
パワーエレクトロニクスおよびモータードライブソフトウェア | Altair® PSIM™
PSIMは、自動車から航空宇宙、エレクトロニクス、エネルギー、電力会社に至るまで、さまざまな電力変換関連アプリケーションのためのソリューションを提供します。 PSIMは、コンセプト検証からラピッドコントロールプロトタイピング、ハードウェア実装に至るまで、製品設計プロセスのあらゆる段階を支援します。
PSIMの詳細
スピーディな電源設計
電源は電化された世界の根幹です。 コンバータの要件、そして半導体デバイス、磁気、トポロジー、制御技術の進歩には、動的で正確なパーパスビルドのパワーエレクトロニクスシミュレーションツールが必要です。
PSIMは、今日の電源設計者が抱える主要な課題を解決します。 PSIMは、複数のトポロジーとコンバーターの動作特性、スイッチング速度とその影響、電力損失と効率、電磁干渉 (EMI) フィルタの設計と動作を評価できるだけでなく、制御設計と実装をすべて1つの直感的な接続環境で提供できます。

モーター駆動システムの総合的な解析と設計
ユーザーは、モータードライブの設計、シミュレーション、解析に業界最高のツールを必要としています。だからこそPSIMは、モーター ドライブの設計プロセスを高速化し、簡素化するために、どのチームにも選ばれるべきなのです。
PSIMは、モータードライブの分野でエンジニアが直面する次のような最も一般的な課題を克服できるようにサポートします。
- モーター性能評価、
- 電流/速度/トルクフィードバックループのコントローラー設計 (センサーまたはセンサーレス制御、FOC/DTC)、
- 電力コンバーターのサイジングと設計

非理想デバイスおよびEMIシミュレーション
ユーザーは、設計作業において必ずしも現実のスイッチ遷移を必要とするわけではありません。 しかし、電圧/電流のオーバーシュート、電磁干渉 (EMI)、その他の過渡的な相互作用が、最終製品とプロトタイプに差を生じさせ、最終的に故障につながるおそれがあります。
PSIMの非理想スイッチ モデルを活用すると、次の情報を知ることができます。
- 電圧/電流オーバーシュート
- 伝導EMI
- ゲートドライブの要件
- ロングケーブルインタラクション
- 寄生インダクターおよび寄生キャパシターとのその他の高周波インタラクション
小さなL値とC値を多数追加することは、高周波リンギングと重なった場合、数値的不安定を生じるおそれがあるため、PSIMのような堅牢なソルバーエンジンが必要です。
エレクトロニクスシステム開発を加速させる方法は?
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マルチレベルコンバーター
送電網がよりスマートになり、再生可能エネルギーがますます重要な役割を果たすようになるにつれて、モジュール式マルチレベルコンバータ (MMC) の重要性が増してきました。 MMCのシミュレーションは多様であるため、パワーエレクトロニクス設計者特有の課題です。 シンプルなマルチレベルコンバータとMMCは、スイッチがごく少数の場合もありますが、複雑度の高いシステムには数百ものスイッチが含まれることがあります。 つまり、損失、効率、制御性、高調波、さらには他のローカルコンバータとのインタラクションを慎重に検討しなければならないということです。
検討すべき要素が非常に多いため、チームには一つひとつのシミュレーションの完了を待っている時間がありません。しかし、PSIMを使用すれば、シミュレーションを効率的に、正確かつ迅速に処理できます。

EV/HEVパワートレインシステム
パワーエレクトロニクスとモータードライブは、EV/HEVパワートレインシステムの根幹です。
PSIMのデザインスイートを使用すれば、直ちにHEVパワートレインシステムをセットアップし、シミュレーションを開始できます。 これは、システムエンジニア、ハードウェアエンジニア、コントロールエンジニアがシステムの側面を研究し、開発プロセスをスピードアップするのに役立ちます。

マイクログリッドおよびグリッド接続の設計およびシミュレーション
スマートグリッド、分散型発電、ソリッドステート変圧器、そしてマイクログリッド。その呼称が何であっても、いくつもの電力変換器、発電源、分散型負荷、複雑な制御スキームで構成されるこれらの複雑なシステムは、これまでシミュレーションが困難でした。 しかし、もう難しくありません。
PSIMを導入すれば、次に挙げるような多数の用途で、複数のコンバーターが連動するように設計することが可能です。
- 分散型双方向エネルギー貯蔵を備えた太陽光発電マイクログリッドおよびグリッド接続システム
- 多数の異なるポイントオブロード (POL) コンバーターに電力を供給するPVとバッテリーを備えた衛星電力システム
- 石油およびガスにおけるダウンホール用途
- 飛行機、電車、自動車用の双方向エネルギー貯蔵およびPOLコンバータを備えた電動ドライブトレイン
おすすめリソース

