Kraftelektronik

[Latrina Mosely]

120 hp inom teknik/naturvetenskap, inklusive grundkurs i kretsteori och elkraftteknik. Transformmetoder (spec. Fourierserier) ska vara genomgngen eller lsas parallellt. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet p engelska.)

versikt av halvledarkomponenter fr kraftelektronik: dioder, tyristorer, transistorer (BJT, MOSFET och IGBT). Likriktare: enfas och trefas diodlikriktare med olika typer av last, medelvrdesuteffekt, prestandaparametrar, vertonsanalys. Switchade DC-DC-omvandlare: konstruktion, analys och styrning av step-down (Buck), step-up (Boost), Buck-Boost och fullbryggsomvandlare. PWM, egenskaper av kontrollerbara switchar, kontinuerlig och diskontinuerlig strmmodus. Switchade DC-AC-omvandlare: grundlggande begrepp, sinusformad PWM.

Fr att kunna minimera energifrlusterna behver de ingende komponenterna i sig bli nnu bttre, bland annat med hjlp av nya material. Kiselkarbid i stllet fr kisel i transistorer och dioder ger till exempel mycket mindre energifrluster. Men det handlar ocks om smartare styrning som gr att kraftelektroniken kan utnyttjas s effektivt som mjligt.

P RISE pgr ett omfattande forskningsprojektdr mlen r att f fram kraftelektronik med mindre energifrluster, mindre, lttare och effektivare hrdvara och smarta system fr styrning och frebyggande underhll.

RISE r Sveriges forskningsinstitut och innovationspartner. I internationell samverkan med fretag, akademi och offentlig sektor bidrar vi till ett konkurrenskraftigt nringsliv och ett hllbart samhlle. Vra drygt 3300 medarbetare driver och stder alla typer av innovationsprocesser. RISE r ett oberoende, statligt forskningsinstitut som erbjuder unik expertis och ett 130-tal test- och demonstrationsmiljer fr framtidsskra teknologier, produkter och tjnster.

Den elektroniska kretsen inom kraftelektroniken r det som skiljer den frn enklare omvandling av elektricitet, genom t.ex. en fristende transformator, och bestr av halvledare. Dessa fungerar som "elektroniska strmbrytare" och kan omvandla den elektriska energin p ett flexibelt stt med avseende p frekvens, strm och spnning.

Exempel p vsentliga halvledande komponenter inom kraftelektroniken r diod, tyristor och transistor. Dock kan en kraftelektronisk utrustning innehlla andra komponenter s som transformatorer och kondensatorer.

Frdelarna med att anvnda sig av kraftelektronik r flera men frutom flexibiliteten s gr kraftelektroniken att energikrvande utrustningar inom industrin drar mindre strm och att strre platskrvande utrustning kan gras mindre och billigare. Speciellt har utvecklingen av krafttransistorer de sista 30 ren revolutionerat kraftelektroniken.

Nackdelarna med kraftelektroniken, som med mnga anordningar innehllandes halvledare, r att de vid felmontering, konstruktionsfel eller vid viss tillmpning ger ifrn sig strningar ut p elntet som kan vara svra att lokalisera i.o.m. att de kan uppkomma sporadiskt. Kraftelektronisk utrustning kan ocks stra nrliggande elektronisk utrustning utan att vara sammankopplade.

Du som vill bidra till vinster fr energisystemet genom kraftelektronik som baseras p bredbandsgapsmaterial r vlkommen att ska std i denna utlysning. Projekten ska vara industridrivna och utlysningen riktar sig primrt till fretag men hgskolor, universitet och forskningsinstitut fr delta.

Syfte med programmet r att bidra till att bredbandgapsmaterial erstter kisel inom en vervgande del av kraftelektroniken inom 20-rs sikt. Det ska leda till energieffektivare, lttare, kompaktare och mindre materialintensiva kraftelektroniksystem. Mlet r att minska Sveriges energianvndning och bidra till en markant kning av andelen elektrifierade fordon och farkoster.

Utlysningen riktar sig till forksnings-, utvecklings- och innvovationsprojekt som syftar till att verifiera och bevisa energi- och resurseffektiviseringen med anvndningen av BBG-komponenter inom kraftelektronik. Exempel p aktiviteter som kan vara relevanta fr projekt i utlysningen r:

Fretag som utvecklar, tillverkar eller anvnder kraftelektronik r vlkomna att ska i utlysningen. Exempel p kraftelektronik r vxelriktare (AC/DC- och DC/DC-omvandlare) fr solceller, vindkraftverk, HVDC-system, elmotorstyrning, i elfordon och laddning av batterier.

Projektet syftar till att bredda det produktionstekniska laboratoriet i ASSARs teknikbas till att inkludera system fr energilagring och kraftelektronik. Fokus r p att skapa en bred kunskapsbas inom testning, inklusive test av produktionsupplgg i frkommersiella serier, verifiering av produktionsmetoder, samt forskning och simulering kring produktionssystem i olika delar av vrdekedjan. P sikt r mlet att uppn en lngsiktigt etablerad och skrad produktion av eldrivlinor i regionen, med mngrigt skrad sysselsttning inom fordonsbranschen och dess frsrjningskedja.

Projektet vidareutvecklar det produktionstekniska laboratoriet ASSAR till att bli en bredare kunskapsbas fr testning och verifiering, produktion av frserier samt simulering av implementering i produktion, fr samtliga tillverkande fretag samt teknikbolag i regionen. Projektet utgr frn de mjligheter och slutsatser som kommer av redan genomfrda projekt inom ramen fr ASSAR Industrial Innovation Arena, via Hgskolan i Skvde samt inom ramen fr samverkan med IDCs delgarfretag.

