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.
