCoilcraft SumidaEXPERT IN PASSIVE PARTS(2)高性能SWPA/SPH 典型复合气隙传统磁屏蔽单一气隙相同尺寸及感值下，电感量下降30%时，SWPA/SPH复合气隙结构比传统单一集中气隙结构能承受更大电流。
通过调整磁性胶特性来改变产品的饱和特性，从而实现产品大电流、低DCR低背小型化。
4/15EXPERT IN PASSIVE PARTS5/15(3)短交期交期：15天内(4)大产能75KK/m 60KK/m 2\3\450KK/m 30KK/m 5\6\8\10开发中10以上开发中2以下Year (2013)Year-end (2012)At Present Production Capacity尺寸(mm)EXPERT IN PASSIVE PARTS6/15(5)高配套一站性供货，一站式服务•叠层片式压敏电阻器•片式NTC 热敏电阻•叠层片式铁氧体磁珠•叠层片式EMI 滤波器•叠层片式共模扼流器•绕线片式共模扼流器•叠层片式LC 滤波器•叠层片式蓝牙天线•模组（新）•ASM （新）•叠层片式陶瓷电感•叠层片式铁氧体电感•绕线片式陶瓷电感•绕线功率电感•叠层片式压敏电阻器•片式NTC 热敏电阻微波器件Coils敏感产品EMC 产品钽电容器EXPERT IN PASSIVE PARTS1.顺络SWPA/SPH产品特征1.2 自主知识产权的创新性技术、工艺（1）产品结构设计专利（2）磁性胶及其涂覆相关专利（3）自动化设备研制及改装能力7/15EXPERT IN PASSIVE PARTS8/15磁粉颗粒之间形成若干气隙，整体上磁性胶层是一个均匀分布的气隙和导磁性粉体形成的复合气隙，避免局部集中磁饱和。
多功能、多种拓朴高频PWM控制器TPS43000TPS43000是一款高频电压型同步PWM控制器，它能用于BUCK、BOOST、SEPIC 或flyback拓朴的控制。
该款高度柔性，全新特色的控制器设计成可驱动一对外部功率MOSFET（一个为N沟，一个为P沟）的结构，因而具有很宽范围的输出电压和功率水平，还有自动的PFM模式工作，关断电流小于1μA，休息模式工作电流小于100μA，在1MHz时整个工作电流小于2mA，因而是一个高效率多用途的DC/DC控制器。
TPS43000输入电压范围从1.8V～9.0V，给分布式系统供电，可以由镍镉电池供电，也可以由锂电池供电，产生0.8V～8V的各输出电压（还可更高），用户可调节其PWM频率最高达2MHz，也可令其进入PFM模式，在此时若电感电流进入断续，则IC进入休息模式，在输出电压降下2%时再工作，在此工作模式，在很宽的负载电流时都有非常高的效率，器件还可以同步到外时钟频率。
TPS43000可选择两个水平的限流电路，它检测主功率MOSFET的压降，用户可选择逐个脉冲式限流，或打呃式过流保护。
TPS43000可以在低功耗模式下工作，有欠压锁定，软起动等功能，最高工作频率达2MHz。
IC的内部等效电路如图1所示。
其16PIN功能描述如下：1 PIN SYNC/SC此功能端用于外同步及关断控制，要求外脉冲从0V～2V，占空比不限，但脉宽必须大于100ns。
保持此端高于2V，或保持此电压达35μS，IC 即关断。
2 PIN CCS限流端子，可逐个脉冲电流限制及打呃式限制，将此端接于VIN，为逐个脉冲限流，接此端到GND，进入打呃式过流保护。
3 PIN RT外接电阻到GND设置工作频率。
4 PIN CCM无论输入端检测有没有信号，I ZERO比较器都允许断续型工作，将此端电平拉高，可忽视I ZERO比较器的输出，强制连续导通模式工作，将其接地，即使能I ZERO，允许断续导通模式工作。
电力电子技术已逐渐成为一门至关重要的专业,其专业课程教学也同样受到广泛关注。
《电力电子技术》是电气电气工程类学科的重要基础,该课程的教学水平的不断提高对提高学生的实践能力和奠定学生扎实的基础具有十分重要意义。
电力电子技术是教学内容以电路为主线，以波形与相位分析方法贯穿始终，是一门实践性很强的应用技术，通过分析各类电力电子器件的通断情况来理解整流、逆变典型电路的工作原理，从而得出电路在不同负载作用下各点的电流、电压波形。
要想真正掌握这门课的理论，必须通过实验来验证和分析。
然而由于课时及模拟实验装置资源的限制，学生不可能将各种电路的实验结果都做验证，也不可能进行更多综合的实验。
但仿真软件PSCAD/EMTDC 提供了这样一个平台，可以在这个平台上设计电路，进行仿真实验[1-3]。
1、PSCAD/EMTDC 仿真软件简介PSCAD/EMTDC 是当前国际上普遍流行的一种电磁暂态分析软件包，它主要用来研究电力系统的暂态过程。
该软件包也能适用于一般电气电子线路以及可等价地用电路来描述系统的仿真分析。
该软件具有大规模的计算容量、完整而准确的元件模型库、稳定高效的计算内核、友好的界面和良好的开放性等特点。
特别是良好的图形用户界面使得用户可通过图形添加的方式来解决一些复杂的电路功能，相对于基于数学模型的Matlab 仿真软件而言，更易于被人们接受。
