Transporte electrificado con MATLAB, Simulink y Simscape Electrical
Modele y simule sistemas y componentes para transporte electrificado
Los profesionales de ingeniería utilizan MATLAB, Simulink y Simscape Electrical para modelar, simular y desarrollar sistemas de control para componentes y sistemas de diferentes tipos de transporte electrificado, que abarcan aeronaves, naves espaciales, buques, locomotoras y material rodante.
Con Simscape Electrical, creamos un modelo integrado del sistema de potencia que conecta los dominios eléctrico y térmico, lo que nos permite tener una perspectiva integral durante las simulaciones en nivel de misión. Si necesitamos modelar los motores que giran los paneles solares, también podemos integrar esos componentes mecánicos.
Diseño de sistemas de potencia para aeronaves y naves espaciales eléctricas
Los programas de aeronaves eléctricas abarcan una amplia gama de arquitecturas de sistemas de potencia, con configuraciones más eléctricas, híbrido-eléctricas y totalmente eléctricas. El diseño basado en modelos proporciona un flujo de trabajo integrado para analizar y desarrollar estas arquitecturas, al tiempo que reduce los riesgos relacionados con rendimiento, cronogramas e integración.
Con MATLAB, Simulink y Simscape, puede:
- Diseñar subsistemas eléctricos, como bombas de combustible, redes de distribución de potencia de CC, motores para control de accionamiento y sistemas de potencia de emergencia
- Desarrollar simulaciones físicas específicas para cada propósito, desde la evaluación de ciclos de vuelo hasta la conmutación en electrónica de potencia
- Analizar la respuesta dinámica y en estado estacionario del sistema de energía renovable ejecutando simulaciones en escritorio
- Incorporar sistemas de almacenamiento de energía y de gestión energética (EMS) en el diseño
- Pasar de simulación en escritorio a simulación en tiempo real en un solo paso
Ejemplos característicos
Diseño de sistemas de potencia para buques eléctricos
El modelado físico multidominio y las simulaciones permiten implementar y evaluar sistemas de potencia eléctrica con menos prototipos. Puede utilizar Simulink y Simscape para diseñar y actualizar sistemas de potencia basados en diferentes requisitos y perfiles de operación de buques.
- Evalué múltiples escenarios, desde flujos de energía durante las maniobras de un buque, hasta el impacto de los convertidores de potencia en la respuesta a fallos
- Explore diferentes opciones de tecnología eléctrica mediante el análisis y diseño de sistemas de potencia
- Incorpore respuesta térmica y refrigeración térmica en modelos de sistema
- Modifique la fidelidad de los modelos a medida que evoluciona el nivel de madurez tecnológica
- Pase del modelo de escritorio a la simulación en tiempo real
- Optimice el flujo de energía de buques en nivel de sistema
Simulink y Simscape nos permitieron crear un modelo dinámico de un sistema energético complejo que abarca varios dominios físicos. Simular el modelo nos permitió observar cómo funcionará un nuevo subsistema energético antes de crearlo y proporcionar a los clientes una estimación precisa de la rentabilidad sobre la inversión.
Ejemplos característicos
Locomotoras y material rodante
MATLAB, Simulink y Simscape permiten crear modelos de planta, como motores eléctricos, para ejecutar simulaciones. Puede desarrollar algoritmos de control en nivel de sistema, como sistemas de gestión de control de trenes y control de tracción, y en nivel de componente, como sistemas de control de puertas y frenado. Los productos permiten generar código de control listo para producción para diferentes procesadores embebidos. Las pruebas en tiempo real de hardware-in-the-loop (de HIL) ayudan a validar el software de control sin depender de prototipos físicos costosos.
sistemas de electrificación ferroviariosUtilizando MATLAB y Simulink con productos certificados por TÜV SÜD, puede diseñar e implementar sistemas de control en tiempo real para motores de tracción de locomotoras y sistemas de electrificación ferroviarios. Con diseño basado en modelos, puede mejorar la calidad, el plazo de comercialización y la rentabilidad de los sistemas de potencia ferroviaria controlados digitalmente y con uso intensivo de software. También puede desarrollar sistemas de alta integridad que cumplan con EN 50128, el estándar para software de sistemas de control y protección ferroviarios.
Con las herramientas de MathWorks, logramos diseñar, probar, modificar e implementar un sistema de control de un accionamiento de imanes permanentes en un año. Teniendo en cuenta los recursos de los que disponíamos, hubiera sido imposible terminar el trabajo a tiempo sin las herramientas de MathWorks.
Modelado de inversores y motores de tracción, y desarrollo de software de control de tracción
El modelado preciso de motores permite el desarrollo anticipado de motores y unidades de control de tracción (TCU) antes de las pruebas en hardware con MATLAB, Simulink y Simscape.
- Modele y simule motores, electrónica de potencia y TCU con Motor Control Blockset y Simscape Electrical
- Parametrice modelos de motores para capturar la dinámica de motores con pruebas instrumentadas, parámetros de importación de una base de datos o análisis de elementos finitos
- Realice simulaciones de lazo cerrado y ajuste algoritmos de control automáticamente con el bloque Field Oriented Control (FOC) Autotuner para cumplir con los requisitos de respuesta de velocidad y par motor
- Realice prototipado rápido de control y pruebas de hardware-in-the-loop (HIL) generando código C, C++ o HDL para modelos de simulación
- Genere código C y HDL listo para producción a partir de algoritmos de control de motores destinado a microcontroladores embebidos, FPGA y SoC
Ejemplos característicos
Casos prácticos
- Alstom genera código de producción para sistemas de control de convertidores de potencia críticos en materia de seguridad
- Bombardier Transportation implementa diseño basado en modelos para acelerar el desarrollo de un sistema de propulsión ferroviario
- CSEE Transport garantiza la fiabilidad del software para líneas ferroviarias de alta velocidad
- ABB acelera el desarrollo de software de control de aplicaciones para un controlador de electrónica de potencia
Recursos y soporte
Documentación
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