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試験設備不要!パワエレコントローラー用デバッグツール Typhoon HIL

製品カタログ

これ1台でコントローラのデバッグを! 超高速な20nsecオーバーサンプリング500nsecシミュレーションタイムステップ

◆HILS(Hardware In the Loop Simulation)とは
・「モデルベース開発」と呼ばれる シミュレーションを活用したデバッグ手法の1つ
・主回路(制御対象)をリアルタイムで模擬するハードウェアで 実機コントローラの動作を実時間でデバッグ可能
◆Typhoon HILはオールインワン
・工数削減
 試験設備を構築をする工数を大幅に削減。 大容量、多機種、複雑なシステムを1台でモデリング。
・不安解消
 装置の破損に対する不安から解放。
 保護動作や短絡・過負荷試験(過電圧、過電流)も壊さず検証!
・費用低減
 思い通りの模擬電源、計測を実現!多様な機器の導入は不要。 実環境では難しい試験も可能にします。

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このカタログについて

ドキュメント名 試験設備不要!パワエレコントローラー用デバッグツール Typhoon HIL
ドキュメント種別 製品カタログ
ファイルサイズ 2.9Mb
登録カテゴリ
取り扱い企業 Mywayプラス株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

このカタログの内容

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Typhoon HIL 仕様 パワエレ用HIL 企業向け 企業向け 企業向け TYP-HIL402-CP TYP-HIL602PLS-CP TYP-HIL604-CP 形  式 アカデミック向け アカデミック向け アカデミック向け TYP-HIL402-AP TYP-HIL602PLS-AP TYP-HIL604-AP パワエレコントローラー用デバッグツール Typhoon HIL 最大コア数 4コア 6コア 8コア 最大Machine モデル ※非線形モデルの場合半分になります 2 2 4 アナログ信号 16bit 16bit 16bit AI: 16ch AI: 16ch AI: 32ch [試験設備不要!] AO: 16ch AO: 32ch AO: 64ch アナログ入力・出力範囲 ±10V ±10V ±10V これ1台でコントローラのデバッグを! デジタル信号 DI: 32ch DI: 32ch DI: 64ch 超高速な 20nsecオーバーサンプリング 500nsecシミュレーションタイムステップ DO: 32ch DO: 32ch DO: 64ch デジタル信号電圧レベル DI ViL=0.2V / ViH=2.0V DO VoL=0.2V / VoH=4.8V 複数台結合によるコア数拡張 不可 4台 16台 その他外部信号 Ethernet Ethernet*2 ポート Ethernet *2 ポート CAN *2 ポート CAN *2 ポート RS232C PPS RS232C PPS IRIG-B ソフトウエア HIL Control Center PC環境 USB 2.0*1(HIL との通信用 ) 推奨環境Windows7/10 64bit メインメモリ8GB以上 解像度1920×1080以上 入力電源 AC100~ 240V サイズ 293mm(W)×64mm(H)×198mm(D) 483mm(W)×88mm(H)×354mm(D) 483mm(W)×88mm(H)×354mm(D) 重量 約2.5kg 約 7kg 約 7kg Typhoon HIL社紹介 ●Award 【パワーエレクトロニクスHIL 専業メーカー】 本社 Typhoon HIL, Inc. 15 Ward St Somerville, MA 02143, USA 設立:2008年 Typhoon HIL専用サイト www.myway.co.jp/products/typhoon.html TM003-002-777F 費用低減 工数削減 不安解消 このカタログの記載内容は2019年3月現在のものです。
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HILS(Hardware In the Loop Simulation)とは ●アプリケーション接続イメージ①「 系統連系インバータ」 ●「モデルベース開発」と呼ばれる シミュレーションを活用したデバッグ手法の1つ ●主回路(制御対象)をリアルタイムで模擬するハードウェアで 3相インバータ 解列スイッチ 系統電源直流電源 DC+ A A +A A A  実機コントローラの動作を実時間でデバッグ可能 B A A BC + N DC‒ C +A A C + + + V + V + + V 負荷 デバッグ手法 コントローラ 主回路制御対象 特 徴 DI AO ゲート指令出力 センサ入力 実機コントローラ ハードウェア (リアルタイム シミュレータ) HILS 実時間での デバッグが可能 Hardware USB コントローラの演算時間や割込み In the Loop タイミングなども検証できます。 