PSCAD/ EMTDC 包括了电路、电力电子、电机等电气工程学科中常用的元件模型，这些元件模型主要分布在以下元件库中：（1）无源元件库(Passive Elements)：集中参数电阻R、电感L 、电容C; 随时间变化的电阻R 、电感L 、电容C等；（2）电源模块库(Sources Models)：各种电压源、电流源和多相谐波源等（3）变压器模块库(Transformer Models)：各种单相、三相变压器；（4）电机模块库(Machines)：电动机、发电机等；（5）测量仪器库(Meters)：单相电压表、电流表、三相电压表( RMS) 、瞬时有功功率/ 无功功率表、频率表及相位( 差) 表;（6）输入、输出模块库(I/O Devices)：输入的两状态开关，输出示波器等；（7）高压直流输电和柔性交流传输模块(HVDC ＆ FACTS)：包括二极管、晶闸管、GT O、IGBT 及单相桥、三相桥等（8）控制系统模型库(Control System Modeling Functions)：包含91 种交/ 直流控制、数字/ 模拟控制模型；此外，PSCAD/EMTDC 还具有强大的自定义功能，用户可以根据自己的需要创建具有特定功能的电路模块[3]。
认识贴片电感电感从制造工艺来分，片式电感器主要有4种类型，即绕线型、叠层型、编织型和薄膜片式电感器。
常用的是绕线式和叠层式两种类型。
前者是传统绕线电感器小型化的产物；后者则采用多层印刷技术和叠层生产工艺制作，体积比绕线型片式电感器还要小，是电感元件领域重点开发的产品。
1.绕线型 它的特点是电感量范围广（mH～H），电感量精度高，损耗小（即Q大），容许电流大、制作工艺继承性强、简单、成本低等，但不足之处是在进一步小型化方面受到限制。
陶瓷为芯的绕线型片电感器在这样高的频率能够保持稳定的电感量和相当高的Q 值，因而在高频回路中占据一席之地。
TDK的NL系列电感为绕线型，0.01~100uH，精度5%，高Q值，可以满足一般需求 NLC型适用于电源|稳压器电路，额定电流可达300mA；NLV型为高Q值，环保（再造塑料），可与NL互换；NLFC 有磁屏，适用于电源线。
2.叠层型 它具有良好的磁屏蔽性、烧结密度高、机械强度好。
不足之处是合格率低、成本高、电感量较小、Q值低。
它与绕线片式电感器相比有诸多优点：尺寸小，有利于电路的小型化，磁路封闭，不会干扰周围的元器件，也不会受临近元器件的干扰，有利于元器件的高密度安装；一体化结构，可靠性高；耐热性、可焊性好；形状规整，适合于自动化表面安装生产。
TDK的MLK型电感，尺寸小，可焊性好，有磁屏，采用高密度设计，单片式结构，可靠性高；MLG型的感值小，采用高频陶瓷，适用于高频电路；MLK型工作频率12GHz，高Q，低感值（1n~22nH）3.薄膜片式 具有在微波频段保持高Q、高精度、高稳定性和小体积的特性。
其内电极集中于同一层面，磁场分布集中，能确保装贴后的器件参数变化不大，在100MHz以上呈现良好的频率特性。
4.编织型 特点是在1MHz下的单位体积电感量比其它片式电感器大、体积小、容易安装在基片上。
用作功率处理的微型磁性元件。
片式电感片式叠层电感片式叠层电感简称为贴片电感、片感，常用的三大片式元件（片阻、片容、片感）之一。
公制长(L) 宽(W) 高(t) a0402 1/16W0603 1/10W0805 1/8W1206 1/4W电容电阻外形尺寸与封装的对应关系是:0402=1.0x0.50603=1.6x0.80805=2.0x1.21206=3.2x1.61210=3.2x2.51812=4.5x3.22225=5.6x6.5常规贴片电阻(部分)常规的贴片电阻的标准封装及额定功率如下表：英制(mil) 公制(mm) 额定功率(W)@ 70°C 0201 0603 1/200402 1005 1/160603 1608 1/100805 2012 1/81206 3216 1/41210 3225 1/31812 4832 1/22010 5025 3/42512 6432 1国内贴片电阻的命名方法：2、1％精度的命名：RS-05K1002FTR －表示电阻S －表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。
05 －表示尺寸(英寸)：02表示0402、03表示0603、05表示0805、06表示1206、1210表示1210、1812表示1812、10表示1210、12表示2512。
K －表示温度系数为100PPM,102－5％精度阻值表示法：前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，基本单位是Ω，102＝10000Ω＝1KΩ。
1002是1％阻值表示法：前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，基本单位是Ω，1002＝100000Ω＝10KΩ。
J －表示精度为5％、F－表示精度为1％。
T －表示编带包装1：0402(1/16W) 2:0603(1/10W) 3:0805(1/8W) 4:1206(1/4W) 5:1210(1/3W)6:2010(1/2W) 7:2512(1W)1206 20欧1/4 *4 5欧1w120贴片电阻各参数说明国内贴片电阻的命名方法：1、5%精度的命名：RS-05K102JTR －表示电阻S －表示功率0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W。
