Doktorand i kontroll av elektromagnetisk ljudgenerering

KTH svarar för en tredjedel av Sveriges kapacitet av teknisk forskning och ingenjörsutbildning på högskolenivå. Utbildningen och forskningen täcker ett brett område – från naturvetenskap till alla grenar inom tekniken samt arkitektur, industriell ekonomi och samhällsplanering. Totalt finns vid KTH mer än 12600 studenter på grundnivå och avancerad nivå och över 1800 forskarstuderande. KTH har nästan 4800 anställda.

Skolan för teknikvetenskap bedriver frontlinjeforskning inom ett brett fält, från forskning inom grundläggande ämnen som fysik och matematik, till teknisk mekanik med tillämpningar inom bland annat flygteknik och fordonsteknik. Vi driver och utvecklar civilingenjörsutbildningarna Teknisk Fysik och Farkostteknik, kandidatprogrammet SIMTEK (simuleringsteknik och virtuell design), liksom utbildningsprogrammet Öppen ingång och ett flertal masterprogram.

Detta doktorandprojekt i kontroll av elektromagnetisk ljudgenerering hos drivsystem på tåg är en unik möjlighet att utföra innovativ forskning i nära samarbete med en internationellt ledande fordonstillverkare. Projektet finansieras av Järnvägsgruppen vid KTH. Forskningen kommer att äga rum på Marcus Wallenberg Laboratoriet för Ljud-och vibrationsforskning (MWL), en av de största ljud-och vibrations laboratorierna i Europa, och på Bombardier Transportation, en av världens största tågtillverkare.

ARBETSUPPGIFTER
Mål
Det övergripande målet med doktorandprojektet är att utveckla strategier för kontroll av och förståelse för det vibro-akustiska beteendet hos elektriska system på tågen för att förbättra utformningen av system såsom, transformatorer, omformare och traktionsmotorer med avseende på generering av tonalt ljud.
Bakgrund
Vissa elektriskt drivna tåg karakteriseras idag av ett irriterande tonalt ljud som produceras under acceleration från plattformar. Detta störande ljud är tydligt hörbart både för människor på plattformar och för passagerarna ombord på tåget. Frågan har fått allt större uppmärksamhet under senare år, både vad gäller lagstiftning och genom kontraktskrav från operatörerna på grund av förväntningar från medborgare och resenärer. Detta forskningsområde, inkluderande elektromagnetiska ljud från motorer, är i dag av ökat intresse även på grund av införandet av väg-baserade elfordon och förväntas ytterligare expandera. De parametrar som styr akustiken i elektriska system som traktionsmotorer, transformatorer, omformare och induktorer är en kombination av kontrollstrategier för elkraftsmatning, variationen i de elektromagnetiska krafterna och vibro-akustisk utformning av komponenterna.
Tillvägagångssätt
Arbetet bör inriktas på två typer av metoder för att minska elektromagnetiskt ljud:
• Förbättra kontrollstrategier för att minska excitation av elektromagnetiskt ljud
• Minska den elektromagnetiska och akustiska responsen och strålning för komponenterna
I ett första steg gäller att definiera källmekanismerna och förstå detaljerna i ljudalstring genom modellering samt testning. Förbättringar av såväl hårdvara som programvara bör övervägas. Efter det första steget bör en avgränsning av ämnet ske genom att välja en typ av komponent och en kombination av metoder för modellering.
I ett andra steg, baserat på ovanstående kunskap, kan bullerbegränsande åtgärder utvärderas genom såväl experiment som modellering.
I det tredje steget, bör de mest lovande designändringarna valideras och genomföras på verkliga system och testas i ett laboratorium, och om möjligt även ombord på ett tåg.
Som doktorand är det inom detta projekt en utmaning att kombinera experimentellt arbete med numeriska simuleringar på nya kreativa sätt.

KVALIFIKATIONER
För behörighet krävs civilingenjörsexamen i elektroteknik /maskinteknik, farkostteknik, teknisk fysik eller motsvarande examen. Grundläggande kunskaper i akustik och reglerteknik är önskvärd. Den sökande bör vara mycket motiverad för att göra vetenskaplig forskning och bör ha väl utvecklad analytisk och problemlösningsförmåga samt intresse för olika aspekter av konstruktion och mekaniska konstruktioner. Den sökande bör ha mycket goda kunskaper i engelska, både tal och skrift. Tjänsten kräver god förmåga att arbeta självständigt och driva projektet framåt, att sätta sig in i nya frågeställningar, att samarbeta med andra personer i olika grupper.