DS5386 High-Voltage Electronic Load Module

Charge électronique pour la simulation HIL de puissance jusqu’à 1250 V

Le DS5386 High-Voltage Electronic Load Module de dSPACE permet d’émuler les moteurs électriques, les batteries et les réseaux électriques pour la simulation Hardware-In-the-Loop (HIL). Par conséquent, il permet de tester des calculateurs de puissance avec des tensions allant jusqu'à 1250 V et plusieurs mégawatts de puissance.

L’un des cas d’utilisation les plus courants dans ce domaine est le test de l’onduleur pour les moteurs de traction automobiles, les moteurs industriels et les avions à zéro émission. Cependant, la charge électronique extrêmement flexible peut également émuler n'importe quelle source AC et DC, c'est pourquoi elle peut fonctionner comme n'importe quel réseau électrique imaginable, sur terre, dans l'air et en mer, et aussi comme un émulateur de batterie. Le DS5386 High-Voltage Electronic Load Module peut être intégré dans un boîtier émulateur de dSPACE pour former un système de test HIL de puissance. Conçus sur mesure pour la simulation HIL au niveau puissance, ces systèmes comblent l'écart entre les tests HIL au niveau signal et les tests sur des dynamomètres ou sur des véhicules prototypes.

Avantages majeurs

  • Représentation fluide et quasi continue du courant grâce à l’architecture matérielle multiniveaux de pointe et au contrôle prédictif breveté du courant du modèle (MPC) basé sur un observateur
  • Interface de modèle à faible latence permettant l’émulation basée sur le courant des fréquences électriques jusqu’à plusieurs kHz
  • Extensibilité en utilisant des modules identiques pour l’alimentation et l’émulation de charge
  • Conception compacte avec densité d’énergie élevée pour un assemblage nécessitant un minimum de place
  • Électronique de puissance refroidie par eau pour des conditions environnementales respectant l'utilisateur
  • Exploitation efficace grâce à un flux d’énergie circulaire sans récupération d’énergie vers le réseau principal (moins de 15 % de la puissance d’émulation est nécessaire à l’alimentation électrique grâce à la récupération d’énergie)

L’approche modulaire des systèmes de test HIL de puissance de dSPACE permet de les adapter facilement à une large gamme d'applications et de plages de puissance individuelles. A cette fin, les systèmes sont configurés avec le nombre requis de DS5386 High-Voltage Electronic Load Modules.

Les configurations indiquées ici sont les configurations minimales pouvant être installées dans un boîtier émulateur. Il est possible de connecter plusieurs modules voire plusieurs boîtiers en parallèle pour obtenir des puissances de sortie plus élevées. Ainsi, tout système dans la plage de tension comprise entre 0 et 1000 V et dans la plage de puissance allant de quelques kW à plusieurs MW peut être mis en place.

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)
  • 1 module 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 DC 1)
Current (AC)
  • 75 A RMS
  • 90 A Peak (1 s)
Current (DC)
  • 65 A
  • 90 A Peak (1 s)
Power
  • No current derating over the entire voltage range
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
Resulting switching frequency
  • Up to 800 kHz, using dynamic timing and switching frequency adjustment
Controller update rate
  • 1 MHz
HIL interface
  • Optical link using dSPACE SCALEXIO FPGA technology
HIL interface update rate
  • 1.25 μs
1) Jusqu’à 1000 V sur toute la bande passante.

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