Mit Zuversicht abheben: magniX beschleunigt die Entwicklung von Elektroflugzeugen durch HIL-Simulation
magniX
Luft- und Raumfahrt
01 / 06 / 2021
Das Unternehmen
MagniX definiert die Zukunft der Luftfahrt mit Vorteil elektrischen Antriebssystemen neu. Als Pioniere des elektrischen Fliegens haben sie das weltweit erste geschäftliche Elektroflugzeug - den eBeaver - angetrieben und mit der eCaravan das bis dato größte vollelektrische geschäftliche entwickelt. Mit ihren leistungsstarken Elektromotoren und Wechselrichtern setzen sie neue Maßstäbe für den nachhaltigen Flugverkehr.
Wir haben uns für OPAL-RT unter anderen HIL-Systemen entschieden, weil es in Forschung und Industrie weit verbreitet ist, komplexe hardware schnell und genau emuliert und Kund:innen hervorragend unterstützt wird.
Akshat Yadav
Leistungselektronik Ingenieur:innen, magniX
Die Herausforderungen
Es ist nicht einfach, herkömmliche Flugzeuge in elektrisch betriebene Maschinen umzuwandeln - vor allem unter den strengen Anforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie. magniX stand vor mehreren Herausforderungen, darunter:
- Validierung komplexer software unter engen Zeitvorgaben.
- Simulation von elektrischen Antriebssystemen (Motoren und Wechselrichter), bevor hardware verfügbar war.
- Ersetzen von herkömmlichen Getrieben und schweren Turbinenmotoren durch kompakte elektrische Systeme.
- Tests Systeme unter strengen Sicherheits- und Leistungsvorschriften.
Um die Vision des elektrischen Fliegens zum Leben zu erwecken, brauchte magniX eine Möglichkeit, das Verhalten der hardware in der realen Welt schnell und genau zu simulieren - ohne in die Luft zu gehen.
Ziel war es, die für den Flug entwickelte software in sehr kurzer Zeit zu testen. OPAL-RT-Systeme halfen bei der schnellen Modellierung und Emulation der hardware , die für die Überprüfung und Validierung der software verwendet wurde.
Akshat Yadav
Leistungselektronik Ingenieur:innen bei magniX
Die OPAL-RT Lösung
Um die Forschung und Entwicklung zu beschleunigen und sichere Flugtests zu gewährleisten, hat magniX einen OP5707-Echtzeitsimulator unter Verwendung der FPGA-basierten eHS Power Electronics Toolbox und der RT-LAB-Plattform von OPAL-RT eingesetzt.
Zu den wichtigsten Vorteilen ihrer OPAL-RT Einrichtung gehören:
- Real-time emulation of inverter and motor behavior with <400 ns time steps.
- Schnelle Modellierung von R-L-Last- und Motorsystemen zur Validierung von Reglern.
- Integration mit physischen Controller-Boards über intuitive Peripheriegeräte und Anschlüsse.
- Python-basierte API für automatisierte Tests und weniger menschliche Fehler.
- Skalierbar HIL Tests für magniDrive Umrichter und magni-Series Motoren.
Die Ergebnisse
- Ermöglichte den allerersten Elektroflug eines geschäftliche Flugzeugs (eBeaver).
- Validierte und integrierte magniDrive Wechselrichter in den eCaravan, das größte elektrische geschäftliche der Welt.
- Verringerung der Fehler in der software in einem frühen Stadium der Entwicklung.
- Nahtlose Integration dank der Dokumentation, des Supports und der hardware von OPAL-RT.
- Drastische Einsparungen: Der 30-Minuten-Flug des eBeavers kostete nur 8,20 $ an Strom gegenüber 135 $ an Kerosin.
Während der Einrichtung und Installation war das OPAL-RT-Team sehr hilfsbereit und reaktionsschnell. Die von OPAL-RT zur Verfügung gestellten Anschlüsse und Peripheriegeräte waren nahtlos und einfach mit dem Steuermodul und den Messeinheiten zu integrieren. Die von OPAL-RT zur Verfügung gestellte Dokumentation, Beispiele und Schulungen halfen dabei, das System in kürzester Zeit einzurichten.
Akshat Yadav
Leistungselektronik Ingenieur:innen bei magniX
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