Doktorand i kraftelektronik

KTH, Skolan för elektro- och systemteknik söker en forskarstuderande i kraftelektronik.

KTH svarar för en tredjedel av Sveriges kapacitet inom 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 14000 studenter på grundnivå och avancerad nivå och över 1700 forskarstuderande. KTH har nästan 4600 anställda.

Skolan för Elektro- och systemteknik bedriver forskning och utbildning inom elektroteknik, systemteknik, informations- och kommunikationsteori, rymd- och fusionsplasmafysik och elkraftteknik. I denna dynamiska miljö arbetar ca 380 personer, varav hälften är doktorander, många med utländsk bakgrund. Våra forskningsprojekt bedrivs i nära samarbete med industripartners och med forskarkollegor i Sverige och utomlands. Skolan ansvarar för civilingenjörsutbildningarna i elektroteknik samt 6 mastersprogram med högt söktryck och nära koppling till våra profilområden.

Vid avdelningen för elektrisk energiomvandling sker forskning och undervisning inom kraftelektronik och elektriska maskiner (motorer och generatorer). Inom avdelningen finns en forskargrupp som arbetar med högeffektelektronik, med tillämpningar bl. a. inom krafttransmission, banmatning för järnvägar och stora industriella motordrifter. Speciellt studeras modulära strömriktartopologier baserade på seriekoppling av ett stort antal strömriktarceller. Detta område befinner sig i en mycket snabb utveckling, både i fråga om forskning och industriell tillämpning. Tekniken som utvecklas spelar en nyckelroll för att tackla viktiga globala samhällsutmaningar, som utnyttjande av avlägset belägna förnyelseara energikällor.

ARBETSUPPGIFTER
Den forskarstuderande kommer att ingå gruppen för högeffektelektronik som f.n. har fyra seniorforskare och sju doktorander.

Om passagerarströmmar och gods kan överföras från vägtransporter till järnväg fås miljöfördelar och starkt minskade utsläpp av växthusgaser. Ökad trafik ställer dock större krav på järnvägssystemet, inklusive banmatningssystemet som matar kontaktledningsnätet vilket i sin tur driver järnvägsfordonen. Till detta kommer ökade krav i samhället på ökad tillförlitlighet i järnvägssystemet vilket också påkallar förbättringar av banmatningssystemet.

Det senaste steget i utvecklingen av omriktarstationer för banmatning är införandet av modulära multinivåomvandlare, som tidigare mycket framgångsrikt börjat användas i kraftnätstillämpningar som HVDC och FACTS. För banmatningstillämpningar kommer troligen omvandlare med förmåga till direkt växelspänningsomvandling att användas, och dessa kommer också att vara projektets huvudfokus. Modulära multinivåomvandlare erbjuder många fördelar, som minskade förluster och ökad modularitet, vilket kan bidra till ökad tillförlitlighet genom redundans. Dessutom finns möjligheten att göra omvandlare med så hög utspänning så att de kan anslutas direkt till kontaktledningsnätet utan transformator, vilket minskar kostnader och förluster. Men dessa omvandlare har komplex och ickelinjär dynamik vilket innebär utmaningar för deras konstruktion, styrning och drift.

Målen med projektet är att öka tillförlitligheten, förbättra hårdvaruutnyttjandet och reducera effektförlusterna i de studerade omvandlartyperna. För att uppnå detta kommer en viktig deluppgift vara att ta fram analytiska modeller av systemets dynamik. Utifrån dessa kan reglerprinciper och konstruktionsmetoder utvecklas. Området kring modulära multinivåomvandlare för direkt växelspänningsomvandling är inte speciellt utforskat och det finns sannolikt stora möjligheter till förbättringar. Systemen kommer även att studeras med hjälp av digitala simuleringar, inklusive realtidsimuleringar, samt genom en nedskalad prototypomvandlare.
Även andra tillämpningar än banmatning, som motordrifter, baserade på de studerade omvandlartopologierna kan tas upp. Bara kreativiteten hos doktoranden kommer att begränsa möjligheterna i fråga om tillämpningar.
Doktoranden förväntas presentera sin forskning vid internationella konferenser och publicera den i ledande vetenskapliga tidskrifter.

KVALIFIKATIONER
Sökande måste inneha eller snart komma att inneha en masterexamen eller en civilingenjörsexamen inom elektroteknik, teknisk fysik eller närliggande område. Specialisering inom kraftelektronik eller reglerteknik är meriterande.

Den valda sökanden bör ha goda analytiska färdigheter och förmåga till problemlösning. Vi söker en starkt motiverad kandidat som kan arbeta självständigt men samtidigt vara en del av en grupp. Goda kunskaper i engelska i tal och skrift är nödvändiga för att publicera och presentera forskningsresultat. Utvärderingen kommer att baseras på hur väl de sökande kvalificerar sig med avseende på ovanstående meriter.