ASSAR Lab r ett initiativ som mjliggr samverkan och kunskapsuppbyggnad kring viktiga teknikomrden fr framtiden. ASSAR Lab innehller i nulget en lasersvets, en CT-scanner och en produktionslinje fr Hairpins.

Inom vilka ytterligare teknikomrden/tillverkningsmetoder kopplade till eldrivlina, kraftelektronik och energilagring ser du det som vrdefullt att f std i via ASSAR Lab? Vad ser du behov av att testa som nsta steg frn ditt fretags synvinkel? Hr av dig med dina tankar till Caroline Johansson Thim p IDC West Sweden AB. Du r ocks varmt vlkommen till ASSAR Lab fr att titta p de testmjligheter vi erbjuder i dagslget och komma med dina tankar om nsta steg.

Kopplat till fordonsindustrin och den kunskapsnod som ASSAR Industrial Innovation Arena idag r med internationell lyskraft, kommer detta projekt bidra till visionen om att skapa ett nationellt center fr forskning och utveckling inom produktionsprocesser fr kompletta elektriska drivlinor. Projektet stttar tydligt grn omstllning och hllbarhet genom utveckling av tillverkningsmetoder fr elektriska drivlinor. Digital omstllning och innovation stttas i de nya mjligheter som skapas med AI i de nya tillverkningsprocesserna. Projektet r specifikt inriktat p fordonsbranschen och gynnar samverkan mellan ett flertal parter; IDC som projektsammanhllande, Hgskolan i Skvde och Science Park Skvde AB samt OEMr som bistr med kunskap fr att sttta SME att vara konkurrenskraftiga inom nya tillverkningstekniker.

Bygger frmga och integrerar i hela vrdekedjan
Kunskapen som byggs inom projektet kommer regionens tillverkningsindustri och teknikbolag till dels genom samverkan i den ppna labb-miljn i ASSAR Industrial Innovation Arena och genom workshops och seminarier.

Projektets primra mlgrupp r srskilt sm och medelstora tillverkande fretag och teknikbolag i Vstra Gtaland och Halland, med fokus i projektet p kompletta vrdekedjor med inriktning mot fordonsindustri, eldistribution och laddinfrastruktur. Det handlar om komponentleverantrer, maskinleverantrer, verktygsmakare, fretag inom recycling med flera.

Under januari startar DNV projektet Effektfldesstyrning med kraftelektronik fr kad ntkapacitet p uppdrag av Energiforsk. I projektet ska man baserat p bland annat en fallstudie bedma bde nr det r tekniskt mjligt och nr det kan vara ekonomiskt lnsamt att styra effektfldet med hjlp av kraftelektronik i maskade 130-kV-nt.

I takt med att kostnaden fr kraftelektronik sjunker kan det oftare bli intressant fr elntsfretag att investera i den hr typen av effektfldesstyrning, som tidigare mest varit aktuellt fr transmissionsntet.

Lunds universitet grundades 1666 och rankas terkommande som ett av vrldens frmsta lrosten. Hr finns omkring 47 000 studenter och mer n 8 800 medarbetare i Lund, Helsingborg och Malm. Vi frenas i vr strvan att frst, frklara och frbttra vr vrld och mnniskors villkor.

Tjnsten r placerad p Avdelningen fr elektromagnetism och nanoelektronik (EMN) vid Institutionen fr elektro- och informationsteknik (EIT). Avdelningen har 15 seniora forskare och ca 15 doktorander och ett rikt samarbete med industrin. Inom avdelningen arbetar vi inom ett brett flt frn halvledarkomponenter, nanoteknologi, elektronik och elektromagnetiska berkningar.
Mer om EMN

mnet fr detta projekt r att realisera vertikala halvledarkomponenter fr kraftelektronik baserade p nya material med ultrastora bandgap, ssom AlGaN och Ga2O3. Dessa komponenter kan uppn betydligt bttre prestanda jmfrt med traditionella kraftelektronikkomponenter baserade p Si och SiC, vilket kan ha stor betydelse fr kommande kraft-elektroniska tillmpningar.

Du kommer att tillverka och analysera nya komponenter (transistorer och dioder) baserade p dessa material och utfra elektrisk karakterisering tillsammans med materialvetenskapsforskare. Mlet r att demonstrera hgpresterande komponenter som arbetar vid hga brytspnningar (>1200V) med vrldsledande prestanda.

Fr att uppn detta kommer du att arbeta med komponentdesign och tillverkning inom renrumsmilj, samt med elektrisk karakterisering och viss komponentmodellering. Forskningsarbetet kommer att utfras i nra samarbete med andra doktorander som arbetar med kraftelektronikkomponenter vid avdelningen, men ocks med erfarna forskare inom materialtillvxt och materialkarakterisering vid Institutionerna fr fasta tillstndets fysik och synkrotronljus.

Utvecklingen av hgpresterande kraftelektronik r en nyckelteknologi i vergngen till ett koldioxidutslppsfritt samhlle som behvs fr att minska effekterna av global uppvrmning. Forskning och utveckling av avancerade halvledartekniker baserade p material med stora bandgap r en nyckelteknologi som kommer att mjliggra mer effektiva och kompakta kraftelektroniska komponenter.

Vid Lunds universitet med Lunds Tekniska Hgskola r COMPEL en strategisk satsning som syftar till att strka forskningsmiljer inom batteriteknik och elektrifiering, p ett stt som kompletterar relevant forskning p andra lrosten och som bygger p vra styrkor. COMPEL vid Lunds universitet inkluderar initialt forskare vid tio institutioner och tre forskningsomrden har identifierats fr strategisk utveckling: materialforskning, integration av batterier med kraftelektronik och sker energilagring. P utbildningssidan utkas antal platser inom flera civilingenjrsprogram och kursutbudet relaterat till batteriteknik och elektrifiering strks.

c80f0f1006