eFPGASIM

Slide thumbnail

基于FPGA的实用现代电力电子系统可编程实时仿真

电力电子实时仿真仍然是HIL仿真的一大挑战。I/O获取PWM频率的能力,闭环测试的总体延迟,数学求解复杂电力电子回路中每个阶段的耦合开关和故障注入等,都只是这个不断发展的领域中一小部分难题。

得益于20年来在实时仿真领域的研究与开发,以及电力电子方面的直接经验,OPAL-RT推出了eFPGASIM这一业界最强大和直观的基于FPGA的实时仿真解决方案。eFPGASIM将高精确数字仿真器的性能与低通讯延迟结合在一起,为电力电子工程师提供了一套具备先进水平的硬件在环平台,为控制保护系统的开发与测试服务。

针对电力运输的eFPGASIM

观看视频了解高精确eFPGASIM数字仿真器进行的控制保护系统性能测试,eFPGASIM具备极低的通讯延迟和亚微秒时间步长,是电力电子工程师们进行电机开发的理想硬件在环平台。

eFPGASIM软件工具包

电机

在对电机控制器进行HIL或PHIL测试时,实时仿真应尽可能接近真实设备。这不仅能保证最大测试覆盖率,而且能够提高使用电机实时仿真的利用率从而降低利用昂贵测力计的几率。

为实现这一目的,eFPGASIM配备了一套具备丰富电机模型的素材库,其中包括永磁同步电机(PMSM),感应电机(IM,DFIM和鼠笼式电机),开关磁阻电机(SRM),无刷直流电机(BLDC)等模型。OPAL-RT还精通于根据客户需要对不规则电机实时模型进行开发。

eHS

作为eFPGASIM的核心,eHS是一种基于FPGA的通用型可重复编程电子解算器。eHS提供了一种灵活地用户界面,让使用者可以将在多种仿真工具(如SimScape Power System Simulink toolbox, PSIM, PLECS Blockset, 或Multisim)中搭建的模型实时化。

得益于eHS,eFPGAsim是一种理想的实时仿真平台,可以针对所有类型的电力转换器的测试,如:新能源转换(太阳能、风能、电池管理和微电网)、工业传动系统、电动运输和电力电子研究)

基于FPGA的模块化多电平换流器模型

OPAL-RT开发的MMC FPGA模块库能够以极高的精确度和效率仿真具备很多不同拓扑子模块的MMC。这些模型能够与遭eMEGASIMHYPERSIMeHS中被仿真的复杂电路无缝集成。如同其他eFPGASIM模块库一样,用户能够通过MATLAB/Simulink® 直接访问MMC FPGA模块库,并且通过针对特殊I/O界面或自定义控制算法的RT-XSG功能模块,用户可以通过针对特殊I/O界面或自定义控制算法的RT-XSG功能模块进一步编辑模型并生成自己的FPGA固件。

RT-XSG

RT-XSG能够为FPGA硬件在环仿真和快速控制原型仿真提供现成的Simulink模块库。它还有管理FPGA配置,以及实现RT-LAB仿真模型和FPGA上运行的用户自定义系统间的高带宽数据转换的职能。RT-XSG包含一个与MATLAB/Simulink®类似的有多个功能模块的数据库以便于FPGA编程。它还允许用户生成自定义模型并将运算分布到多个节点上,从而实现更灵活和强大的实时仿真。

与国家仪器(NI)合作

在NI的硬件平台上运行eFPGASIM,从OPAL-RT与NI的强强合作中获益。这一合作将eFPGASIM集成到NI的硬件平台中,实现LabVIEW和Veristand环境的全面兼容。

技术参数

仿真类型:EMT 范围
典型时间步长:200 ns – 2 μs
兼容建模环境:Simulink, Simscape Power System, PLECS, PSIM 和 NI Multisim
每个FPGA的性能:288 states/ 128 switches*
特性:• 自动脚本
• 无需编译FPGA
• 200 kHz PWM I/O
• 丰富电机模型素材库

*参数根据所选eHS系列有所不同。浏览eHS页面了解更多信息。

用户案例

Valeo使用OPAL-RT仿真器开发革新动力域系统解决方案

Download PDF


福特汽车:混合传动系统设计和控制

Download PDF


ABB使用OPAL-RT实时仿真器验证中压功率转换器的控制系统

Download PDF


相关资料