コントローラ(例:Expert4) Simulation 接続概観図 ●アプリケーション接続イメージ②「 PMモータ駆動インバータ」 実機プロセッサ 回路シミュレータ PILS ダイオード整流器 3相インバータ 回路シミュレータ上で動作する + A A DC+ A DC+ A Processor 主回路と 実機プロセッサとを組合 A PMモータ In the Loop せたデバッグ手法。 A + + +N A A B A B Simulation 実時間でのデバッグはできません。 C + A A DC‒ DC‒ C A + V + V + DI AO V DO 回路シミュレータ 回路シミュレータ ゲート指令出力 センサ入力 エンコーダ入力 SILS シミュレーションのタイムステップ Software (時間分解能)を自由に設定できる In the Loop ため幅広い周波数域の解析および Simulation デバッグが可能。 コントローラ(例:Expert4) V + V + ‒
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Typhoon HILはオールインワン 試験設備を構築をする工数を大幅に削減。 装置の破損に対する不安から解放。 工数削減 大容量、多機種、複雑なシステムを1台でモデリング。 不安解消 保護動作や短絡・過負荷試験(過電圧、過電流)も壊さず検証! コントローラのデバッグを行う際は、ミニモデル、 コントローラのデバッグ段階においては、意図 意図しない動作 模擬電源、計測器、テストベンチなどの実験環境 模擬電源 ミニモデル 計測器 しないゲートパルスによりデバッグ環境を破損さ 電源 インバータ主回路 負荷短絡・過負荷試験 を構築して実施をする事が少なくありません。 せてしまうリスクがあります。特にモジュラーマ アブノーマル試験 機器の選定から購入、設置、立ち上げと、デバッグ ルチレベル変換器などの素子が多い回路は高 環境の構築には大幅な工数が掛かります。大容量、 リスクです。また、保護動作の確認や過負荷試 破 損 多機種、複雑なシステムの場合はより顕著です。 験も装置の破損に繋がる場合があります。 TyphoonHILを利用したデバッグ環境を構築す TyphoonHILを使えば故障モードでも破損が る事で、大掛かりな試験設備を用意する手間を ありません。アブノーマル試験などソフトウェア 削減します。 保護の確認にも利用できます。半導体の破損に IOや制御の検証をしておく事で、実機との接続 悩まされる事はありません。安心してコントローラ をスムーズに行う事ができます。 のデバッグを進める事が可能です。 思い通りの模擬電源、計測を実現!多様な機器の導入は不要。 費用低減 実環境では難しい試験も可能にします。 導入効果例 瞬低 事例:パワーコンディショナー用コントローラ デバッグを行う際に、模擬電源や計測器は欠かせ ません。 模擬電源(PV、系統)レンタル……300万円 納期イメージ 環境を実現するために、直流模擬電源や系統模擬 計測器レンタル ………………… 200万円高周波 電源を試験に合わせて構築し、それらのデータ ミニモデル製作(工数含む)………300万円 ミニモデル製作 デバッグ環境構築 デバッグ 評価 を計測する計測器も用意が必要です。 従 来 場合によっては外部の試験機関を利用するなど、 試験の内容ごとにその都度費用が発生します。 コスト63% TyphoonHILではGUI上でモデル構築し、模擬 OFF 電源や計測器を自由に設定する事が可能なため、 多種多様な試験設備の導入は不要。大幅な費用 開発期間   低減を実現します。 67%短縮 Tyhoon HIL 高調波の重畳やFRTといった実環境では難しい 作業工数   模擬電源動作もモデリング可能。最短2MHzで デバッグ 評価 45%削減 エミュレーションした結果をGUIに表示します。 Typhoon HILモデル構築 ※ベースプラントモデル製作済の場合
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Typhoon HILはパワエレに特化=超高速 特長 1 超高速サンプリング 超高速モデリング20nsec(50MHz)のハイスピードサンプリング。 特長 ブロック図ベースで回路を構築。500nsec(2MHz)のシミュレーションタイムステップ。 3 直感的でわかりやすいモデリングを実現。 参考データ:50kHz コンバータモデリング Bad HIL Control Cente(r Scamatic Editor) TyphoonHILはパワエレ回路において重要な要素 TyphoonHIL専用のGUIソフトウェア「HIL であるスイッチングのタイミングを逃しません。 Control Center」によりプラントモデルを作成。 