干细胞加速发展电力电子控制系统和基于模型的设计
挑战
解决方案
结果
- 6个月的开发时间保存
- 板旋转成本节省数千美元
- 系统全面运行几天后硬件可用
“基于模型的设计,我们看到我们的控制器是如何将与硬件即使硬件开发。之后我们有硬件,细化很容易因为模拟匹配我们看到的范围,在设计,给了我们巨大的信心。”
大卫•Erhart茎
在许多地区,大型企业的电费包括费用总额的电力使用,以及指控基于高峰使用的需求。高需求15分钟就可以占到总数的一半费用每月电费。茎的分布式存储技术降低高峰负荷预测在需要的时候使用模式和部署储存能量。在非高峰时段充电,电池杆的locker-sized PowerStore塔可以提供18千瓦的电力需求。
阀杆的设计和开发了PowerStore能源系统使用基于模型的设计与MATLAB在13个月®和仿真软万博1manbetx件®。
“我们认为我们正在开发时间表风险,但事后表明,基于模型的设计实际上降低了风险,因为我们可以开发和调试控制系统在硬件可用之前,”大卫·Erhart说工程副总裁。“事实上,我们的模拟与仿真软件和Simscape电器使我们硬件万博1manbetx设计决策。因此,我们缩短了产品开发周期,完成董事会衍生版本只有一个。”
挑战
作为一个创业公司和一个小团队的工程师,干细胞需要最小化成本首次产品上市时间,同时保持下来。实现这两个目标的一个方法是降低板旋转,通常花费15000美元或更多,消费周的工程进度。为此,遏制想设计和验证控制算法通过模拟使用高度准确的工厂模型。算法需要控制绝缘栅双极型晶体管(igbt)开关24000次每秒,因为他们与电网交互和PowerStore电池。
PowerStore必须认证的IEEE 1547标准互连分布式资源与电力系统和逆变器的UL 1741标准,转换器,控制器和互连系统设备使用分布式能源资源。这些标准包括严格anti-islanding规则,要求所有发电逆变器连接到电网断电后在几秒内关闭。茎寻求一种方法,使他们能够简化认证过程。
解决方案
茎工程师使用基于模型的设计,加快PowerStore旗舰产品的发展。
在仿真软件和Simsc万博1manbetxape电气™,布拉德•Landseadel首席电力电子工程师和他的团队开发了一种植物模型,包括继电器、igbt、电感、直流环节电容,脉冲宽度调节器(pwm)以及电网的子模型。
他们用仿真软件和控制万博1manbetx系统工具箱™模型PowerStore的先进的电子控制系统,包括anti-islanding控制逻辑。在Stateflow®,他们模仿一个状态机管理的缺点,从电力监控过程命令,启动电池充电或者放电序列。
调试和验证控制算法及其9个比例积分(PI)控制回路,团队在仿真软件模拟控制器和工厂。万博1manbetx在这些模拟,研究团队获得的见解,硬件设计的影响。例如,他们决定最佳的电感值和确定了需要额外的继电器。
工程师们从他们的控制器模型生成的C代码使用嵌入式编码器®、编译代码中的代码作曲家™工作室从德州仪器,并部署电信的数字信号处理器TMS320F28335。
测试和改进硬件和控制器设计后,干细胞开始认证过程。在认证测试,团队创建仿真软件模拟复制测试不通过他们的初始设计。万博1manbetx
“我们更新控制器模型,重新生成代码,并通过测试第二天,“Erhart说。”这种能力让我们通过认证我们的第一次尝试和速度比正常快25%左右。”
干细胞取得UL 1741和IEEE 1547从德国莱茵认证PowerStore系统,目前在生产中。
结果
6个月的开发时间保存。“我们生成的代码嵌入编码器做它应该做什么,“Landseadel说。“手工编写代码有九个π循环然后调试硬件将会增加6个月或更长时间的安排。”
板旋转成本节省数千美元。“许多公司需要七个或更多衍生版本。对我们的培育,单个资源成本约25000美元,”Erhart说。“基于模型的设计,我们需要一种之前生产。保存时间和潜在的数十万美元,这对于早期公司是实质性的。”
系统全面运行几天后硬件可用。“基于模型的设计使我们开发控制器软件之前硬件、“Landseadel说。“当我们第一次董事会进来,所有的控制算法已经到位;五天后我们交付与代码生成的嵌入式编码。”
