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自信起飞:MagniX 利用 HIL仿真加速电动飞机研发

航空航天

01 / 06 / 2021

自信起飞:MagniX 利用 HIL仿真加速电动飞机研发

该公司

MagniX 正在用最先进的电力推进系统重新定义航空业的未来。作为电动飞行的先驱,他们为世界上第一架商用电动飞机 eBeaver 提供动力,并随后推出了迄今为止最大的全电动商用飞机 eCaravan。他们的高性能电机和逆变器正在推动可持续航空旅行的发展。

在众多 HIL 系统中,我们决定使用 OPAL-RT,因为它在研究和工业领域得到广泛应用,能够快速、准确地模拟复杂的电力电子硬件,并提供出色的客户支持。

Akshat Yadav

电力电子工程师,magniX

引用图片

挑战

将传统飞机改造成电力驱动的机器并非易事,尤其是在航空航天业的严格要求下:

  • 在紧迫的时间内验证复杂的控制器软件。
  • 在硬件可用之前模拟电力推进系统(电机和逆变器)。
  • 用紧凑型电动系统取代传统的齿轮箱和重型涡轮发动机。
  • 在严格的安全和性能规定下测试系统。

为了实现电动飞行的愿景,magniX 需要一种方法来快速、准确地仿真 真实世界的硬件行为,而不需要飞上天空。

目的是在很短的时间内测试为飞行设计的控制软件。OPAL-RT 系统帮助对用于验证和确认软件的硬件进行了快速建模和仿真。

Akshat Yadav

电力电子工程师

OPAL-RT 解决方案

为了加快研发速度并确保安全的飞行测试,magniX 使用 OPAL-RT 基于 FPGA 的 eHS 电力电子工具箱和 RT-LAB 平台部署了 OP5707 实时模拟器。

OPAL-RT 设置的主要优点包括

  • Real-time emulation of inverter and motor behavior with <400 ns time steps.
  • 用于控制器验证的 R-L 负载和电机系统快速建模。
  • 通过直观的外设和连接器与物理控制器板集成。
  • 基于 Python 的应用程序接口,可实现自动测试并减少人为错误。
  • 针对 magniDrive 变频器和 magni-Series 电机的可扩展 HIL 测试。

结果

  • 首次实现商用飞机电动飞行(eBeaver)。
  • 在全球最大的电动商用飞机 eCaravan 中验证并集成了 magniDrive 逆变器。
  • 在开发初期减少控制器软件错误。
  • 得益于 OPAL-RT 的文档、支持和硬件接口,实现了无缝集成。
  • 大幅节约成本:eBeaver 30 分钟的飞行仅耗费 8.20 美元电力,而喷气式飞机的燃油成本则为 135 美元。

在设置和安装过程中,OPAL-RT 团队给予了极大的支持和响应。OPAL-RT 提供的连接器和外围设备与控制模块和测量单元无缝连接,易于集成。OPAL-RT 提供的文档、示例和培训帮助用户在短时间内安装好系统。

Akshat Yadav

电力电子工程师

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