HIL-Systeme für die Emulation kleiner Elektromotoren

Testen von Zusatzsystemen auf elektronischer Leistungsebene

Auf elektronischer Leistungsebene sind die realen Leistungsendstufen Teil des Tests und nur der Motor wird durch eine elektronische Last emuliert. Daher muss der Prüfling nicht modifiziert werden und unterliegt im Vergleich zu einem mechanischen Prüfstand nur wenigen Sicherheitsbeschränkungen.

Anwendungsbereiche

  • Emulieren von elektrischen Maschinen (bürstenlosen Gleichstrommotoren, Asynchronmotoren, permanenterregten Synchronmaschinen) auf Leistungsebene
  • Geeignet für hochdynamische Messungen und sehr schnelle Vorgänge in elektrischen Lenksystemen, Getriebeaktoren, Kraftstoffpumpen etc.
  • Integrieren elektrischer Antriebe in eine virtuelle Fahrzeugumgebung

Leistungsmerkmale

  • Voller Zugriff auf das Motormodell Schnell einstellbare Motorparameter
  • Elektronische Lasten zum Senken des Steuergeräte-Ausgangsstroms
  • Bis zu 60 V und bis zu 100 A (50 A RMS) pro Modul für den Parallelbetrieb
  • Benutzerprogrammierbares FPGA Board für die Berechnung dynamischer Teile des elektrischen Antriebssystems
  • Minimierte Durchgangszeiten für die Simulation von Stromwelligkeit (PWM-Effekte)
  • Sehr schnelle Stromregulierung, ideal zum Laden von PWM-Leistungsstufen
  • Hohe Genauigkeit der emulierten Ströme
  • Flexibler als mechanische Prüfstände
  • Unterstützung von Multiprozessor-Systemen mit mehr als einer Processing Unit für mehr Rechenleistung

Bis zu 30 V

Das DS5380 Low-Voltage Electronic Load Module ist für einen sehr schnellen Betrieb optimiert, wie er für die Emulation von Elektromotoren, zum Beispiel in elektrischen Lenksystemen, erforderlich ist. Das Modul kann sowohl als Stromsenke als auch als Stromquelle fungieren, um einen bidirektionalen Stromfluss zu ermöglichen. Es verbraucht oder generiert also reale Ströme an den bzw. für die Ausgänge des Motorsteuergeräts. Das DS5380 Low-Voltage Electronic Load Module kann mit einem FPGA Base Board von dSPACE kombiniert werden. In Kombination mit der XSG Electric Components Library werden so die schnellen Reaktionszeiten realisiert, die für die Steuerung elektrischer Maschinen notwendig sind. Auf dem FPGA Base Board berechnet das FPGA Teile des Simulationsmodells für die elektrische Maschine, zum Beispiel aus der XSG Electric Components Library, und bedient das Electronic Load Module.

Bis zu 60 V

Die DS5381 Low-Voltage Electronic Load Unit emuliert Motor- und Generatorströme bei Spannungen von bis zu 60 V. Dank der hochdynamischen Umschaltung zwischen den Regelungsmodi für Strom und Spannung lassen sich erdfreie Phasen von bürstenlosen Gleichstrommotoren (BLDC) ohne zusätzliche Booster-Komponenten emulieren. Mit einem Spannungsbereich von bis zu 60 V eignet sich die Unit zudem ideal für den Einsatz bei höheren Bordnetzspannungen von 48 V.

Auch ist die Unit optimal für die Emulation von Komponenten dreiphasiger Elektromotoren ausgelegt. Zudem ist auch die Energierückeinspeisung enthalten, wodurch sich der Wirkungsgrad des Gesamtsystems erhöht. Typische Anwendungsgebiete sind Tests von elektrisch unterstützten Lenkungen, Starter- und Generatorsystemen sowie Mild-Hybrid-Antrieben. Mehrere Lasten können parallel betrieben werden, um höhere Ströme in den elektronischen Lasten zu erreichen.

Um die automatisierten Tests für die Entwickler greifbarer zu machen, können die Simulationssysteme durch 3D-Visualisierungssoftware, ein Lenkrad oder ein komplettes Cockpit erweitert werden, so dass die Entwickler einsteigen und das System „erfahren“ können.

Simulationsmodelle wie die ASM Vehicle Dynamics sorgen dafür, dass sich das System realistisch verhält.

Grundlegende Informationen

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