DC+ AI_pv L1 R1 Idc1 Ia1 Vab_inv1 ブロック図ベースの多彩なライブラリをドラッグ PV 1 V_pv V_dsp V_dsp_meas1 B Ib1 Vbc_inv1 20nsecの業界最高水準のデジタルインプット Good &ドロップで構築し、直感的でわかりやすいモデ DC- C Ic1 3ph_inverter 1 サンプリングを実現し、高キャリアPWMでも高 【Bad】 【Good】 リングを実現。 精度に取り込みます。演算は500nsecタイムス 1usサンプリング 20nsサンプリング Probe_P_pv Probe_V_dsp パラメータも1クリックで変更が可能。 * + * * -1 + 1usタイムステップ 500nsタイムステップ(20ns/20nsとほぼ同等の結果) cp_out_P_pv *P_pv False_Addcp_out_V_dsp False_Mult テップで行い、信号出力します。高速サンプリング これ1台で2台以上のインバータやモータもモデ Diff_P_pv Cmp_dP_greater_than_0 V_step Not * で誤差を抑えることにより、0.5usecタイムステッ リング可能。 Xor※機種ごとに容量やブロック数制限あり。 * 0 1us プとほぼ同等の精度を実現。 Diff_V_pv Cmp_dV_greater_than_0 200kHz相当のキャリア周波数で駆動する高速 20ns ソフトウェアも1つインストールするだけで終わり。 high speed sampling calculated outputs without error インバータ、コンバータもモデル化する事が X, DI サンプル回路も多数あり、最短30分でHILを立ち 可能です。 上げ可能です。 k k+1 k+2 k+3 t sampling SS calculation compensation  500ns ライブラリ例 2018.3SP1 現在 一部のライブラリ素子はオプションになります。 電源 スイッチング回路 モータ 計測器 演算素子 + + +V Σ ‒ 超高速コンパイル 電圧センサ 積算器 コンパレータ特長 2 バッテリ 抵抗パワエレ用ライブラリを完備。独自ソフトによるコンパイル。 誘導モータ ‒N三相発電機 DCモータ + Z PIDプラントモデルの切替やパラメータ変更をスピーディーに。 コンバータ A + 電流センサ ディレイ PID 一般的なHILS 太陽電池 インダクタ Va Pdc + Vb Cdc HILを構築する場合、複数の会社が取り扱うツール 同期モータ Vc Pnc+ Ia Cnc Ib 8 リミット C を組み合わせて汎用的な環境を構築するのが A社 × B社 × C社 + ‒ + Ic k 回路エディタ FPGAツール HILS 一般的です。そのため、インターフェースの合わせ 電圧源 三相電源 キャパシタ 三相インバータ IGBT LEG パワーメータ Cファンクション こみや機器の接続など、多くの時間が掛かります。 また、コンパイル時間が1時間以上、場合によっ 汎用的 = 複雑! Battery AC Switch Three Level Flying Capacitor Inverter Leg DC Machine with Separate or Parallel Excitation Current Controlled Current Source Antiparallel Thyristor Leg Three Phase ANPC Inverter Doubly-Fed Induction Machine ては一晩待った上でやりなおしという場合もあり TyphoonHIL Current Controlled Voltage Source Boost Three Phase Antiparallel Thyristors Doubly-Fed Induction Machine - Voltage Behind ReactanceCurrent Source Buck Three Phase Diode Rectifier Dual Star Synchronous Machine with Wound Rotor ます。 Externally Controlled Current Source Five Level Flying Capacitor Inverter Leg Three Phase Inverter Induction Machine with Squirrel Cage Externally Controlled Voltage Source Flyback Three Phase NPC Inverter Induction Machine with Squirrel Cage - Voltage Behind Reactance Generator Average Model 3ph Four Level Flying Capacitor Inverter Leg Three Phase NPC Inverter FND Induction Machine with Squirrel Cage SP TyphoonHILの場合は、使用するツールは自社 Ground H6_5 Single Phase Inverter Three Phase Six Pulse Cycloconverter Open Winding Induction Machine 開発により最適化をされています。