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MachineModel | モータモデル

FPGA Electric Machine Library

正確で詳細なElectric Machine Real-Time Simulation

パワーエレクトロニクスアプリケーション向けのHILをうまく実装するには、周辺モデル、数マイクロ秒未満の反応時間での高速プログラム実行、および高速I / O通信などが テストしようとするコントローラと同じであることが必要です。

また、データを取得する操作の一連のツール、および結果(スコープ、グラフ、データロギングなど)解析の視覚化ツールも必要です。
RT-LAB上で動くOPAL-RTのFPGA Electric Machine Libraryは、eFPGASIM独自のソフトウェア環境に統合され、コントローラーとパワーエレクトロニクスおよび電気駆動システムの設計とテストに最適なプラットフォームです。



FPGA Electric Machine Libraryの一般的な構成

FPGA Electric Motors Libraryファームウェアは、eHSと呼ばれるOPAL-RTソルバーを介して変更および編集できるパワーエレクトロニクスコンバーターとインバーターを含んでいます。

このモデルには、PWM、レゾルバ、エンコーダ、ホール効果センサーなどモーター制御で使用されるほとんどの専用I / Oが含まれています。すべてのI/OはRT-XSGで認識されます。


FPGA Electric Machine Library

FPGA Electric Machine Libraryには、電動モーター駆動システムを構成するすべてのコンポーネントをシミュレートできるパワーエレクトロニクスおよびモーターライブラリが含まれています。

以下のようなさまざまなタイプの電気モーターの詳細な数学モデルが含まれています。

Permanent Magnet Synchronous Machine (PMSM – IPM – BLDC- SPM)

自動車および運輸産業は、PMSMが主に使われています。

このタイプは、電力密度(サイズ/重量の単位あたりの電力)と高速駆動能力で知られています。
OPAL-RTのソリューションは、時間精度情報と及び置センサー応答用レゾルバーとエンコーダーのI / Oインターフェースと通信プロトコルを含んでいます。

Induction Machine (DFIG – DFIM – Squirrel Cage Induction Machine)

IMモーターは、自動始動性、信頼性、経済性を備えているため、産業用ドライブとして広く使用されています。

また、可変速度や風力タービンなどの可変周波数ドライブ(VFD)で使用されることが増えています。
OPAL-RTのソリューションは、実行時に変更できるさまざまな構成とパラメータをサポートし、柔軟なテストを可能にし、誘導機制御テストシミュレーションとしては不可欠なものです。

Switched Reluctance Machines

スイッチドリラクタンスモータは、リラクタンストルクで動作し、ステーターの巻線に電力を供給します。

SRMは、電気製品や車両で使用され、励起電流、ローター位置、磁束鎖交の間で複雑な関係があります。
OPAL-RTのソリューションは、JSOL_JMAG-Studio、Infolytica_MotorSolve、ANSYS Maxwellなどの完成したコンポーネントのモデリングパッケージと簡単に接続できます。
これにより、上記のフラックスと他の変数との間の複雑な情報交換と高精度のテストとロギングが可能になります。


コンバータ、ブリッジ、および電動機での故障注入

完全な電気モーターのテストカバレッジには、電気モーターとコンバーターの故障シナリオを含むコントローラー動作検証が必要です。
OPAL-RTソリューションにより、以下を含むコンバーターおよびモーター障害シミュレーションが可能になります。

  • IGBTにおける オープン 短絡 ゲート故障
  • モータラインの開放 相間故障
  • DCリンク故障
  • レゾルバセンサー


再現性のあるテストツールでコストと市場投入までの時間を短縮

OPAL-RTのFPGA Electric Machine Libraryには、Python、TestStand、MATLABソフトウェアベースの完全なモジュールセットが付属しており、再現可能な自動テストとモンテカルロ解析ができます。
最小限のプログラミングスキルで、ユーザーは開発の初期段階でテスト対象のハードウェアの開ループおよび閉ループテストを実行できます。

  • 複雑な実行シーケンスを作成
  • 複雑な過渡および障害の状態をシミュレートするためのランダムテストベクトル生成
  • 詳細なレポートとチャートの生成
  • カスタムユーザーインターフェイスを使用し、リアルタイムで結果を表示
  • 外部のデータベースにデータ収録


eHSとeFPGAsimを使用した電気輸送(EV)HILテスト

有限要素解析との統合

FPGA Electric Machine Libraryは、有限要素解析(FEA)ツールによって生成されたインダクタンスおよび逆起電力データを、モーターモデルにインポートできます。

FEA手法は、モーター構造が非対称性のためフラックスと電流が非正弦波になり、従来のD-Qモデルが使用できない場合に必要です。
これは、スペース・コスト・磁気飽和を最適化する必要がある高速モーターを使用する、ハイブリッド車メーカー等にとって非常に重要です。
FEA解析ツールと統合されたモーターを使用する利点は、以下をシミュレートする機能が含まれることです。

  • 標準のD-Qモデルよりも高精度のモーターモデル
  • ローターの非対称性の影響
  • 逆起電力高調波
  • 磁気飽和の影響
  • コギングトルク



Solution Partners

JJMAG-RTは、実機に忠実なプラントモデルを生成します。
JMAG-RTブロックは、実際の電子制御ユニット(ECU)を仮想モーターに接続するOPAL-RT HILシミュレーションで使用できます。
JMAG-RTプラントモデルをシステムレベルのシミュレーションで使用して、電磁装置のより正確なふるまいを提供し、最速の計算速度を実現します。


InfolyticaのMotorSolveを使用して、機械設計者はOPAL-RTソフトウェアと互換性のあるモーターデータファイルを作成できます。
制御エンジニアはInfolyticaのデータをRT-LAB FPGAシミュレーターに転送することができます。
このシミュレーターは非常に正確で柔軟なモーターシミュレーションを提供し、電気モーター分野でのテスト方法を劇的に変えることができます。


Ansys Maxwell FEA(Finite Element Analysis)ソフトウェアモデルをOPAL-RTのHIL(Hardware-in-the-Loop)シミュレーションプラットフォームに統合して、 ハイブリッドおよび電気自動車のドライブトレイン、その他産業分野(ドライブ、工作機械など)のさまざまなアプリケーションで見られる複雑なドライブシステムをテスト・検証できます。


あらゆるタイプのシミュレーションとテストに最適なツール

OPAL-RTは、厳しい要件を満たす強力なリアルタイムコンピューター、電気モーター、正確な高速ソルバーを統合したスケーラブルで且つ、 正確なコントローラーテストとモーター駆動シミュレーションのHIL(hardware-in-the-loop)およびPHIL(power-hardware-in-the-loop)シミュレーターを提供します。



お問い合わせ先
株式会社 NEAT
愛知県名古屋市千種区池下1-11-21
TEL:052-764-3311FAX:052-764-3632

Opal-RT Technologies,Inc.
1751 Richardson, Suite 2525 Montreal, Quebec, Canada, H3K 1G6
TEL:+1-514-935-2323FAX:+1-514-935-4994

* 記載の会社名および製品名は、各社の登録商標および商標です。