Typhoon HIL602. Broschüren. Deutsch. by Typhoon HIL, Inc.

Typhoon HIL602. Der neue, noch leistungsst채rkere HIL, mit 32 analogen Ausg채ngen und 1 Gigabit/Sek. serieller Verkn체pfung. Zugeschnitten f체r die anspruchsvollsten Industrietest-, Verifikations- und Vorzertifizierungsaufgaben.

www.typhoon-hil.com

HIL - hergestellt f端r Leistungselektronik-Ingenieure

Typhoon HIL602. Umfassendste Leistungselektronik-Kontrolltests, Verifizierung und Vorzertifizierung durch Einsatz des Ultra-High-Fidelity Hardware-in-the-Loop-Systems für Industrieanwendungen.

Anwendungen

Funktionen und Vorteile

Der Typhoon HIL602 Echtzeit-Leistungselektronik-Emulator ist ein ideales Werkzeug für die Entwicklung, Überprüfung, Optimierung und Qualitätssicherung von netzgekoppelten Energiewandlern (z.B. PV, Wind, Aktivfilter), Fahrzeug-Umrichtern, elektrischen Antrieben, Micro-Grid-Wechselrichtern und Industrieautomatisierungen.

• N utzen Sie den neuen 6-Core-Prozessor HIL für die Echtzeit-Emulation von bis zu 6 Umrichtern

Einfach zu benutzende Software-Toolchain Die benutzerfreundliche und intuitive Software ist einfach zu bedienen und zu beherrschen - sogar für Erstnutzer. Erstellen Sie Ihre Modelle und führen Sie anspruchsvolle Testszenarien in der Bequemlichkeit Ihres Büros, in vier einfachen Schritten durch: 1. Definieren Sie Ihr Umrichter-Modell im Schaltplan-Editor und kompilieren Sie den resultierenden Schaltkreis mit einem Klick. 2. Steuern Sie das Modell vom Simulations-ControlCenter aus und ändern Sie verwendete Quellen, steuern Sie Ihre Schütze, fügen Sie neue Maschinen hinzu usw. 3. Nehmen Sie Signale auf, vergrößern Sie mittels Zoom-Funktion und untersuchen Sie die Signalformen bei kritischen Ereignissen. 4. Automatisieren Sie die Schritte 1 bis 3 über Python Testskripts und lassen Sie den HIL602 Ihr Controlboard vollautomatisiert und rund um die Uhr umfassend testen.

• T esten Sie Ihren Controller mit 20 ns PWM-Auflösung und in Ultra-High-Fidelity • E mulieren Sie Ihre Leistungsstufe mit bis zu 2 MHz Aktualisierungsrate • F inden Sie schnell Probleme und beheben Sie Controller-Fehler mit der neuen Scope-/Capture-Funktion • E rforschen Sie Ihre Messsignale tiefgehend mit einer Abtastrate von einer Million Messwerten für alle 16 Kanäle • V erbinden Sie Ihren Controller über 32 analoge Ausgänge, 16 analoge Eingänge sowie 32 digitale Eingänge und 32 digitale Ausgänge mit der Schnittstelle • E rstellen Sie Umrichter-Modelle mit unserer umfangreichen Bibliothek von Leistungselektronikkomponenten und unseren vorgefertigten Beispielen • A utomatisieren Sie Ihre Testverfahren mit Python-Skripten für umfassendste Software-Tests • V erbinden Sie sich über Ethernet oder USB 2.0 zum Host-PC

HIL602 Highlights. Testen Sie Ihren Controller mit hoher Wiedergabetreue: 20 ns Sampling HIL Die PWM mit 20 ns Auflösungsrate kombiniert mit 1 ns Latenzzeit ermöglichen realistischste Leistungselektronik-Controller-Tests und -Entwicklung. Bei Umrichterschaltfrequenzen von bis zu 200 kHz sind die Abweichungen der HIL-Emulation so minimal, dass es für den Controller schwierig ist, den Unterschied zwischen den vom realen Umrichter und den vom HIL-Emulator gemessenen Signalformen zu erkennen.

