Elecpy:一个用于电气分析的Python库
Bilibili_Alex
2021年08月26日 14:14

Elecpy是什么?

    Elecpy(Electric Python)是一个Python语言的扩展程序库,可用来进行电路模型搭建、仿真计算、数据可视化等工作,所有的功能都可使用一个简洁的GUI界面来操作,简单快捷。

    Elecpy保存在“Python包索引(PyPI)”仓库中,其主页如下图所示。

Elecpy保存在Python包索引(PyPI)中

Elecpy适合谁来使用?

    电气领域的教师、学生、工程师或科研人员均可使用Elecpy来绘制电路图并分析电路。

Elecpy的GUI界面什么样子?

    Elecpy由多个模块(.py文件)组成,每个模块中包含不同的类或函数,通过调用这些类或函数,可完成相应的工作。Elecpy包含一个GUI类,通过调用该类,可打开Elecpy的GUI界面进行操作,此次发布的版本为Elecpy 0.1.1,其GUI界面如下:

    Elecpy的GUI界面包括三个部分:操作栏、工具栏和电路图纸。

    在操作栏中,每个按键的功能如下:

  • New:打开一个新的电路图的图纸

  • Open:打开一个已保存的电路图(.elc文件)

  • Template:打开库自带的典型电路模板

  • Refresh:刷新电路

  • Save:保存电路图为.elc文件

  • SaveAs:另存电路图为.elc文件

  • Close:关闭电路图

  • Designator:给新创建的电路图上的元器件批量添加编号

  • Compile:编译电路图,只有编译通过的电路才能用于仿真计算

  • Netlist:查看电路的netlist

  • Run:运行仿真

  • Graph:打开一个可视化界面,显示电路的运行数据

    在工具栏中,包含了常用的理想电路模型以及操作,如Res:电阻,Cap:电容,Ind:电感,Dio:二极管,Udc:直流电压源,Uac:交流电压源,Idc:直流电流源,Iac:交流电流源,GND:接地,Wire:导线绘制,Del:删除。

    电路图纸则是用来放置电路图的区域。

Elecpy能做什么?

  • 手动创建电路模型

    第1步:打开一个新的电路图纸

打开一个新的电路图纸

    第2步:放置元器件

放置元器件

    第3步:连接导线

连接导线

    第4步:批量创建元器件编号

批量创建元器件编号

    第5步:编译电路

编译电路

    第6步:保存电路

  • 通过典型电路模板创建电路模型

    Elecpy提供一套典型电路模型模板,如串联谐振电路,并联谐振电路,半波整流电路,全波整流电路,RC充电电路,脉冲放电电路等等。

典型电路模型模板

    选择某个典型电路模板,鼠标左键双击,即可快速创建该电路。

通过典型电路模板快速创建电路

  • 打开已保存文件创建电路模型

    已创建的电路可在电脑上保存为.elc文件,打开已保存的.elc文件即可快速创建电路。

打开文件创建电路模型

  • 计算动态电路

    通过数值算法,计算任意电路在特定时长下的运行数据:元件电压、元件电流和节点电压。

计算动态电路

  • 计算正弦稳态电路

    通过相量算法,计算正弦稳态电路的电路运行数据:元件电压、元件电流、节点电压。

计算正弦稳态电路

  • 静态显示电路运行曲线

    串联谐振电路的稳态电压相量图和波形图

串联谐振电路的稳态电压相量图和波形图

    串联谐振电路的暂态电压波形

串联谐振电路的暂态电压波形

    半波整流电路的电压波形

半波整流电路的电压波形

    全波整流电路的电压波形

全波整流电路的电压波形

    三相电路的电压相量图和波形图

三相电路的电压相量图和波形图

  • 动态显示电路运行曲线

    串联谐振电路的稳态电压相量图和波形图

串联谐振电路的稳态电压相量图和波形图

    串联谐振电路的暂态电压波形

串联谐振电路的暂态电压波形

     半波整流电路的暂态电压波形

半波整流电路的暂态电压波形

    全波整流电路的暂态电压波形

全波整流电路的暂态电压波形

    三相电路的稳态电压相量图和波形图

三相电路的稳态电压相量图和波形图

如何获取Elecpy?

    Elecpy为Python语言的扩展程序库,可免费获取:

    第1步,在Python官网(https://www.python.org/downloads/)下载Python安装软件并安装;

    第2步,在命令行输入如下命令,完成安装。

代码块
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python -m pip install Elecpy
python -m pip install pandas
python -m pip install matplotlib
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如何启动Elecpy?

    完成Elecpy的安装后,打开Python的官方编辑器:Python Shell。

在Python Shell中启动Elecpy

     在python shell命令行输入如下命令启动Elecpy的GUI界面。

代码块
JavaScript
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from Elecpy.Platform import *
PlatformGUI()
复制成功

Elecpy的未来展望

    当前的版本为Elecpy 0.1.1版,包括了基本的理想电路元件,简单的电路图绘制功能,必要的仿真算法以及运行数据相量图和波形图显示等功能。

    Elecpy未来将不断丰富元件库,增加电路图操作功能,优化仿真算法,丰富数据可视化方法等。