Imperix は、最もよく知られたリアルタイム シミュレーター用の HIL シミュレーション インターフェイスを提供します。
HILシミュレーションと合わせて、パワーエレクトロニクスコンバータの制御テストの高速化に貢献します。
たとえば、実際の制御機器 (ハードウェアおよびソフトウェア) をエミュレートされたパワー エレクトロニクス回路とインターフェースすることにより、エンジニアは、必ずしもダウンスケールされたシステムのモックアップを構築しなくても、制御アルゴリズムを簡単にデバッグおよび検証できます。
さらに、必要に応じて、電源装置も制御ループ内に含めることができるため、いわゆる電源ハードウェアインザループ (PHIL) 構成が構築されます。
ハードウェアインザループ シミュレーションの利点
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実際の制御ハードウェアを使用して、制御テストを早期に開始します。
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パワーステージが(まだ)利用できない場合は、制御を事前に検証します。
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危険なテストまたは破壊的なテストを実施する。
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外部機器 (通信など) を最初からテストベンチに統合します。
電力変換器のリアルタイム シミュレーション
一般的なワークフロー
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1 – オフラインコンピュータシミュレーション
制御段と電力段の両方は、たとえば Simulink や PLECS を使用してコンピュータ上でシミュレートされます。
Imperix コントローラーの場合、正確なモデルは専用の ACG SDK の一部です。
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2 – リアルタイム HIL シミュレーション
シミュレーション モデルをリアルタイムで実行する機能により、エンジニアはシミュレーションを現実世界の機器と対話させることができます。
たとえば、制御ソフトウェアは B-Box RCP で実行され、プラント モデルは OP4510 の FPGA でリアルタイムで実行されます。
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3 – 実験による検証
最終的には、実験室で実際のシステムまたはプロトタイプを使用して、補完的な制御の検証を行うことができます。
この段階では、電磁適合性やシステム効率もテストおよび検証できます。
教育用の HIL シミュレーション ハードウェア
B-Box RCP コントローラーは、超高速ハードウェア保護により、パワー エレクトロニクス機器を保護する独自の機能を備えています。
しかし、潜在的に危険な電圧でパワーインバータを操作することは、学生や経験の浅いスタッフにとって常に簡単ではありません。
このような状況では、リアルタイム シミュレーションを使用したハードウェア インザ ループ テストが、実験活動に代わる優れた手段となる可能性があります。
実質的に無害な環境において、制御関連の目的に十分なレベルの精度を提供します。
コントローラー ハードウェア イン ザ ループ (HIL)
HIL SIMULATOR INTERFACES
![](Interface_Opal-RT_Simulator.png)
シミュレーター インターフェイスは、B-Box RCP をサードパーティの HIL シミュレーターに相互接続します。
いわゆるコントローラー ハードウェアインザループ (または C-HIL) 構成では、実際の制御システムとシミュレートされた電力コンバーターが結合されます。
この構成は、電力段 (または縮小スケールのプロトタイプ) が利用可能になる前の制御テストによく使用されます。
一般に、1 つの HIL シミュレーション インターフェイスで十分ですが、多数の I/O 信号が必要な場合は複数のユニットを使用することもできます。
電力コンバータ用の DSP+FPGA コントローラ
imperix B-Box RCP は、パワー エレクトロニクス システムの制御専用のリアルタイム コントローラーです。
そのハードウェアは、実験室環境での迅速な制御の実装に合わせて調整されていますが、このユニットは産業用途にも完全に適しています。
高忠実度のハードウェアインザループ シミュレーター
B-Box RCP をリアルタイム シミュレータに接続することで、エンジニアはダウンスケール バージョンを実装する代わりに、パワー インバータ (またはその他のコンバータ トポロジ) をエミュレートできます。
これにより、インバータ制御のテストを迅速かつ容易に行うことができます。
サードパーティ製シミュレータ用の HIL シミュレーション インターフェイス
シミュレーターインターフェース TYPHOON HIL用
シミュレーターインターフェース SPEEDGOAT用
パワーエレクトロニクステストベンチ
マイクログリッドインバーターのシミュレーションとテスト
Imperix と Opal-RT の共同設計
すぐに使える製品バンドル
Imperix と Opal-RT は、両社の機器を組み合わせた、すぐに使用できるシステムを開発しました。
この製品バンドルは、HIL シミュレーション ハードウェアと低電圧プロトタイピング装置の両方を単一システムで提供します。
ユーザーは、HIL シミュレーション インターフェイスからパワー ステージにケーブルを交換するだけで、実験室内で実際の電力を使った実験を開始できます。
自分のモデルに自信を持てるようにする
リアルタイム シミュレーションと実験研究の間で反復作業を行うことにより、システム モデルの検証を簡単な方法で行うことができます。
研究室から結果を得る
学術雑誌の出版には実験結果が必要になることが多く、これは退屈な作業になる可能性があります。
このテストベンチを使用すると、ほとんどの課題は HIL シミュレーションを使用して解決できるため、その後の実験部分がより迅速かつ簡単になります。
三相太陽光発電インバータの例
模擬パネルを使用して放射条件を簡単に制御できます。
本物の PV パネルを操作して、セットアップの現実性を向上させます。
アンバランスまたは欠陥のあるグリッド状態をシミュレートします。
実際の電力の流れを測定し、効率を評価します。
パワーHIL (PHIL)
HIL POWER INTERFACES
![](interface_Opal-RT_Power.png)
POWER INTERFACES は、サードパーティの HIL シミュレーターを imperix 電源モジュールに相互接続します。
このインターフェイスにより、リアルタイム シミュレーターから Imperix パワー モジュールを制御できます。
HIL シミュレータ ハードウェアのデジタル出力を電源モジュールのコマンド入力に簡単に接続し、有用な測定値をアナログ入力に取得するために必要な信号接続を提供します。
したがって、黒色のインターフェイスは、HIL 電源インターフェイスが電力段に直接接続されているという意味で白色のインターフェイスとは異なります。
コントローラシミュレータ
リアルタイム シミュレータは、電源回路のエミュレートだけでなく、制御システムのエミュレーションにも使用できることは明らかです。
そのため、HIL シミュレータの所有者は、既存の機器に電源モジュールを追加するだけで、電源ハードウェア イン ザ ループ (PHIL) システムを簡単に実装できます。
Imperix パワーモジュール
当社のパワー エレクトロニクス ビルディング ブロックを使用すると、実際の実験室規模の電力コンバータをモジュール式で構築できます。
そのため、PHIL シミュレーション (Power Hardware-in-the-Loop) を含むさまざまな種類の実験活動に簡単に参加できます。
imperixモジュールのインターフェース
完全な製品開発サイクルのためのツール
包括的なソリューション
想像力からリアルタイムへ
imperix は、サードパーティ HIL ベンダーの協力を得て、研究開発エンジニアによる HIL および PHIL シミュレーションの実装を支援できます。
さらに、これは最初から実行できます。
最終製品とまったく同じソフトウェアとツールを使用するため、一貫した開発環境が保証されます。
リアルタイムからリアルパワーへ
次に、imperix はすぐに使用できるプロトタイピング機器を提供し、同じ制御ハードウェアとソフトウェアを使用して実験テストを容易にし、加速します。
最後に、当社の製品組み込み可能なコントローラーは、最終製品へのシームレスな統合を保証します。
![](https://www.neat21.co.jp/graphics/icon/n_point_blue.png)
お問い合わせ先
株式会社 NEAT
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