신호 레벨에서 전력 전자 회로의 간편한 실시간 시뮬레이션
실시간 기능
Simscape Electrical™ 모델에 실시간으로 실행할 수 있는 기능 제공
저지연 시뮬레이션
FPGA를 사용하여 시뮬레이션 단계의 크기를 224ns로 축소
대규모 토폴로지 처리
다중 FPGA 및 다중 프로세서 지원을 통한 고성능 시뮬레이션
사용 편의성
FPGA에 대한 지식이 없이도 FPGA의 강력한 기능을 사용할 수 있습니다
Electrical Power Systems Simulation Package란 무엇인가요?
Electrical Power Systems Simulation Package(EPSS) 패키지는 Simscape Electrical™(특수 전력 시스템)을 위한 시뮬레이션 솔루션입니다. Simscape Electrical™에서 개발된 전기 모델에 실시간 계산 및 시뮬레이션 기능을 추가합니다.
이는 전기 시스템 테스트를 위한 이상적인 개발 환경을 제공합니다. Simscape Electrical™ 모델을 실시간으로 지원하기 위해 패키지에 두 가지 옵션이 포함되어 있습니다.
- 최대 20kHz의 스위칭 주파수의 경우 프로세서 에서 실시간 애플리케이션을 계산하는 것이 좋습니다.
- 스위칭 주파수가 더 높은 애플리케이션은 FPGA 를 사용해야 합니다.
응용 프로그램의 스위칭 주파수가 100kHz를 초과 하는 경우, dSPACE의 강력한 XSG Power Electronics Systems 모델 라이브러리를 확인해 보십시오. 또는 특정 요구 사항에 맞춰진 맞춤형 FPGA 기반 솔루션을 위해 dSPACE에 직접 문의할 수 있습니다.
알아두면 좋은 정보
Simscape Electrical™ (구 SimPowerSystems™)은 물리적 모델링이라는 토폴로지 지향 모델링 방법을 기반으로 한 전기 회로, 특히 전력 전자 장치의 시뮬레이션을 위한 MathWorks ® 의 Simulink ® 라이브러리입니다.
특수 전력 시스템 을 사용하면 특수 구성 요소와 알고리즘을 사용하여 전력 시스템을 모델링할 수 있습니다.
그러나 실시간 시뮬레이션의 경우, dSPACE EPSS Package와 호환되는 것은 Specialized Power Systems뿐이며, 이를 통해 실시간 하드웨어에서 효율적인 실행이 가능합니다.
적용 분야
EPSS Package를 사용하면 Simscape Electrical™(특수 전력 시스템) 모델을 dSPACE HIL(hardware-in-the-loop) 환경 에 통합해 동적 전기 시스템을 테스트할 수 있습니다.
FPGA 기반 접근 방식의 일반적인 애플리케이션은 다음과 같습니다.
- 충전소 및 온보드 충전기
- DC/DC 컨버터
개별 요구 사항에 따라 FPGA 기반 접근 방식이나 프로세서 기반 접근이 다음과 같은 애플리케이션에 적합할 수 있습니다.
- 능동형 정류기 및 산업용 인버터
- 전기 그리드에 사용되는 장치
주요 이점
EPSS Package는 높은 시뮬레이션 성능, 빠른 모델 구현, 실시간 기능을 편리한 사용성 및 높은 수준의 유연성과 독특하게 결합했습니다.
복잡하거나 빠르게 전환되는 전력 전자 회로가 일상적인 업무인가요? EPSS Package에는 대형 회로 및 고속 전력 변환기를 처리하는 데 유용한 기능이 포함되어 있습니다. 이러한 기능은 추가 기능을 제공하고 기존 모델을 최적화하여 실시간으로 실행하는 데 도움이 됩니다. 사용자의 편의를 위해 dSPACE에서 생성된 Simulink 기능 블록을 사용하여 기능을 구현합니다. 이를 일반 함수 블록처럼 간단히 사용할 수 있습니다. 이를 통합하고 설정하면 전문 지식이 없어도 모델을 최대한 활용할 수 있습니다:
- 모델 분할 은 대규모 모델을 더 작은 하위 모델로 분리하는 데 도움이 됩니다. 이를 통해 전체 계산 노력과 시뮬레이션 단계 크기가 줄어들면서 더 큰 모델을 실시간으로 시뮬레이션할 수 있습니다.
- 다양한 분석 툴 을 사용해 안정성 및 FPGA 기능을 포함하여 모델을 분석할 수 있습니다. 이러한 도구를 사용하면 모델을 최적화하여 시뮬레이션을 최대한 활용할 수 있습니다.
- 통합 스코프 기능 을 사용하면 하드웨어 오실로스코프를 사용하는 것처럼 FPGA 클럭 속도 내에서 고주파 신호를 쉽게 캡처하고 FPGA에서 모델의 동작을 즉시 검사할 수 있습니다. 덕분에 프로세서로 신호를 캡처할 때보다 훨씬 빠르고 정확하게 측정할 수 있습니다. FPGA Scope 계측기는 당사의 실험 및 계측 소프트웨어인 ControlDesk에서 사용할 수 있으며, 실행 시간에 최대 8개의 FPGA 신호를 측정하고 표시할 수 있습니다.
