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  • PE-Expert4

    デジタル制御システム

    最先端IT技術により進化するパワエレ専用プラットフォーム

    パワエレを熟知したエンジニアが設計した拡張性の高いコントローラおよび開発環境です。目指したのは、パワエレ開発に求められる3大要素「簡単操作」「高い安全性」「制御量の波形表示」。多くの実績とユーザからのフィードバッグにより、進化し続けるパワエレ開発システムです。

特徴

 PE-Expert4の特長

パワーエレクトロニクスの開発環境に求められる3大要素

 

 

 

パワーエレクトロニクス(以下、パワエレ)の分野は、マイコン制御や電気回路・機械・系統連系の技術など、多岐にわたる知識が必要となります。さらに近年では、モータやインバータなどの単一のパーツでは性能向上が難しく、システムの全体最適が必要となっています。そのため、性能改善のため、専門分野を超えて開発することも少なくありません。これは制御開発についても例外ではないため、専門分野でなくても簡単に使える開発環境が求められます。

PE-Expert4はパワエレ開発に特化し、機能性・性能性・作業効率に優れたコントローラです。

 
 

目指したのは、パワエレに特化した統合開発環境

 簡単操作 

  • マイコンに依存しない独自の開発環境を用意。(統合開発環境PE-ViewX)
  • C言語によるパワエレ専用関数をライブラリとして提供。(パワエレ専用ライブラリPEOS)
  • ソースコード作成からプログラム実行、デバッグまで、一連の作業を簡単操作。

 

 高い安全性 

  • ゲート信号を絶縁とし、高い信頼性と安全性を実現
  • スイッチングノイズによる誤動作防止
  • 短絡事故発生時のコントローラ破損防止
  • C言語によるパワエレ専用関数をライブラリとして提供。(パワエレ専用ライブラリPEOS)
  • ソースコード作成からプログラム実行、デバッグまで、一連の作業を簡単操作。

 

 リアルタイムデバッグ 

  • システムを止めることなく、リアルタイムパラメータ調整が可能
  • グローバグ変数をオシロスコープの様に波形表示が可能(WAVEⅢ)
  • 電力計機能もアドオン可能。(PE-Meter)
  • 専用カーネルが制御とデバッグを分離し、デバッグの影響を受けません。

 

 ハードウェア面 

  • 将来を見据えた1.25GHzのデュアルコアDSPを搭載し、ベクトル制御5μs以下を実現
  • オプションボードの追加で、容易にI/O・機能拡張可能
  • 光ケーブルインターフェースを採用し、絶縁およびパワエレ特有のノイズを対策

 

 ソフトウェア面 

  • パワエレ専用ライブラリPEOS搭載し、パワエレ初心者にも優しいC言語開発
  • WDTによる制御暴走時のゲートブロックなど、安全性を考慮した設計
  • 専用カーネルが制御とデバッグを分離し、デバッグの影響を受けません
  • 制御ソフトウエアの変数をリアルタイムに観測・制御可能
  • オシロスコープのように内部変数を波形表示、リアルタイムデバックを実現
 
 

キャリア周波数200kHzでベクトル制御を実現

高性能なDSPの採用に加え、通信にかかる時間や遅れを短縮し、処理速度を飛躍的に向上しました。一般的なベクトル制御の処理は、PWM指令出力を含めても5μs以下で行うことが可能です。

 
 

PE-Expert4が、高速制御を実現できる理由

PE-Expert4は、1.25GHzの高性能DSPなど下記の点を考慮し、システム全体の最適化をはかり、高速コントローラを実現しています。例えば、高速に大量のデータを送るよりも、小さなデータを数多く送れた方がパワエレには向いているため、オプションボードを繋ぐバスの通信方式も独自開発しています。

 

 

 

 

制御プログラム実行中にキャリア周波数を変更

制御プログラムを実行したままキャリア周波数を変更できるため、キャリア周波数の最適値の検証が手軽にできます。

 

 

 

ボード間同期で複数のインバータを同期制御

専用ラック内に挿入された異なる複数のオプションボードの動作を同期できるため、複数のインバータを同期制御できます。複数のPEVボードのキャリアを同期させ、MMC(Modular Multilevel Converter)としてご活用いただけます。

 
 

PE-Expert4システム構成

インバータへのゲート信号を生成するのに適した制御システムとして開発されたPE-Expert4は、DSPを搭載。実験環境に合わせてラック内に構成する拡張ボードを変更するだけという使い易いシンプル構造が特徴です。システム全体の制御はPCにインストールした専用ソフトウェア統合開発環境PE-ViewXで行い、専用ライブラリを活用することで操作がより一層快適に行えます。

 

  • ハードウェアの拡張は10スロット分可能なため、様々な開発用途に対応
  • 専用バス設計により、オプションボード間の同期制御が可能
  • 設計、制御、測定、デバッグなど、PC上のGUIで一括操作
  • PCとの接続は、光ケーブルを採用し絶縁。万が一、大電力が入ってきても、PCへの影響が最小限になるシステム構成を実現

 

 

 

処理速度比較

ポイント1 高性能なDSP

従来品のPE-Expert3に搭載しているDSPと比べて5~10倍の処理能力を持つDSPを採用し、業界トップクラスの高速浮動小数点演算DSPを搭載しました。


ポイント2 独自のバス通信方式

DSPのバス通信は画像処理など多くの情報の送信に適しており、少ない情報を高速で受け渡ししたいパワーエレクトロニクスの分野で使用すると信号の遅延が発生します。信号の遅延を最小にするため、バス通信方式を独自に開発して、高速制御を実現しました。


ポイント3 光モジュールの精度向上

従来品に比べ、より高精度な光モジュールを採用し信号の遅延が少なくなりました。光モジュールの立ち上がり時間、立ち下がり時間を大幅に短縮しつつ、コントローラとインバータ間の絶縁を実現しています。

PE-Expert3とPE-Expert4の比較

項目 PE-Expert4 PE-Expert3
搭載DSP TMS320C6657(1.25GHz) TMS320C6713(225MHz)
ベクトル制御 3.3μs 25μs
複数ボード間同期 あり なし
PEVボード 最大キャリア周波数 500kHz 200kHz
デッドタイム設定 0~20μs 20ns~10.22μs
キャリア割り込み調整機能 あり なし
ADコンバータ 8ch 14bit
(変換時間:0.5μs)
8ch 12bit
(変換時間:2.0μs)


 
 

この製品のFAQ

PE-Expert4に関するよくあるお問い合わせを、こちらのFAQにまとめております。

お問い合わせいただくよりも早く、問題が解決される場合がございます。

 

PE-Expert3をご使用のお客様へ

PE-Expertシリーズをご愛用いただき、ありがとうございます。
製品の仕様上、PE-Expert3とPE-Expert4には互換性がありません。

お使いいただいておりますPE-Expert3用の制御プログラムは、「PE-Expert3コンバータ」にて変換し、PE-Expert4用プログラムとしてお使いください。

 
 

レンタルのご案内

デジタル制御システムPE-Expert4は、下記にてレンタルのお取り扱いがございます。
詳細は別途お問い合わせください。

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