Simplification de la simulation de systèmes de machine électrique basée sur FPGA :
Avec la bibliothèque XSG Electric Components, vous pouvez simuler des systèmes de machine électrique avec une dynamique et une précision maximales.
Simulation ultra-rapide
Taille de pas de l’ordre de la nanoseconde pour l'exécution du modèle avec moins de 1 µs de temps de boucle broche à broche
Facilité d'utilisation
Paramétrage du modèle en cours d'exécution sans synthèse FPGA
Architecture ouverte
Prêt à l'emploi, aucune expertise en FPGA n'est requise
Modèles complets
Machines électriques, électronique de puissance, capteurs de position et mécanique inclus
Qu'est-ce que la bibliothèque XSG Electric Components ?
La bibliothèque XSG Electric Components offre des modèles ouverts pour les machines électriques triphasées, l'électronique de puissance, les capteurs de position et la mécanique de base pour la simulation des pas en nanosecondes sur les plates-formes FPGA. Grâce aux capacités de parallélisation du FPGA, il est possible de simuler les dynamiques les plus élevées ainsi que les protocoles de communication des capteurs.
Les modèles de contrôleurs basés sur des processeurs et les blocs d'interface FPGA également inclus permettent de simuler des systèmes de machine complets. Les simulations en boucle ouverte et en boucle fermée peuvent être facilement mises en œuvre et configurées pendant l'exécution. Cela vous permet d'utiliser tout le potentiel de vos modèles dans des scénarios variés, allant du prototypage rapide de lois de commande (RCP) au Hardware-In-the-Loop (HIL) et au Hardware-in-the-loop de puissance (PHIL).
Domaines d'application de la bibliothèque XSG Electric Components
Les modèles de la bibliothèque XSG Electric Components conviennent à un large éventail d'applications tout au long du processus de développement, depuis l'optimisation de votre contrôleur par rapport à des modèles de comportement physique détaillés jusqu'au test final du matériel de votre unité de contrôle et de votre onduleur sur un banc d'essai Hardware-In-The-Loop de puissance.
Exemples de champs d'application :
- Automobile (moteurs de traction et moteurs auxiliaires)
- Véhicules tout terrain
- Ferroviaire
- Applications industrielles
-
Outils électriques
Machines électriques
Cette bibliothèque est notre solution standard pour la simulation des machines électriques triphasées. Toutes les machines sont modélisées de manière compréhensible à l'aide des équations fondamentales connues de la littérature (par exemple, le cadre de référence alpha/beta ou d/q).
Machines contenues dans la bibliothèque :
- Machine à courant continu à excitation séparée (DC)
- Machine à courant continu sans balais (BLDC) triphasée
- Machine à induction à cage d'écureuil triphasée (SCIM)
- Machine synchrone à excitation séparée triphasée (SESM)
-
Machine synchrone à aimant permanent (PMSM) triphasée
Modèles PMSM non linéaires
Des modèles non linéaires pour les machines synchrones à aimant permanent (PMSM) sont inclus, utilisant des inductances et des valeurs de flux dérivées de tables de recherche 2D. Ces modèles offrent une représentation détaillée et précise du comportement de la machine dans différentes conditions de fonctionnement, en tenant compte des effets de saturation du circuit magnétique. Ils garantissent une simulation et une analyse précises, ce qui permet d'optimiser les performances et d'assurer un workflow efficace dans des scénarios de développement et de test pratiques.
Modèles de capteurs de position
Des modèles de nombreux capteurs de position conventionnels sont inclus, par exemple Resolver, Sine, Hall-Sensor, et TTL Encoder. En outre, les codeurs basés sur un protocole, tels que les codeurs SSI, EnDat, HIPERFACE et BiSS, sont modélisés avec une prise en charge étendue du protocole, ce qui vous permet de mettre en œuvre des fonctionnalités supplémentaires telles que la mémoire OEM ou les étiquettes d'identification électroniques dans votre simulation en temps réel et vos tests logiciels.
