Keskeiset tehtävät ja tavoite
"Power Electronic Systems" -tutkimusryhmän (johtajina apulaisprofessorit Petros Karamanakos ja Tomi Roinila) tutkimustoiminta perustuu vankkaan ymmärrykseen tehoelektronisista muuntimista sekä niiden mallinnuksesta ja sovelluksista. Ryhmä tekee tiivistä yhteistyötä useiden kansallisten ja kansainvälisten teollisuuspartnerien kanssa ja ylläpitää aktiivista läsnäoloa kansainvälisessä tiedeyhteisössä. Ryhmän tutkimusta tukevat erinomaiset tutkimuslaitteistot ja huippuluokan, hyvin varusteltu laboratorio.
Tutkimusryhmän visiona on tuottaa tietoa, joka edistää edullisemman, laajemmin käytettävän ja kestävämmän tehoelektroniikan kehittämistä sähköntuotannon, sähkönsiirron ja jakelun sekä loppukäyttäjäsovellusten tarpeisiin. Tätä tavoitetta kohti ryhmän pääasiallisena tutkimuskohteena on ollut tehoelektronisten järjestelmien mallintaminen sekä ohjaus- ja modulaatiomenetelmien kehittäminen siten, että tehoelektronisten laitteiden suorituskyky voidaan hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti, lähellä niiden fyysisiä rajoja toimien. Keskeisiä sovellusalueita ovat teollisuuden käyttöjärjestelmät, uusiutuvien energialähteiden integrointi sekä älykkäät sähköverkot (Smart Grids). Tarkemmin määriteltyinä ryhmän pääasialliset tutkimusalueet ovat:
Tehoelektronisten järjestelmien dynaaminen mallinnus matalasta korkeaan tehotasoon
Verkkoliitännäiset muuntimet
Sähkömoottorikäytöt
Kehittyneet ohjausalgoritmit tehoelektronisille järjestelmille
Mallipohjainen ennakoiva ohjaus (Model Predictive Control)
Syöttökompensointitekniikat (Feedforward)
Aktiivinen vaimennus
Optimaaliset modulaatiomenetelmät
Uusiutuvan energian sovellukset (esim. tuulivoimajärjestelmät, aurinkosähköjärjestelmät)
Järjestelmien identifiointimenetelmät
Tampereen yliopistossa (TAU) tehtävää tutkimusta tukee ajanmukaisilla tutkimuslaitteilla varustettu tehoelektroniikan laboratorio. Laboratorion laitteistoon kuuluvat muun muassa vaihtosähköverkon emulaattori, aurinkosähkögeneraattorin emulaattori, reaaliaikaiset järjestelmäsimulaattorit (hardware-in-the-loop (HIL) -testaus), tehokkaat ohjausalustat (FPGA-pohjaiset), muokattavat (monitasoiset) muuntimet ja suodattimet sekä pienjännitteiset (LV) säädettävän nopeuden käyttöjärjestelmät (sekä induktio- että synkronikoneisiin perustuvat).