Ultra-High-Fidelity: Magenta: gemessener MPPT Boost-Inverterstrom; grün: HIL Boost-Inverterstrom; Dunkelblau: gemessene Boost-Drosselspannung; hellblau: HIL Drosselspannung.

Zoomen Sie in Spannungen und Ströme mit dem Mikrosekunden-„microscope“ der Scope-/ Capture-Funktion

Erfassen Sie HIL Signale für eine schnelle und effektive Ermittlung und Charakterisierung Ihrer Controller-Leistung und für die Untersuchung und Beseitigung von Fehlern.

Beseitigen Sie schnell Fehler im Steuercode mit der Scope-/Capture-Funktion. Lösen Sie Fehlerereignisse aus und quantifizieren Sie die Systemantwort. Mit einer Aufnahmelänge von 1 Megapoint (1 Mio. Messwerte) auf allen 32 analogen Kanälen und einer Abtastrate von 1 MHz können selbst geringfügigste Störungsimpulse im Modulator-Algorithmus schnell identifiziert werden.

Automatisiertes Testen mit Python: Die ultimative Benutzerfreundlichkeit. Automatisieren Sie Ihre Controller Testprozesse mit Python-Skripts und der HIL602 Plattform. Entdecken Sie die umfassendste Leistungselektronik-Control-Software-Testumgebung, in der Fehlerszenarien wie Netzstörungen, Kurzschlüsse und offene Stromkreise nur einen Python-Befehl entfernt sind. Verwenden Sie Python-Scripting und die reichhaltige mathematische Funktionsbibliothek, um die Systemleistung im gesamten Spektrum von Betriebsbedingungen, unter normalen Betriebsbedingungen und auch während Fehlerzuständen (intern und extern) zu quantifizieren.

Automatisierte Tests mit Python-Skripts, um umfassend und reproduzierbar zu testen und um alle Ihre Controller zu qualifizieren.

HIL602 Anwendungsfall. Controller für einen netzgekoppelten zentralen Solarwechselrichter mit MPPT. Typhoon HIL602 real-time emulator

Controller platform

Entwicklung der Steuerungssoftware In diesem Anwendungsfall wird die vollständige Kontrollsoftware für das zentrale Solarwechselrichter-System, welches vier parallele MPPT-Wandler enthält, mit HIL entwickelt, getestet und qualifiziert. Alle schnellen Controller-Funktionen - wie PWM-Modulation, Strom- und Spannungsregelkreise, MPPT usw. - sowie integrierte Schutzfunktionen und auch High-Level-Steuerfunktionen (d.h. dynamische Netzstützung) werden unter Benutzung des HIL 602 Gerätes vollständig getestet und charakterisiert. Das Regelkreis-Tuning und die Optimierung wurde auf der echten Controller-Plattform mit angeschlossenem HIL602 vorgenommen. Der MPPTCode wurde mittels verschiedener Einstrahlungsprofile (einschließlich Teilverschattung) getestet und überprüft, um die Konvergenz zum globalen Punkt maximaler Leistung des PV-Moduls zu bestätigen. Zusätzlich wurde der aktuelle Oberwellenanteil des Stroms gemessen, um Filterparameter zu überprüfen.

Prüfung und Qualifizierung HIL602, mit seiner 1 Msample/Sekunde/Kanal und 1 MHz Abtastrate Scope-/Capture-Funktion, bis zu 6 parallelen Rechenkernen und 20 ns Abtastauflösung, bietet die umfassendste High-Fidelity HIL-Emulationsumgebung. Er ist perfekt für die Prüfung und Qualifizierung von netzgekoppelten Umrichtersystemen und deren Netzverträglichkeit - einschließlich dynamischer Netzstützung - zugeschnitten. Automatisierte Testskripte decken Testfälle ab, die für den Erhalt von Netzzulassungsbescheinigungen (z.B. BDEW) erforderlich sind. Die automatisierte Fehlersimulation bietet eine umfassende Umgebung für die Prüfung und den Nachweis der Qualität der Controller-Regelung im Fall von Netzfehlern (z.B. Spannungseinbrüche, Frequenzstörungen, Überspannungen etc.), Komponentenausfällen und unter verschiedenen Umweltbedingungen (z.B. Einstrahlungsbedingungen). Die Capture-Funktion ermöglicht eine detaillierte Analyse der dynamischen Eigenschaften der Umrichter und eine analytische Überprüfung der Einhaltung der Anschlussrichtlinien.

