Vision
Vår vision är att bidra till samhälles hållbarhet genom att utveckla innovativa metoder och teknologier i en läroinriktad, samarbetande och tvärvetenskaplig miljö. Vi bedriver högkvalitativ forskning och utbildning om elektriska maskiner, kraftelektronik och energilagring för förnybar energi och elektromobilitet. Vi strävar efter att bli ett välkänt forskarteam och en föredragen samarbetspartner över hela världen.
Det finns idag 29 forskare och ingenjörer knutna till forskningsenheten "Elmaskiner och kraftelektronik", inklusive 20 Chalmersanställda och 9 adjungerade industriforskare.
Forskningsområden
Elektriska maskiner för hållbarhet
- Elektriska maskiner utan sällsynta jordartsmagneter.
- Högpresterande maskiner med olika magnetmaterial.
- Design för energieffektivitet och materialåtervinning.
- Multifysisk modellering och experimentella utvärderingar.
- Livscykelanalys (LCA).
Kraftelektronikomvandlare
- Högeffektsomvandlare med hög effektdensitet med SiC -enheter.
- PE integrerad i elektriska maskiner.
- Hög effektivitet och lång livslängd.
- Flernivåomvandlare.
- Förlustmodellering och avancerad kylning.
Batterier och bränsleceller
- Karakterisering och livstidstestning på labb och kommersiella celler.
- Demontering av kommersiella celler.
- Test-, metod- och analysutveckling.
- Modellering och experimentell validering av komponenter och system.
- Miljökonsekvensanalys.
- Analytisk design och dimensionering av batterysystem på systemnivå för både stationära och elektromobilitetsapplikationer.
Högfrekvens kraftomvandling
- Induktiv laddning med hög effekt.
- Hög-verkningsgrad kraftöverföring.
- DC/DC-omvandlare.
- Högfrekventa transformatorer.
- Synkroniserad och aktiv likriktning.
- Roterande transformatorer och borstlösa magnetiseringssystem.
Drivsystem och motorstyrning
- Modellering och simulering av komponenter och drivsystem.
- Realtidssimulering av drivlina och fordon.
- Hardware-in-the-loop (HIL) och Power HIL för drivsystem.
- Maskinemulator för fordontillämpningar.
- Parameteridentifiering, övervakning och kontroll.
- Styrning via dSPACE eller inbyggda mikroprocessorer.
Laboratorier
Experimentella verifikationer är avgörande för våra forskningsresultat eftersom de flesta av våra forskningsprojekt är applikationsorienterade. Enheterna har flera laboratorier för att möta behoven för forskare och studenter att genomföra sina experimentella tester. Vi har tre 8-kanal oscilloskop med bandbredder upp till 2 GHz, spänningsområden från enstaka mV upp till flera kV.
- Maskinlabb: Det finns tre bänkar för motorprovning, utrustade AC och DC generatorer i effektnivån 50–250 kW med styrbar spänning och frekvens. Provobjekten kan vara elektriska maskiner, kraftväxelriktare, induktiva kraftöverföringssystem och annan elkraftutrustning med effekt upp till 300 kW i back-to-back-konfiguration. Riggarna kan utrustas med momentgivare med moment upp till 1000 Nm. Labbet är utrustat med dedikerat ventilations- och kylsystem.
- Kraftelektroniklabb: Det har labbplatser för studenter att bygga och testa enkla elektronikkretsar. Möjlighet till både hög- och lågspänning provning. Toppmoderna prober för spänningsmätningar, med bandbredder på upp till 1-2 GHz, samt strömprober med högsta tillgängliga bandbredd.
- Batterilabb: Anläggningen är designad för celltestning av små labbceller (mAh) upp till stora kommersiella celler (Ah). Labbet är utrustat med flera olika celltestare, cykler och specialiserade batterimätinstrument med en kapacitet på pA – 250 A. Miljökontroll uppnås av flera temperatur-/fuktkammare. Ett argonfyllt handskfack finns tillgängligt för montering av laboratorieceller och nedrivning av celler i en inert miljö. Instrumentering för högnoggrannhetsmätningar av tre elektrodceller möjliggör utmärkt modellparameterkarakterisering.
- Laboratoriet för magnetiska material: Epstein-ramar, enkelplåtstestare, fg-kärntestare, en hystograf som drivs med en 53 A 100 V avancerad karakterisator. Den har en bandbredd på upp till 200 kHz för testning av laminat och andra mjuka magnetiska material samt magneter.
Undervisning
Enhetspersonalen är intensivt involverad i undervisningen inom olika utbildningar på både grund- och forskarnivå. Tillsammans med den andra enhet inom divisionen håller vi det internationella mastersprogrammet i Hållbar elkraftsystem och elektromobilitet på Chalmers . För detta program ger enheten kurser i elektriska maskiner, kraftelektronik, batterier, drivsystem, med mera. Lärarna på enheten erbjuder även doktorandkurser som högverkningsgrad elektriska maskiner och kraftelektronik omvandlare med bredbandgap halvledare.
Samarbete
Enheten har nära samarbeten med industriella partners inom fordonsindustrin och kraftelektronikindustrin, såsom Volvo Cars, Volvo Trucks, ABB, Polestar, Aurobay, Hyundai, Infineon och Ericsson. Dessa samarbeten sker till största delen genom svenska och europeiska forskningsprojekt. Enheten driver också gemensamma projekt och har talangutbyte med andra universitet världen över.