また、パワエレ Photovoltaic Panel IGBT Leg Three Phase T Type Inverter Permanent Magnet Synchronous Machine with Cylindrical Rotor Signal Controlled Current Source Nine Level Flying Capacitor Inverter Leg Three Phase Three Level Flying Capacitor Inverter Permanent Magnet Synchronous Machine with Salient Rotor 回路に特化をしたライブラリを完備している Signal Controlled Voltage Source Seven Level Flying Capacitor Inverter Leg Three Phase Thyristor Rectifier Single Phase Induction Machine ため、超高速コンパイルを実現。 Single Phase Constant Power Load Single Phase Diode Rectifier Three Phase Two Level Current Source Inverter Synchronous Machine with Wound Rotor パワエレ特化 = シンプル! Three Phase Constant Power Load Single Phase Inverter Three Phase Two Level Current Source Inverter with DC Link Diode VBR Induction Machine - forward euler discretizationストレスのないモデル変更が可能です。 Three Phase Voltage Source Single Phase Thyristor Rectifier Permanent Magnet Synchronous Machine JMAG VBR Induction Machine - trapezoidal discretization ※ Two Phase Voltage Source Single Phase Two Level H5 Inverter Wound Rotor Synchronous Machine with Accessible Neutral Pointコンパイル時間:約30秒 Voltage Controlled Current Source Voltage Controlled Voltage Source ※パワーコンディショナーのインバータ回路1系統の場合。回路規模にもよります。 Voltage Source
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選べる3タイプ 高機能なGU「I HIL Control Center」 Typhoon HILは仕様の異なる3タイプを用意。ターゲットとなる DC+ ATYP-HIL402-xx TYP-HIL602PLS-xx TYP-HIL604-xx I_pv L1 R1 Idc1 Ia1Vab_inv1 プラントモデルに合わせて最適なタイプを選択可能。上位機 PV 1 V_pv V_dsp V_dsp_meas1 B Ib1 Vbc_inv1 種では高速シリアルリンクにより結合してコア数拡張も可能で DC- C Ic1 3ph_inverter 1 す。 4コア 6コア 8コア Probe_P_pv Probe_V_dsp* + * PC上でコンパイル、シミュレーションを実現する「Virtual HIL※」 * -1 +cp_out_P_pv *複数結合不可 複数結合可能 P_pv False_Addcp_out_V_dsp False_Mult によりプラントモデルの事前検証が可能。 Diff_P_pv Cmp_dP_greater_than_0 V_stepAI:16ch AI:16ch AI:32ch NotXor * * 0 「想定している回路がモデリングできるか?」という不安を解消 AO:16ch AO:32ch AO:64ch Diff_V_pv Cmp_dV_greater_than_0 いただいた上での導入が可能です。 DI:32ch DI:32ch DI:64ch ※ライセンスの発行が必要です。 DO:32ch DO:32ch DO:64ch オシロスコープ機能 Typhoon H I Lでは、アナログ⦆・デジタルの入出力信号 多種多様な を1MHz(1μs)でサンプリングし32Mポイントのレコード インターフェース 長でオシロスコープライクにGUIで表示可能です。 これにより、定常運転時、過渡現象や故障モード時のコント ローラやプラントモデルの挙動を視覚的に確認する事が デバッグ環境を組むにあたり、上位との通信や既存のシステム 可能です。 との親和性も必要となります。 