Micro-Grid-Energiespeicherumrichter. Entwickeln Sie ein Steuersystem für Micro-Grid-Energiespeicherumrichter. Grid

Diesel powered synchronous generator A B C

Energy storage grid-tie inverter

PV inverter A PV panel C

PMSM wind generator A A B

DC+

l_load_c

l_load_b

l_load_a

R_load_c

R_load_b

DC-

R_load_a

Loads

Energiespeicher-Wechselrichter

Testen, Optimieren, Vorzertifizieren

In diesem Anwendungsfall wird eine vollständige Steuersoftware für ein Batterie-/Energiespeicher-Wechselrichtersystem unter Benutzung des HIL 602 entwickelt. Das gesamte Micro-Grid wird mit dem HIL602 Cluster simuliert. Das umgesetzte Micro-Grid-Modell bietet die realistischste Umgebung für die Entwicklung und Überprüfung von Micro-Grid-Leistungselektroniksystemen. In diesem System umfasst das Micro-Grid-Modell eine sporadisch auftretende Photovoltaik-Stromquelle, eine permanenterregte Synchronmaschinen-Windkraftanlage, einen Diesel-Synchrongenerator, einen drehzahlvariablen Motorantrieb, Ohm´sche Lasten, nichtlineare Stromlasten, ein Stromnetz und ein Hauptschütz, das sowohl netzgekoppelte als auch netzunabhängige Betriebsregimes emuliert: Eine ausgesprochen flexible und einfach zu bedienene Ultra-High-Fidelity Echtzeitsimulationsumgebung.

Das Regelkreisdesign und die Optimierung des Energiespeicher-Wechselrichters findet auf einer industriellen Controller-Plattform statt, die direkt über die HILConnect-Schnittstelle mit dem HIL602 Cluster verbunden ist. Sowohl alle Controller-Funktionen - d.h. PWM-Modulator, PLL, Strom- und Spannungsregelkreise usw. - als auch Schutz- und hochrangige Steuerfunktionen (d.h. dynamische Netzstützung) werden unter verschiedenen Betriebsbedingungen getestet. HILCluster ist ideal für das Testen und Vorzertifizieren von Controllern für Micro-Grid-Leistungselektronik-Umrichter. Automatisierte Testskripte decken ein großes Spektrum von Testfällen (einschließlich Fehlerzustände und asymmetrische Netzzustände) ab, die eine kostengünstige Lösung für kompetitive Tests und einen gleichzeitigen Nachweis der Systemleistung des Regelsystems darstellen. Darüber hinaus bietet HILCluster eine einfach zu benutzende Entwicklungs- und Testumgebung für Mikro-Grid-Controller auf der Systemebene.

Typhoon HIL Micro-Grid-Solution. Komplette HIL Solution für die Entwicklung, den Test und die Vorzertifizierung von Micro-Grid-Steuersystemen TyphoonLink (Gb/s serial link)

signal conditioning

Control System Under Test

signal conditioning

Control System Under Test

Micro-Grid HIL solution.

Funktionen und Vorteile

HIL602 bietet eine umfassende Umgebung für die Gestaltung und Prüfung von Steuersystemen für Micro-Grid-Leistungselektronik-Umrichter. TyphoonLink mit seiner seriellen Verbindung von 1 Gigabit-pro-Sekunde ermöglicht die nahtlose Verbindung mehrerer HIL602 Einheiten in einem einheitlichen HIL-System, welches 16 oder mehr Umrichter simulieren kann. Egal, ob Sie einen einzelnen oder mehrere Umrichter-Controller (zentral oder dezentral) testen, HIL602 in der Clusterkonfiguration bietet eine einheitliche Umgebung, die so einfach zu bedienen ist, als würden Sie mit einem einzelnen HIL-Gerät arbeiten. Stellen Sie elektrische Schaltungen aus dem Schaltplan-Editor zusammen, steuern Sie den Echtzeit-Emulationsprozess über die HIL-Systemsteuerung und greifen Sie schnell auf alle simulierten Signale über die Scope-/Capture-Funktion zu - in gleicher Weise, als würden Sie mit einem einzigen HIL-Emulator arbeiten. Als letzten Schritt brauchen Sie Ihre Tests nur noch mit Python-Skripts über Typhoon API automatisieren.

