Väitös teollisuuselektroniikan ja sähkökäyttöjen alalta, M.Sc. Maksim Sokolov

M.Sc. Maksim Sokolov väittelee 21.1.2022 klo 9:15 Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulussa, sähkötekniikan ja automaation laitoksella. Väitöskirjan nimi on "Bearingless Motors: Modeling and Control".

Vastaväittäjä: Prof. Cheng Ming, Southeast University, China
Vastuuprofessori: Prof. Marko Hinkkanen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, sähkötekniikan ja automaation laitos

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä Zoomissa, jonne voi liittyä vapaasti: https://aalto.zoom.us/j/66451602661
Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopas

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen: https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53

Väitöstiedote:

Magneettisesti levitoivat sähkömoottorit

Sähkömoottorit ovat tärkeässä roolissa meneillään olevassa siirtymässä kohti uusiutuvaa energiaa. Taajuusmuuttajan avulla älykkäästi ohjattuina ne pystyvät tehokkaasti muuntamaan sähköenergiaa mekaaniseksi energiaksi. Tätä ominaisuutta hyödynnetään laajasti sekä jokapäiväisessä arjessamme että teollisuudessa.

Luotettavuus on yksi sähkömoottoreiden eduista. Moottoreiden laakerit joutuvat kuitenkin jatkuvalle mekaaniselle rasitukselle kannatellessaan pyörivää akselia, joten mekaanisia laakereita on huollettava luotettavuuden ylläpitämiseksi. Laakereihin voi liittyä myös ongelmia kuten niistä tuleva melu, värähtelyt ja kitkahäviöt. Nämä ongelmat korostuvat erityisesti moderneissa suurnopeusmoottoreissa.

Tässä väitöskirjassa tutkitaan laakerittomia sähkömoottoreita. Roottoria pyörittävän vääntömomentin lisäksi laakerittomassa moottorissa voidaan tuottaa myös ohjattava radiaalinen voima, jonka avulla roottoria voidaan magneettisesti leijuttaa eli levitoida ilman mekaanista kontaktia. Stabiili ja luotettava levitaatio vaatii kuitenkin reaaliaikaisen säätöjärjestelmän. Laakerittomien sähkömoottorieiden ollessa monimutkaisia laitteita tarjoavat ne moninaisia haasteita levitaatiosäätöjärjestelmän suunnittelulle ja viritykselle.

Väitöskirjan keskiössä on matemaattisten mallien ja säätöjärjestelmien kehittäminen kahden tyyppisille laakerittomille moottoreille: pyöriville tahtireluktanssimoottoreille ja lineaarisille kestomagneettimoottoreille. Väitöskirjassa ehdotettuja dynaamisia malleja käytetään edelleen pohjana mallipohjaisten säätöjärjestelmien kehittämisessä. Lisäksi jokaiselle työssä ehdotetulle säätöjärjestelmälle esitetään analyyttiset suunnittelusäännöt. Kehitettyjen mallinnus- ja säätömenetelmien käyttökelpoisuus on väitöskirjassa osoitettu kokeellisin tuloksin, jotka on saatu testaamalla kolmea laakerittoman moottorin prototyyppiä levitoimassa, pyörimässä ja tuottamassa työntövoimaa.

Väittelijän yhteystiedot: