eFPGASIM

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Pragmatische FPGA-Echtzeitsimulation von modernen Elektroniksystemen

Die HIL-Simulation in der Leistungselektronik bleibt eine der größten Herausforderungen auf dem Feld der HIL-Simulation. Die I/O-Kapazität zur Erfassung der PWM-Frequenz, die Gesamtlatenz der Closed-Loop-Simulation sowie die mathematische Lösung verbundener Schalter und die Fehlerinjektion auf allen Stufen komplexer Schaltungen der Leistungselektronik sind nur einige Rätsel dieser sich entwickelnden Branche.

Nach zwei Jahrzehnten der Forschung und Entwicklung im Bereich der Echtzeitsimulation und mit viel praktischer Erfahrung auf dem Gebiet der Leistungselektronik präsentiert OPAL-RT mit eFPGASIM jetzt die branchenweit leistungsfähigste und intuitivste FPGA-basierte Echtzeitlösung. Dank der Verbindung aus der Leistung zuverlässiger digitaler Simulatoren und einer sehr geringen Kommunikationslatenz stellt eFPGASIM für Ingenieure in der Leistungselektronik eine hochmoderne HIL-Plattform für die Entwicklung und Erprobung von Regelungs- und Schutzsystemen dar.

Die Grenzen der Ökosystemerprobung mit eFPGASIM erweitern

Um Ingenieuren weitergehende Tests zu ermöglichen ist eFPGASIM in die folgenden und andere Produkte integriert:

  • eMEGASIM erlaubt Anwendern die Verbindung zwischen der, in einem Mikronetz befindlichen, Leistungselektronikgeräte und einem sehr großen Übertragungsnetz.
  • ePHASORSIM ist für die Interaktion und Integration erneuerbarer Energien in zunehmend überlastete Übertragungsnetze, Probleme der Cybersicherheit und die Komplexität des Betriebs, der Überwachung, Regelung und des Schutzes von Übertragungsnetzen vorgesehen.
  • Kommunikationsprotokolle wie Modbus, IEC 61850, DNP3, cAN, ARINC-429, MIl-STD-1553 u. v. a. m.
  • Umfassende und gut dokumentierte API, über die Anwender mit anderen Anwendungen wie Python, TestStand, labVIEw, C++ oder Java interagieren können.












eFPGASIM-Toolbox für die Leistungselektronik

eHS bietet eine komfortable Benutzerschnittstelle, über die Anwender mit einem beliebigen Simulationswerkzeuge erstellte Echtzeitmodelle mit noch nie da gewesener Schnelligkeit und Präzision importieren können.

Die Electric Machine Library ist die ideale Plattform für die Entwicklung und Erprobung von Regelkreisen. Sie enthält detaillierte mathematische Modelle von Elektromaschinen unterschiedlicher Art.

Mit RT-XSG bearbeiten Sie nutzerspezifische FPGA-Konfigurationen und übertragen mit hoher Bandbreite Daten zwischen den Simulationsmodellen und dem auf eFPGASIM laufenden eigenen Code.



Modulare Multilevel-FPGA-Konvertermodelle (MMC-Modelle)

Die von OPAL-RT entwickelten MMC FPGA-Module simulieren die MMCs unterschiedlicher Untermodul-Topologien mit äußerst großer Zuverlässigkeit und unschlagbarer Effizienz. Das Modell lässt sich nahtlos in einen komplexen, in eMEGASIM, HYPERSIM und eHS simulierten Stromkreis integrieren. Wie bei anderen eFPGASIM-Modulen kann der Anwender auch auf die MMC FPGA-Module direkt über MATLAB/Simulink® zugreifen, das Modell bearbeiten und mithilfe der RT-XSG-Funktionsbausteine zur Integration einer speziellen I/O-Schnittstelle oder benutzerdefinierter Regelalgorithmen eigene FPGA-Firmware erstellen.

eFPGASIM für Elektromobilität

Sehen Sie in diesem Video die kombinierten Tests der Leistung von Regelungs- und Schutzsystemen mit einem hoch zuverlässigen digitalen eFPGASIM-Simulator mit sehr geringer Kommunikationslatenz, durch den Leistungselektronikingenieure eine hochmoderne HIL-Plattform für die Entwicklung elektrischer Antriebe mit einem im Submikrosekundenbereich liegenden Zeitschritt an der Hand haben.

Angebot von NI

Nutzen Sie die Leistung von eFPGASIM auf einer Hardwareplattform von National Instruments. OPAL-RT und NI haben eFPGASIM gemeinsam mit der NI-Hardwareplattform verbunden und bieten damit die vollständige Kompatibilität mit LabVIEW und der Veristand-Umgebung.


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Technische Daten

Simulationsart:TEM-Bereich
Typischer Zeitschritt:200 ns – 2 μs
Kompatible Modellierungsumgebungen: Simulink, Simscape Power System, PLECS, PSIM und NI Multisim
Kapazität pro FPGA:288 Zustände / 128 Schalter*
Funktionen:• Automatische Skripterstellung
• Keine FPGA-Kompilierung erforderlich
• PWM-E/A mit 200 kHz
• Umfassende Bibliothek der Elektromotoren

*Je nach gewählter eHS-Baureihe. Weitere Informationen erhalten Sie auf der eHS-Seite.

eFPGASIM-Anwendungen

Konstruieren, analysieren, erproben, validieren und zertifizieren Sie Flugzeugbordnetze mit neuen Architekturen schneller mit eFPGASIM.
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Bordnetze

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Elektro- und Hybridmobilität

Zur schnelleren Durchführung einer präzisen und umfassenden Erprobung aller Regelkreise bei größerer Zuverlässigkeit und niedrigeren Investitionen verfügt OPAL-RT über leistungsfähige Echtzeitsimulationslösungen für die elektrische Schaltungen.
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Regelung der Energieerzeugungsanlagen

Unterschiedliche Test- und Entwicklungsverfahren über den gesamten Projektlebenszyklus

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Power-Hardware-in-the-Loop

Erfolgsgeschichten von Kunden

Valeo uses an OPAL-RT simulator to develop innovative powertrain solutions.

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Ford Motor Company: Hybrid Driveline Design & Control.

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ABB uses an OPAL-RT real time simulator to validate controls of medium voltage power converters.

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Zugehörige Quellen