• V erknüpfen Sie vier oder mehr HIL602-Einheiten in der HILCluster Konfiguration. • N utzen Sie 24 Echtzeit-Rechenkerne als einen einheitlichen HIL-Echtzeit-Emulator. • T esten Sie einen oder mehrere Controller in der Micro-Grid-Umgebung für sowohl zentrale als auch dezentrale Micro-Grid-Steuerungskonfigurationen. • T esten Sie Steuerschichten sowohl auf unteren Ebenen als auch auf der Anwendungs-/ Micro-Grid-Ebene. • V erknüpfen Sie Ihren Industrie-Controller mit mehreren HIL-Einheiten nahtlos über HILConnect. • A utomatisieren Sie Test- und Vorzertifizierungsprozesse mit Python-Skripten über Typhoon API.

Einheitliche HIL Softwareumgebung. Erleben Sie die integrierte HIL-Software mit automatisierten Tests. Intuitiv und einfach zu beherrschen, bietet unsere Software eine einheitliche Umgebung für Leistungselektronik-Design, Testautomatisierung und Qualitätssicherung.

Einheitliches Erlebnis

Entdecken Sie die Einfachheit

Gestalten Sie in unserem einfachen Leistungselektronik-Editor, welcher mit einer Bibliothek von passiven Elementen, Wandlern, Quellen und Maschinen ausgestattet ist, Ihren eigenen Leistungselektronik-Umrichter. Übersetzen Sie mit nur einem Klick den Schaltkreis in den zugehörigen Maschinencode, der auf unserer HIL-Hardware lauf- und funktionsfähig ist. Öffnen Sie das HIL-Bedienfeld, um das zusammengestellte Modell auf die Hardware zu laden und die Echtzeit-Simulation zu starten. Wählen Sie die Signale, die Sie auf dem Scope sehen möchten und ändern Sie Quellen und Parameter für ein vollkommen interaktives Erlebnis. Mit dem Python-Skript-Editor automatisieren Sie Ihre Testprozesse und generieren Testberichte - vollautomatisch und ohne manuellen Eingriff (hands-off).

• Vektorgrafik-Schaltkreiseditor mit Beispielen. • Bibliothek mit Leistungselektronik-Schaltungselementen. • One-Click-Schaltkreiskompilierung. • Interaktive Steuerung der Echtzeit-Emulation. • Dynamisches Routing aller Signale. • Signalform-Editor für Quellendefinition. • Software-Steuerung der digitalen Eingänge. • Automatische Tests via Python-Skripts. • Bibliothek von Test-Skripts zum Testen der Netzverträglichkeit, der Schutzfunktion usw. • Python API. • Automatische Generierung von HTML-Prüfberichten.

Script Editor

Scope and Capture

HIL Control Panel

Schematic Editor

HIL Control Center

HIL - Automatisches Testen. Testen Sie Ihre Leistungselektronik-Steuerung, bis Ihnen die Ideen - nicht die Zeit und das Geld - ausgehen. Mit Python und API können Sie Testskriptbibliotheken schreiben, um Ihre Designs unter allen möglichen Betriebsbedingungen, Störungen und Grenzfällen zu testen. Automatisieren Sie Tests mit Leichtigkeit Der Typhoon Skript-Editor ermöglicht es Ihnen, Testbibliotheken zur ausgiebigen Überprüfung aller Aspekte eines Contollers aufzubauen und auszuführen. Programmieren Sie Testsequenzen unter einem großen Spektrum von Betriebsbedingungen, einschließlich Fehlern. Für netzgekoppelte Umrichter können Sie die dynamische Netzstützung testen, d.h. Low Voltage Ride Through (LVRT), Wirk- und Blindleistungseinspeisung, Schutzfunktionen usw. Verwenden Sie die Bibliothek von Test-Skripten, um die Einhaltung von Netzanschluss-Normen und -Richtlinien wie die der deutschen BDEW (Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.) zu testen. Programmieren Sie in Antriebsanwendungen verschiedene Fahrzyklen und Reaktionen auf eintretende Fehlerzustände für jeweils interne und externe Fehlerszenarien. Zum Beispiel können Sie Kurzschlüsse und Stromkreisunterbrechungen oder auch Schaltfehler simulieren und die Systemantwort sowie Parameterabweichungen testen. Definieren Sie außerdem Leistungsprofile und überprüfen Sie die Systemkonformität.

