Vi intervjuade Emelie Berglund, doktorand i Elektroniksystem vid Luleå tekniska universitet, om Green Transition Norths delprojekt 2 "Utveckling av aktiva filter för EMC," som handlar om att minska elektromagnetiska störningar (EMC) i elektriska drivsystem. Kraftelektroniksystem genererar störningar, och målet är att designa små, energieffektiva och integrerade filter för elektrifierade transportsystem.

Vilka forskningsfrågor har ni valt?
Våra forskningsfrågor är att finna metoder för att minska elektromagnetiska störningar som genereras i elektriska drivsystem. Aktiva kancellationsfilter ligger i fokus för att eliminera störningar som kan ge upphov till elektromagnetiska emissioner, men också skador på hårdvara.

Varför har ni valt att fokusera på just detta?
Historiskt sett har man använt sig av passiva filter för att hämma elektriska störningar. Problemet med passiva filter är att de upptar stora ytor och kan tillföra mycket vikt till systemet. I till exempel elektriska fordon är vikt en väldigt viktig aspekt då den är starkt korrelerad med batterikapaciteten som bestämmer hur långt man kan ta sig på en laddning. För att frångå detta problem, men samtidigt uppfylla syftet med att hämma störningar, har aktiva (kancellations)filter blivit aktuella inom forskning.

Kan du förklara vad elektromagnetiska kompatibilitet (EMC) är och varför de är ett problem i elektriska drivsystem?
Elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) beskriver den elektromagnetiska karaktären i en elektronisk apparat. I en EMC-analys undersöker man bland annat hur den elektroniska apparatens elektromagnetiska störningar påverkar sitt eget system och andra intilliggande elektroniska system. Man tittar även på hur mottaglig apparaten är för utomstående elektromagnetiska störningar, som till exempel ett blixtnedslag. Generellt orsakar elektroniska apparater med höga switchfrekvenser, som till exempel drivsystemet till en elmotor, elektromagnetiska emissioner som potentiellt vidare kan interferera sitt eget system, men också andra närliggande elektroniska system. Bland annat ses ett behov från industrin att minska lagerskador som lagerströmmar bidrar till. Vissa typer av lagerströmmar uppstår från det elektriska drivsystemet och kan elimineras med hjälp av aktiva kancellationsfilter.

Vad är skillnaden mellan passiva filter och aktiva filter när det gäller att hantera EMC?
Som tidigare nämnt vill man helst undvika att använda passiva filter när man jobbar på låga frekvenser och höga effektnivåer då de kan bli väldigt stora. Därför ses aktiva filter som en alternativ lösning för att minska filterstorleken.

Vilka utmaningar är förknippade med användningen av passiva filter för att minska störningar, och hur kan aktiva filter lösa dessa problem?
Utmaningarna ligger i storleken och att passiva filter snabbt kan bli klumpiga när man är på låga frekvenser och när höga effektnivåer används. Aktiva filter kan bidra till att minska filterstorleken.

Vilka resultat hoppas ni på att uppnå?
Med hjälp av att designa och bygga aktiva kancellationsfilter hoppas vi att i slutändan kunna hämma störningar så pass mycket att de varken påverkar det egna systemet eller intilliggande system.

Kan du säga något om möjliga utmaningar och hinder?
Utmaningen är att designa, konstruera och implementera aktiva kancellationsfilter för höga effekter som kommer vara tillräckligt effektiva för att släcka ut störningar.

Vilka är möjliga fördelar för industrin och samhället?
Desto mer samhället elektrifieras kommer potentiella elektromagnetiska störningskällor att öka. Det är viktigt att elektroniken fungerar i sitt eget system och tillsammans/nära med andra system, men också att den inte är mottaglig för störningar. För att ett elektrifierat samhälle ska fungera, måste också elektroniken fungera.

Vad kan hända om detta inte görs?

Desto mer samhället elektrifieras kommer potentiella elektromagnetiska störningskällor att öka. Det är viktigt att elektroniken fungerar i sitt eget system och tillsammans med andra system, men också att den inte är mottaglig för störningar. Det finns EMC-problem som blir en fråga om kostnad, t ex lagerskador på elmotorer som orsakats av lagerströmmar. Men det finns även händelser där elektromagnetiska störningar har orsakat stora problem, som t ex att en bils ABS-system har störts ut av en mobiltelefon inne i bilen, vilket orsakat att bromsarna slutat att fungera. För att elektrifierat samhälle ska fungera och vara säkert, måste elektroniken fungera.