DS5386 High-Voltage Electronic Load Module

最大1,250 VのパワーHILシミュレーション向け電子負荷

dSPACEのDS5386 High-Voltage Electronic Load Moduleを使用すると、モーター、バッテリ、およびパワーグリッドをHIL(Hardware-in-the-Loop)シミュレーション向けにエミュレートすることができます。これにより、最大1,250 Vの電圧と数メガワットの出力を使用してパワーエレクトロニクス制御ユニットをテストできるようになります。

この分野で最も一般的な使用事例には、自動車用トラクションモーター、産業用ドライブ、およびゼロエミッション航空機のインバータテストなどがあります。さらに、極めて柔軟な電子負荷により、あらゆるACおよびDCソースをエミュレートできるため、地上、空中、および海上で考え得るすべての電気ネットワークとして、またバッテリエミュレータとして動作させることが可能です。DS5386 High-Voltage Electronic Load ModuleをdSPACEのエミュレータラックに統合すれば、パワーHILテストシステムを構成することができます。これらのシステムは、パワーレベルでのHILシミュレーションを念頭に設計されているため、HILでの信号テストとダイナモメータやプロトタイプ車両でのテストとの間に生じる差異を埋めることができます。

主な利用効果

  • 最先端のマルチレベルハードウェアアーキテクチャと特許取得済みのオブザーバベースのモデル予測型電流制御(MPC)により、準連続的な形で滑らかに電流を再現
  • 低レイテンシのモデルインターフェースにより、数kHzまでの電気的周波数を電流ベースでエミュレート
  • 電源および負荷エミュレーションに同じモジュールを使用することで、高い拡張性を実現
  • 設置要件が最小のアセンブリに適した高エネルギー密度のコンパクトな設計
  • 環境条件に適した使いやすい水冷式パワーエレクトロニクス
  • 主電源へのエネルギー回生を必要としない循環型エネルギーフローによる効率的なオペレーション(エネルギー回生により電源に必要とされるエミュレーション電力の15%未満)

モジュール型のアプローチに基づくdSPACEパワーHILテストシステムは、幅広い用途や個別の出力範囲に合わせて容易に調整することができます。そのため、システムは任意の数のDS5386 High-Voltage Electronic Load Moduleで構成することが可能です。

ここに掲載されている構成はエミュレータラック1台に設置できる最小構成です。複数のモジュールまたは複数のラックを並列に接続してさらに出力を高めることも可能です。そのため、電圧範囲が0~1,000 V、出力範囲が数kW~数MWのあらゆるシステムを構築することができます。

Application Configuration
Solar Inverter Testing
  • 2 modules for photovoltaic module emulation
  • 3 modules for three-phase AC grid emulation
Wind Inverter Testing
  • 3 modules for three-phase AC grid emulation
  • 3 modules for generator emulation (1 for each generator phase)
Back-to-Back Industrial Drive Testing
  • 3 modules for three-phase AC grid emulation
  • 3 modules for motor emulation (1 for each motor phase)
Motor Inverter Testing (for Three-Phase Separately Excited Synchronous Motors, SESM)
  • 2 modules for high-voltage battery emulation (1 for each battery pole)
  • 2 modules for exciter winding emulation
  • 3 modules for motor emulation (1 for each motor phase)
Motor Inverter Testing (for Six-Phase Permanent Magnet Synchronous Motors, PMSM)
  • 2 modules for high-voltage battery emulation (1 for each battery pole)
  • 6 modules for motor emulation (1 for each motor phase)
DC/DC Converter Testing
  • 2 modules for high-voltage battery emulation (1 for each battery pole)
  • 2 modules for low-voltage battery emulation (1 for each battery pole)
Onboard Charger Testing
  • 3 modules for three-phase AC grid emulation
  • 2 modules for high-voltage battery emulation (1 for each battery pole)

Parameter Specifications
Voltage
  • Up to 1,250 V DC1)
Current (AC)
  • 75 ARMS
Current (DC)
  • 75 A DC2)
Modularity
  • Parallel connection supported, identical modules used for supply and load emulation
Power supply
  • 2x 750 V with less than 15% of emulation power due to energy recovery
Hardware topology
  • Multi-level interleaved converter
Power electronics technology
  • Silicon Carbide MOSFET
Protection
  • The modules are protected against short circuit, overload, and overtemperature.
Cooling
  • Liquid-cooled
Controller update rate
  • 1 MHz
HIL interface
  • Optical link using dSPACE SCALEXIO FPGA technology
HIL interface update rate
  • 1.44 μs
1) Up to 1,000 V with full bandwidth.
2) Nominal value; for voltages above 800 V, power is limited to 60 kW.

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