Architecture en modèle ouvert
Les composants de la bibliothèque sont prêts à être utilisés sans connaissances spécialisées en matière de FPGA, afin de favoriser un workflow efficace et simplifié. Cependant, tous les modèles sont mis en œuvre dans une architecture ouverte, de sorte que vous avez un accès complet à toutes les étapes de calcul et à toutes les équations. Cette configuration permet la création rapide de modèles avec la possibilité d'extensions spécifiques à l'utilisateur sans support technique supplémentaire.
Instruments ControlDesk clés en main
Bénéficiez d'une intégration transparente grâce à nos instruments personnalisés prédéfinis et prêts à l'emploi, conçus pour ControlDesk. Avec une simple opération de glisser-déposer, vous pouvez visualiser et paramétrer sans effort chaque aspect de votre modèle de système de machine électrique. Dites adieu aux longs délais de configuration et aux préparations complexes. Notre interface utilisateur intuitive ControlDesk vous permet d'être prêt pour les tests en un rien de temps, ce qui vous permet de vous concentrer sur ce qui compte vraiment.
Simulation ultrarapide et suréchantillonnage
Des pas d'exécution du modèle inférieurs à 200 ns sont possibles grâce à l'optimisation de notre architecture FPGA. Cela permet de simuler avec précision les effets de la modulation de largeur d'impulsion (PWM), y compris les ondulations de courant. En permettant des pas aussi petits, la simulation assure la plus haute résolution temporelle et une représentation précise du comportement dynamique, ce qui est crucial pour développer et tester des stratégies de contrôle avancées.
Modèles d'onduleurs capables de fonctionner en temps réel
Différents modèles capables de fonctionner en temps réel d'architectures courantes d'onduleurs à 2 et 3 niveaux sont inclus pour la simulation au niveau signal. Les modèles permettent de simuler des scénarios de mode de conduction discontinu (DCM), des points de fonctionnement régénératifs, des situations de phase flottante et des pertes de commutation physiquement correctes. Les éléments de commutation standard, IGBT et MOSFET, peuvent être sélectionnés et paramétrés en fonction de la contrepartie physique réelle utilisée dans votre application.
Temps de boucle rapide broche à broche
Lors des tests Hardware-In-The-Loop, une réponse rapide du système de la configuration de test est d'une importance cruciale pour imiter la réalité le plus fidèlement possible. L'implémentation optimisée des composants de la bibliothèque en combinaison avec le matériel dSPACE permet un temps de boucle broche à broche d'environ 1 µs. Cela signifie que la réponse du système à un stimulus sur une broche d'entrée sera mesurable sur la broche de sortie correspondante en un millionième de seconde.
Implémentations en virgule flottante et en virgule fixe
Plusieurs modèles sont disponibles en virgule flottante et en virgule fixe pour répondre au mieux à vos besoins. Les modèles en virgule fixe sont idéaux si la vitesse de simulation et la consommation minimale de ressources sont vos principales priorités, car ils offrent des performances efficaces tout en réduisant les efforts de calcul.
En revanche, si vous avez besoin d’une résolution numérique optimale et d'une précision de simulation inégalée, les implémentations en virgule flottante constituent le meilleur choix. Ces modèles offrent des représentations détaillées et exactes, garantissant des simulations ultra-fiables.
Configurabilité Run-Time
Les modèles XSG Electric Components n’ont besoin d’être synthétisés qu'une seule fois pour le FPGA. Dès que le résultat de la synthèse - le conteneur FPGA - est disponible, tous les paramètres et les données de la table de recherche peuvent être configurés en cours d'exécution via une interface processeur dédiée. Cela vous permet de mettre à jour le comportement du modèle par paramétrage chaque fois que cela est nécessaire, sans avoir recours à une synthèse FPGA chronophage.
De plus, le conteneur FPGA peut être chargé sur autant de systèmes dSPACE que vous le souhaitez avec la même configuration FPGA, offrant ainsi la possibilité de paralléliser les étapes de travail dans votre flux de tests.