Typhoon H ILはDIOやAIOといった信号入出力の他に、 IEC61850やCAN、TCP/IP、Modbusも対応※。既存の カスタムユーザー システムやHILS、コントローラなどを活かしつつ、プラント モデル構築が可能です。 インターフェイス ※機種により対応可否がございます。 ソフトウェアツールボックスオプションが必要になります。 ゲージ、メーター、トレースグラフ、モニターをドラックアンド ドロップで配置し、特定のニーズに合わせた状態監視・コント ロールGUIを簡単に構築出来ます。⦆ Python(スクリプト言語)を使用し、試験パターン(ex:電源の 出力可変パターン)も構築可能。またPythonコード作成補助 「象」は堅牢さの証 を行うGUIも備えており、複雑な試験の自動化もGUIベースで 実現出来ます。 リアルタイムシミュレーションは数週間の連続稼動を求め られる場合があります。Typhoon HILは高度なアルゴリズム GridCodeの自動テスト ■対応Grid CodeBDEW FGW TR3、IEC62116、EN50530m、UL1741 SA(expanded rule 21),etc 演算により、数週間に渡ってのHILテストを実行可能です。 高品質アルミ筐体とハイエンドの電子部品で構成された オプションの【TestSuite ToolBox】により、各種GridCode Typhoon HILは高い信頼性を提供します。また全てのIOピン の自動テストを実現します。Pythonにより記述された各種 は以下の保護が掛かっています。 GridCodeのテストパターンを提供。 Austrian institute of Technology GmbHにより検証された ・短絡保護回路 本ツールボックスではワンクリックするだけで全自動テストを行い ・±24V過電圧保護回路 レポートを出力します。 ・IEC61000-4-2準拠のESD保護 LVRTやMPPT効率テスト、単独運転保護などの各種試験を実施。 試験サイトでの実試験を行う前に、コントローラのテストを 行う事が出来ます。
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採用事例 TyphoonHILとコントローラの接続方法 定置型蓄電システム 太陽電池用パワーコンディショナ エアコン(家庭用、産業用) 他社製/自作ボードとの接続 ●家電用モータインバータ 【採用理由】 【採用理由】 複数の接続方法があります。どの方法が良いか、お悩みの方はご相談ください。 ◎ 模擬系統、模擬電源、ミニモデル不要! ◎ 現地の多様な入力電源の高調波模擬 ◎ 実機では難しい瞬低や高調波の模擬 ◎ モデル変更の簡便さによる多種多様な製品 ◎ Test SuiteによるGridCodeの自動試験 への適用(高速コンパイル) 1. HIL Breakout Board(TYP-BREAK-1) 192個のスナップイン端子を備えた端子台です。 アナログI/O・デジタル I/Oすべての端子を備えており、ケーブルの圧着加工を行うことなく コントローラーとHILを接続可能です。(信号レベル変換機能は備えて おりません。)コントローラとHILの配線作業を大幅に短縮します。 鉄道システム EV/HEV用車載インバータ、コンバータ 【採用理由】 【採用理由】 ◎ モータベンチ、主回路HW不要なデバッグ環境 ◎ モータベンチ、主回路HW不要なデバッグ環境 ◎ 2軸以上のモータのモデル化可能 ◎ CANや様々な通信インターフェースに対応 2. カスタム配線・基板制作 ◎ モータの他、バッテリなどを含めた電源シス ◎ モータの他、バッテリなどを含めた電源シス HILのコネクタはDIN41612コネクタを使用しておりますので、規格に合うコネクタを テムのモデル化可能 テムのモデル化可能 ご使用ください。 弊社での使用実績は弊社HPの「よくあるお問い合わせ」よりご確認 ください。 TyphoonHILで使用できるDINコネクタを教えてください。 ‒ Mywayプラス株式会社 -⦆https://goo.gl/XKsWgk ⦆https://goo.gl/XKsWgk 大型トラック ハイブリッド船舶 ●ディーゼルハイブリッドシステム ●ディーゼルハイブリッドシステム 3. 受託開発 コントローラに合わせた信号接続ボックスの制作も可能です。 あらゆるコントローラー ① Electoric Motor ② Inverter の信号に対応できます。 ③ Engine-generator 詳しくは以下のリンクをご覧ください。 ④ Switchgear ⑤ Central Control Desk https://www.typhoon-hil.com/jp/products/hilconnect ⑥ Battery Converter ⑦ Battery Storage バッテリ 産業用コンプレッサー 弊社コントローラとの接続 ※写真はイメージです。 ●定置型大容量蓄電システム ●48MWコンプレッサー 弊社コントローラに合わせた専用ケーブル、ボードをご用意しております。 ・ PE-Expert4シリーズ用ケーブル TYP-CABLE1 ・ PE-PROシリーズ用信号変換ボード TYP-CONNECT1(受託開発になります)