Die Macht der API. Typhoon API umfasst: das HIL-Systemsteuerungs-API, das Schaltplaneditor-API, das Texas Instruments DSP Systemsteuerungs-API und den Test-Executor. Das HIL-Systemsteuerungs-API bietet eine Schnittstelle mit dem zu bedienenden HIL und ermöglicht die Steuerung des Simulationsprozesses und aller Funktionen, welche über die Systemsteuerung zur Verfügung stehen. Das Schaltplan-Editor-API bietet eine programmatische Schnittstelle, um bestehende Schaltplanschemata bearbeiten zu können. Es ermöglicht die Änderung von Schaltkreisparametern, die Kompilierung eines Schaltkreises sowie die Definition der Ziel-Hardware-Plattform, des Simulationszeitschrittes, des Simulationsverfahrens usw. Das Texas Instruments DSP Control Panel-API bietet eine programmatische Schnittstelle zur Steuerung der TI-Dockingstation und zur Modifikation von Controller-Parametern. Der Test Executor ermöglicht die Ausführung eines oder mehrerer Python-Skripts und erzeugt HTML-Report-Dateien mit den Testergebnissen.

USB/Ethernet Typhoon Script Executor/Editor

Digital I/O

Gateway

Profibus CAN

Analog I/O

HIL602 technischen Details. Prozessor

Xilinx Virtex-6 FPGA

bis zu 6 Kerne

Analogeingänge (AI)

Kanäle

16 Kanäle

Auflösung

12 bit ADC

Eingangsspannungsbereich

± 5V

Kanäle

32 Kanäle

Auflösung

12 bit DAC

Ausgangsspannungsbereich

± 5V

Ausgangswiderstand

0Ω

Analoger IO-Anschluss

Steckertyp

DIN 41612, Typ C 96 Pin-Stecker

Digitaleingänge

Kanäle

32 digitale Pins (Eingang)

Eingangsspannungsbereich VI [V] Logikpegel (low, high)

-15<VI<+15 (VIL(max) = 1.5V ; VIH(min) 3.5V)

Kanäle

32 digitale Pins (Ausgang)

Ausgangsspannungsbereich VO [V]

0<Vo<+5 (VOL(max) = 0.2V ; VOH(min) 4.8V)

Ausgangswiderstand

1.4 kΩ

Digitaler IO-Anschluss

Steckertyp

DIN 41612, Typ C 96 Pin-Stecker

Anschlussmöglichkeit

Ethernet-Verbindung

RJ45

USB2.0

USB standard

Serielle Hochgeschwindigkeitsverbindung

SMA standard

Abmessungen (Breite x Höhe x Länge)

340 x 90 x 285 [mm]

Gewicht

4kg

Eingangsstromversorgung

90-240V (universal) 250W

Analogausgänge (AO)

Digitalausgänge

Gehäuse

HIL - hergestellt f端r Leistungselektronik-Ingenieure

Typhoon HIL, Inc. 35 Medford St. Suite 305 Somerville, MA 02143 USA

Typhoon HIL GmbH Technoparkstrasse 1 CH-8005 Z端rich Switzerland

Tajfun HIL d.o.o. Bulevar Oslobodjenja 69/V 21000 Novi Sad Republic of Serbia

Phone: +1 800-766-3181

Sales: +381 21 3010 474 Tech support: +381 21 3010 476