Des licences attrayantes
Une fois qu'un modèle de simulation a été développé avec la bibliothèque XSG Electric Components, un conteneur FPGA peut être synthétisé. Le conteneur pré-synthétisé peut ensuite être utilisé sur plusieurs simulateurs grâce à notre offre de licence d'exécution attrayante afin de maintenir le coût pour votre organisation de test aussi bas que possible.
Intégration transparente
Les interfaces établies et standardisées entre les produits dSPACE permettent une intégration transparente de la bibliothèque XSG Electric Components dans notre écosystème de test et de validation. Améliorez le niveau de détail de votre simulation avec des composants supplémentaires provenant d'autres bibliothèques de FPGA ou de processeurs du portefeuille dSPACE. Vous pouvez également améliorer votre workflow de tests et l’étendue de vos tests en combinant la bibliothèque avec des composants de notre portefeuille d'automatisation des tests.
Composants de la bibliothèque
Modèles de moteurs
- Machine à courant continu à excitation séparée (DC)
- Machine à courant continu sans balais (BLDC) triphasée
- Machine à induction à cage d'écureuil triphasée (SCIM)
- Machine synchrone à excitation séparée (SESM) triphasée
- Machine synchrone à aimant permanent (PMSM) triphasée
Modèles d'électronique de puissance
- Onduleur à 2 niveaux supportant le mode de conduction discontinu (DCM)
- Onduleur actif à point neutre coincé (ANPC) à 3 niveaux
- Onduleur à point neutre coincé (NPC) à 3 niveaux
Modèles de capteurs de position
- TTL
- Sine
- Hall
- Resolver
- Synchro
- SSI
- EnDat
- HIPERFACE
- BiSS
Modèle de câble d'alimentation
- Modèle de ligne (inclut/active la simulation de défauts « fil cassé »)
Modèle mécanique
- Modèle mécanique simple (avec inertie de masse, friction visqueuse et fonctionnalité en boucle ouverte)
Modèles de contrôleurs
- Contrôleurs basés sur processeur pour la commande des machines électriques
Instruments personnalisés pour ControlDesk
- Instruments standardisés et prêts à l'emploi pour ControlDesk
Vidéos d'information
Applications avancées
Vous avez des applications plus exigeantes avec des besoins complexes qui ne sont pas couverts par la bibliothèque XSG Electric Components ? Vous recherchez des modèles de machines électriques hautement non linéaires avec des dépendances à la température et des harmoniques spatiales ?
Consultez notre offre Engineering Services avec le modèle XSG Generic Drive - Sur la base du moteur de simulation du modèle XSG Generic Drive, nous vous fournissons des modèles temps réel avancés de machines électriques spécifiquement adaptés à vos besoins et à vos applications. Autres caractéristiques pouvant être prises en compte dans ces modèles :
- Possibilité d'intégration de diverses topologies d'onduleurs
- Machines électriques multiphasiques (≥3 phases du stator) de tout type - PMSM, SCIM, SRM, etc.
- Possibilité d'utiliser des implémentations de modèles basés sur le flux ou le courant (basés sur l'inductance)
- Représentation de n'importe quel schéma d'enroulement - étoile, delta, enroulement ouvert, etc.
- Effets de couplage magnétique croisé
- Harmoniques spatiales et couple de crantage
- Dépendances à la température
- Simulation de défauts électriques
- Paramétrage à partir des données Éléments Finis (FEA)
- Interface utilisateur graphique pour le paramétrage et la gestion des modèles
- Prêt pour les scénarios HIL et P-HIL
Formation FPGA
Vous êtes novice en matière de simulation basée sur FPGA ou intéressé par une mise à jour de la méthodologie ? En plus de nos bibliothèques de modèles, nous proposons des formations sur les outils, les méthodes et les produits dSPACE :
Engineering Services
Vous n'avez pas trouvé ce que vous cherchiez ? Notre département Engineering Services se fera un plaisir de discuter de votre cas d'utilisation et pourra vous proposer des implémentations et des services techniques personnalisés.