- 시나리오 기능 을 사용하여 인덕턴스, 커패시턴스 및 저항에 대한 다양한 매개변수 세트로 회로를 시뮬레이션할 수 있습니다. 알아두면 좋은 정보: 이 기능을 사용하면 실행 중인 실시간 시뮬레이션 내에서 시뮬레이션을 중지, 변경, 재시작할 필요 없이 이러한 정격을 수정할 수 있습니다. 전환할 수 있는 사용자 정의 정격 세트가 여러 개 있습니다. 실행 시간 중에 개별 정격을 수정할 수도 있습니다. 이러한 기능 덕분에 실행 시간 중에 다양한 매개변수 구성을 훨씬 빠르고 쉽게 시뮬레이션할 수 있습니다.
- 이 패키지는 dSPACE 툴 체인에 원활하게 통합 되어 XSG 기반 모델 또는 고전압 로드 모듈과 같은 다른 dSPACE 툴 및 제품과 상호작용할 수 있는 기능을 제공합니다. 이러한 방식으로 기존 HIL 시스템을 쉽게 확장하여 새로운 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
FPGA 기반 접근 방식
시뮬레이션 단계 크기를 224ns까지 낮춘 저지연 시뮬레이션
FPGA 기반 접근 방식에는 주어진 Simscape Electrical™(특수 전력 시스템) 모델에 따라 구성된, 즉시 사용 가능한 FPGA 애플리케이션이 포함되어 있습니다. 이를 통해 저지연 HIL 시뮬레이션을 구현할 수 있습니다.
당사는 통합이 용이하도록 사전 구성된 FPGA 애플리케이션을 제공합니다. 이는 사용자에게 다음과 같은 많은 이점을 제공합니다.
- FPGA 합성이 필요하지 않음
- FPGA 관련 지식이 필요하지 않음
- 몇 분 안에 자동 FPGA 구성
224ns보다 작은 시뮬레이션 스텝 크기가 필요하신가요? 고정밀 시뮬레이션을 위해 설계된 dSPACE의 XSG Power Electronics Systems 모델 라이브러리를 살펴보십시오.
기능 개요
기능 |
설명 |
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일반 |
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분석 |
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모델 분할 |
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| 모드 캐싱 |
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| 시나리오 |
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사용자 인터페이스 |
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통합 스코프 기능 |
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FPGA 간 통신 |
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필수 제품군
옵션 제품
프로세서 기반 접근 방식
시뮬레이션 단계 크기를 15μs까지 낮춘 중간 지연 시뮬레이션
프로세서 기반 접근 방식에서는 Simulink Coder™를 통해 dSPACE 실시간 프로세서에서 실시간 지원 코드를 생성할 수 있도록 확장 라이브러리를 사용해 Simscape Electrical™(특수 전력 시스템) 모델을 수정할 수 있습니다.
프로세서 기반 시뮬레이션의 경우 전력 반도체 스위칭 장치의 정확한 시뮬레이션을 보장하기 위해 전력 전자 장치에 사용되는 다양한 브리지 회로에 대한 평균 모델이 있습니다.
기능 개요
기능 |
설명 |
|---|---|
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일반 |
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| 분석 |
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| 작업 처리 |
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모델 분할 |
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| 모드 캐싱 |
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필수 제품군
옵션 제품
멀티프로세서 및 멀티 FPGA 기능
EPSS Package에는 최첨단 멀티프로세서 및 멀티 FPGA 기능이 포함되어 있어 크고 복잡한 토폴로지의 시뮬레이션이 용이합니다.
반자동 모델 분리용 툴을 사용하면 전문 지식이 없이도 안정적이고 성능이 가장 뛰어난 분할 위치를 찾을 수 있습니다. 따라서 개별 코어, 프로세서 또는 여러 FPGA 보드를 사용해 멀티프로세서 및 멀티 FPGA 시스템을 쉽게 설정할 수 있습니다.
이 기능은 병렬 컴퓨팅 옵션과 개별 시뮬레이션 플랫폼 간의 고성능 데이터 교환을 제공해 시뮬레이션 속도를 크게 높일 수 있습니다. 또한 그래픽 프로그래밍을 통해 I/O 보드 및 FPGA 간 연결을 할당할 수 있습니다.
고객의 사용 후기
담당 엔지니어가 FPGA 프로그래밍을 하지 않고도 애플리케이션을 간단하고 빠르게 모델링할 수 있는 툴이 필요했습니다. dSPACE의 EPSS Package는 이를 보장하기 위한 최고의 환경이었습니다.
dSPACE 개발 솔루션은 일반 시뮬레이션을 위해 쉽게 파라미터화, 구성 및 자동화할 수 있습니다. 이 솔루션을 사용하면 ABB 맞춤형 모델을 dSPACE EPSS FPGA Package와 결합하여 완벽한 추진 및 보조 시뮬레이션을 수행할 수 있습니다.