Getting Started with PSIM - Building a Buck Converter
Since Altair acquired Powersim in March 2022, many new users might ask themselves: "How do I get started with PSIM and what can it even do for me?"
Are you one of them?
Or are you already an experienced user and just want to refresh your skills and see if there are any new tips and tricks?
Either way, this webinar is right for you. Join us for a one-hour journey through the PSIM software and learn how to build a buck converter from open-loop to close-loop.
We will also give tips on how to work more efficiently with PSIM by using some shortcuts.
Main learning concepts that we will touch on:
- Library elements
- Hotkey setup
- Simulation setup
- Timestep
- Total time
- Waveform analysis
- Adding waveforms
- Saving setups
- Adding screens
- Measurements
- Changing y-axis
- Timing
- Dual/triple etc.
- Introduction to AC sweep
- Setup
- Two-loop control
- Open-loop
- Loop gain
- Parameter file use
- Variable definitions
- Sub-circuits
- Intro analysis tools
- Monte Carlo, Fault, Sensitivity
- Intro to Scripting
- Intro to other switch modes
- Thermal

Solutions for Electrification featuring PSIM and Mechanical Load Co-Simulations
This webinar shows how to leverage PSIM's motor control design tools to jump-start your electrification projects.
The motor control design suite allows non-experts and experts to quickly get a fully defined motor drive working. This can be easily modified and integrated into bigger system simulations to understand the impact of a real motor drive on system efficiency and performance. We also introduce how to use Altair Activate to link PSIM with other solvers from Altair (like MotionSolve) to provide more realistic mechanical models.
Scripting methods are being shown to solve for inverter efficiency operating points to understand the impact of design decisions on inverter losses, e.g.:
- Switching frequency
- Device selection
- PWM scheme
Co-simulations and links between PSIM and other Altair tools in this webinar include:
- Activate
- Embed
- MotionSolve

Motor Drive Power Hardware Design a Complete Design Workflow from Loss-Comparison to EMI Considerations
Designing the power stage of a motor drive poses several interesting design and optimization tradeoffs. And what makes it even more complex is that you typically require a working motor drive control algorithm to drive the motor at the shaft speed and at your developed torque set points of interest.
Some major design decisions involve:
- Comparing switching and conduction losses of specific devices
- Comparing losses and performance at different switching speeds
- Evaluate losses in different PWM schemes (DPWM, SVPWM, etc)
- Optimizing DC bus capacitor size and rating
- Determining the total system efficiency as a function of developed torque and shaft speed
- Evaluate flyback voltages under inverter faults at different operating speeds
- Conducted EMI considerations
- Linking to Simulink for co-simulation
One typical challenge is getting a working control algorithm from the control design group.
Another time-wasting activity is setting up and running the many simulations that are required to compare these dependent design variables.
And then, What if someone wants to evaluate performance at a lower switching speed?
The control loops likely need to be totally redesigned to accommodate this and then everything needs to be re-simulated.
Do you have time for this?
Using PSIM's design and automation tools we will show you how to enable even someone with little knowledge of motor control algorithms to quickly design and verify the performance of the power stage without requiring input from a separate controls group:
- Use the Motor Control Design Suite to get stable current, torque, and speed controllers for your motor and operating conditions.
- Utilize Scripting Automation to define different simulation attributes and compile interpreted results. This could save you days of back and forth with your colleagues and many hours of manual simulation setup.
- Generate motor drive efficiency maps by linking with JMAG-RT which will calculate the copper and iron losses of your motor. The iron losses are broken into eddy current and hysteresis losses.
- Convert ideal switch models into non-ideal switches and define parasitic bus inductance, common-mode capacitors, and other parasitic elements to start getting an understanding of your system's conducted EMI.
- After that, use automation again to understand the sensitivity to certain parasitic values and their impact on the differential mode and common mode noise.
- Finally, you just compare your results against your desired EMI standard to ensure compliance. If you're not compliant, use the automated filter design tool provided in the EMI Design Suite to fix it.
It almost couldn't be more convenient and easy to use.
We will demonstrate PSIM's link to Simulink as this is another typical approach to power stage design: PSIM simulates the power stage while the control is in Simulink.
PSIM functionality that we cover in this webinar:
- PSIM Motor Drive Package
- Motor Control Design Suite
- EMI Design Suite
- JMAG-RT link (MagCoupler RT module)
