Potrzeba chwili, trochę obliczeń i najlepsza publikacja na COMSOL 2014

Spośród 250 prac zgłoszonych do konkursu na konferencji COMSOL 2014 w brytyjskim Cambridge, najlepsza okazała się ta napisana przez dwójkę pracowników naszego krakowskiego Centrum Badawczego. Nagrodzony artykuł nosił tytuł: „The Design of a Multilayer Planar Transformer for DC/DC Converter with a Resonant Inverter” i opisywał zagadnienia projektowania energoelektronicznego transformatora wysokiej częstotliwości, przeznaczonego do współpracy z przekształtnikiem rezonansowym. – Największą trudnością w projektowaniu transformatorów tego typu jest precyzyjne ustalenie wartości wymaganych parametrów elektrycznych: wartości indukcyjności obwodu głównego, indukcyjności rozproszenia, pojemności pasożytniczej oraz zapewnienie niezmienności tych parametrów podczas produkcji masowej – tłumaczą Magda i Radek, autorzy zwycięskiego artykułu.

Magda na co dzień zajmuje się analizą i projektowaniem pasywnych filtrów energetycznych oraz elementów magnetycznych. – Moja praca to obliczenia i symulacje numeryczne, jak te zaprezentowane na konferencji, ale też montaż prototypów i pomiary w laboratorium – opowiada Magda. – Ta część „praktyczna”, w laboratorium elektrycznym, jest dla mnie wyjątkowo ciekawa – dodaje. Obszar zagadnień Radka to przekształtniki energoelektroniczne. – Te przekształtniki, ze względu na swoje szczególne właściwości, zaczynają być coraz częściej stosowane w aplikacjach przesyłu wielkich mocy na duże odległości – tłumaczy Radek. – Istotnymi komponentami w tych przekształtnikach są filtry pasywne i związane z nimi obwody magnetyczne. Tak jak Magda, Radek łączy pracę projektową przy komputerze z pracą w laboratorium badawczym, gdzie na rzeczywistych obiektach można zweryfikować poprawność projektu lub przyjętej koncepcji.

Konferencja COMSOL, w której krakowskie Centrum wzięło udział po raz drugi, to wydarzenie skupiające naukowców i inżynierów zajmujących się symulacjami numerycznymi z użyciem oprogramowania COMSOL, które umożliwia przeprowadzanie analiz opartych na Metodzie Elementów Skończonych (MES) w różnych gałęziach nauki i przemysłu. W tegorocznej edycji w Cambridge uczestniczyło prawie 300 osób. – Z punktu widzenia branży, to wyjątkowa okazja do spotkania specjalistów z różnych dziedzin naukowych (elektrotechnika, elektronika, termika, mechanika itd.), dla których osią wspólną jest wykorzystywanie tego samego narzędzia symulacyjnego – oprogramowania COMSOL – tłumaczy Radek. – A szeroko omawiane nowości, implementowane w kolejnych wersjach pakietu symulacyjnego umożliwiają ich płynne wprowadzenie i wykorzystanie w codziennej pracy badawczej i projektowej – dodaje.

W zwycięskim artykule przedstawiono wyniki badań symulacyjnych, zrealizowanych za pomocą MES, z wykorzystaniem pakietu COMSOL. Symulacje komputerowe zweryfikowane zostały za pomocą badań laboratoryjnych. Badania prototypu potwierdziły słuszność przyjętej koncepcji transformatora oraz charakteryzowały się wysokim stopniem zbieżności z przeprowadzonymi symulacjami. Tym samym opracowany materiał stanowił interesujące studium z zakresu transformatorów wysokiej częstotliwości.

– Pomysł na pracę wziął się z potrzeby chwili, z braku dostępności na rynku transformatora o specyficznych parametrach, który należało zaprojektować i wykonać u nas w Centrum. Praca dotyczyła projektowania transformatora planarnego wysokiej częstotliwości, który był potrzebny do zastosowania w przekształtniku energoelektronicznym DC/DC – opowiada Magda. – Urządzenie takie wymaga nietypowych parametrów pracy, bardzo mocno zależnych od geometrii układu i niewyznaczalnych w sposób analityczny. Jedyną możliwą drogą, oprócz metody „prób i błędów” były symulacje MES, ponieważ w taki sposób można uwzględnić złożoność zjawisk elektromagnetycznych w tej konstrukcji – kontynuuje.

W uzasadnieniu nagrody podkreślono walory edukacyjne artykułu oraz szczegółowy opis pełnego cyklu badawczego (wstęp do zagadnienia, symulacje komputerowe, badania laboratoryjne). – Podstawową wartością dodaną, związaną z jej otrzymaniem jest promocja naszego Centrum na forum zewnętrznym – mówi Radek. – Oprócz osobistej satysfakcji, nagroda jest potwierdzeniem, że rozwijamy technologie, które spotykają się z uznaniem autorytetów naukowych – uzupełnia.

Nagroda za najlepszy artykuł na tej konferencji już po raz kolejny trafiła do ABB. W ubiegłym roku otrzymało ja Centrum w Vasteras. To pokazuje, że rozwiązania rozwijane w naszej firmie są nowatorskie, interesujące pod względem naukowym i wskazuje, że warto patrzeć na problemy inżynierskie w niekonwencjonalny sposób. – W trakcie konferencji usłyszeliśmy wiele ciepłych i pozytywnych komentarzy pod adresem ABB. Ludzie postrzegają nas jako firmę, która wyznacza trendy w nowoczesnej technologii. Cieszy fakt, że poprzez otrzymaną nagrodę możemy mieć swój wkład w budowanie tego pozytywnego wizerunku – podsumowuje Radek.

www.abb.pl

źródło: ABB