OPAL-RT beschleunigt die Entwicklung einer neuen Generation modularer USV-Anlagen für Schneider Electric

Das Unternehmen

Schneider Electric ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Energiemanagement und Automatisierung. Das in Shanghai ansässige USV-Team entwickelt die Galaxy PX, eine dreiphasige, modulare unterbrechungsfreie Stromversorgung, die robusten Stromschutz für kleine und mittlere Rechenzentren sowie geschäftskritische Anwendungen bietet. Mit ihrem modularen „Live Swap“-Design in einer kompakten Ein-Schrank-Bauweise bietet die Galaxy PX interne N+1-Redundanz, skalierbare Kapazitäten, die sich dem Wachstum des Unternehmens anpassen, sowie EcoStruxure™-Konnektivität für die Fernüberwachung und -verwaltung.

Die Herausforderungen

• Kostspielige physische Prototypen: Bei der herkömmlichen UPS- Tests s werden zahlreiche reale Prototypen verwendet, die unter extremen Bedingungen verbrennen oder Risse bekommen können – was hohe Ersatzkosten und Terminverzögerungen zur Folge hat.
• Geringe Testabdeckung: Herkömmliche Testabdeckung ( Tests ) deckt nur etwa 50 % der automatisierten Testfälle ab, was 3–4 Durchläufe mit begrenzten Möglichkeiten zur Fehlersimulation erfordert.
• Schwierige Fehlerreproduktion: Interne Fehler (Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Bauteilschäden) und komplexe Szenarien (Einspeisung von Oberschwingungen, plötzliche Netzänderungen) lassen sich mit physikalischen Simulations hardware n nur schwer oder gar nicht sicher reproduzieren.
• Hardware Langsame Anpassung der Testplattform: Häufige Änderungen an der Testplattform unter hardware sind komplex und aufwendig, was die Reaktion auf Designänderungen während schneller Entwicklungszyklen verlangsamt.

Die OPAL-RT-Lösung

Schneider Electric hat mithilfe der Plattform von OPAL-RT mehrere digitale und automatisierte HIL-Prüfstände aufgebaut:

• FPGA-basierte Simulation: Die FPGA-basierte „eHS Power Electronics Toolbox“ ermöglicht hochgradig angepasste Modelle von Leistungselektronik-Topologien mit Zeitschritten im Nanosekundenbereich und unterstützt Schaltfrequenzen von bis zu 200 kHz und darüber – ideal für die präzise Simulation von PFC- und Wechselrichterstufen in USV-Anlagen.
• Skalierbar Hardware: Ein OP4510-Simulator in Kombination mit einer OP4520-E/A-Erweiterungseinheit, die jeweils mit Kintex™ 7 410T-FPGAs ausgestattet sind, simuliert die PFC und den Wechselrichter separat mit Gleichstrom-Bus-Kopplung über die optische Aurora-Kommunikation.
• Automatisierte „ Tests “: Dank der offenen LabVIEW- und Python-API-Schnittstellen in RT-LAB kann das Team von Schneider maßgeschneiderte automatisierte Testpanels erstellen – und so eine ganze Woche lang unterbrechungsfreie, unbeaufsichtigte „ Tests “ durchführen.
• Premium-Support: Das lokale Team von OPAL-RT Chinabietet im Rahmen des Premium-Wartungsvertrags maßgeschneiderte Firmware-Entwicklung und professionellen technischen Support, wodurch die Einarbeitungszeit für die Tester auf ein Minimum reduziert wird.

Die Ergebnisse

Der Übergang von der herkömmlichen „ Tests “-Methode zur HIL-Plattform von OPAL-RT brachte bahnbrechende Verbesserungen mit sich:

• Über 700 Testfälle mit 10–15 Durchläufen – im Vergleich zu über 600 Testfällen mit nur 3–4 Durchläufen bei herkömmlichen Methoden.
• 80 % automatisierte Testabdeckung – ein deutlicher Sprung gegenüber den bisherigen 50 %.
• Sichere Zerstörungs Tests: Kurzschlüsse im Bus, Abtastfehler und Szenarien mit Induktivitätsschäden werden nun digital getestet, ohne dass dabei Risiken für Personal oder Geräte entstehen.
• Simulation extremer Betriebsbedingungen: Komplexe Szenarien – wie die Einspeisung von Oberwellen, plötzliche Netzänderungen oder externe Kurzschlüsse – lassen sich problemlos konfigurieren und reproduzieren, wobei die Daten intern vollständig einsehbar sind.
• Sofortige Synchronisierung von „ Hardware “: Der digitale Prüfstand synchronisiert sich sofort mit den Designänderungen in „ hardware “, sodass „ Tests “ stets mit dem Projektzeitplan Schritt halten kann.
• Energieeffiziente Forschung und Entwicklung: Die digitale Plattform macht den hohen Energieverbrauch physischer Prototypen überflüssig Tests und ermöglicht so einen umweltfreundlicheren Entwicklungsprozess

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