Mikronät är ett självförsörjande elnät och används bland annat då elektriskaprodukter kräver en AC-spänning men inte har tillgång till huvudnätet. Målet idetta projekt är att dimensionera och analysera de olika delarna som ett mikronätbestår av, för att sedan konstruera och testa ifall den uppfyller kraven utifrånvissa specifikationer.Metoderna som används för att dimensionera och analysera mikronätet bestårfrämst av beräkningar och simuleringar samt konstruktion av enstaka kretsar.Mikronätet består av en AC-drive, ett lågpassfilter och trefastransformator.Mikronätet konstrueras med en varierbar frekvens mellan 45 och 65 Hz, samtomvandling av 540 VDC till 400 VAC.

I detta examensarbete utreds möjligheten att med hjälp av nya smarta elmätare få en ökad inblick i elkvalitén i elnäten samt att ge nätägare möjligheten att automatiskt eller via fjärrsignal koppla bort solcellsanläggningar i de fall de orsakar dålig elkvalité. Motiveringen till studien har varit att en ökad utbyggnad av solcellsanläggningar med tilhörande växelriktare och en trolig framtida ökning av snabbladdare och andra olinjära laster i näten ökar utmaningen för elnätsföretag att klara gällande krav på elkvalité. Samtidigt har utvecklingen av elmätare gjort att de idag har många funktioner som elnätsföretag kan dra nytta av på sätt som tidigare inte varit möjligt. Studien inleddes med en litteratur-studie där information om vad elmätare idag är kapabla till togs fram. Ett praktiskt test genomfördes på en solcellsanläggning där en elmätare installerades och konfigurerades att koppla bort solcellerna vid över-spänning. Studien har visat att smarta elmätare bör kunna användas som ett långsammare, sekundärt skydd som kopplar bort solceller i de fall som växelriktarna brister i sina säkerhetsfunktioner. Elmätarna kommer också kunna ge nätägare en mängd intressant information om elkvalitén. / In this thesis the possibility for smart meters to give utility companies an increased knowledge about the power quality in the grid has been investigated. During the investigation the possibility to use smart meters to automatically or by remote control disconnect solar power units in case of poor power quality caused by the production units has also been researched. The motivation to perform the study was that a future increase in distributed generation, rapid chargers for electric vehicles and other non-linear loads will make it harder for utility companies to meet the demands concerning power quality. At the same time electricity meters has developed over time and are today capable of providing grid operators with functions that has not been possible in the past. The first part of the study focused on obtaining information about what smart meters are capable of today through a literary study. A practical test was conducted on a solar power unit where a smart meter was installed and configured to automatically disconnect the solar power unit in case of over voltage. The study has shown that smart meters could be used as a slower, secondary protection that disconnects the solar power units in cases where the solar inverters safety functions fails. The smart meters will also be able to give grid operators a large amount of information about the power quality in the grid.

This report covers the construction of a prototype inverter system designed to power the rail of a maglev train, from component selection through simulations and power demands to mounting and wiring the components into a cabinet. The inverter is made with insulated gate bipolar transistors controlled with pulse-width modulated signals provided by a custom microcontroller. The output of the inverter is a controllable three-phase square wave. The prototype was tested with a microcontroller designed for a different gate driver, making it necessary to design and create an adapter to be able to test it. The results showed that an inverter of two-level topology, together with capacitors, is a viable option for a 10 kHz switching frequency. / Denna rapporten täcker konstruktionen av en prototyp till en inverter topologi designad för att driva rälsen till ett maglevtåg. Från komponentval genom simulering och kapacitetskrav, till montering och sladdragning av komponenterna in i ett skåp. Invertern är gjort med bipolär-transistorer med isolerat syre (IGBTer) som styrs med en pulsbreddsmodulerad signal försedd av en egendesignad mikrokontroller. Utsignalen från invertern är en styrbar trefas fyrkantsvåg. Prototypen skulle testas med en mikrokontroller designad för en annan gate driver, därför var det nödvändigt att designa och producera ett adapterkort för att kunna köra testerna. Resultated visade att en två-level inverter, tillsammans med kondensatorer, är en genomförbar lösning för 10 kHz switchingfrekvens.

Klimatutmaningar, lagändringar och ett ökat miljötänk har tvingat transportsektorn att ställa om till eldrift. Batterier och elmotorer har utvecklats kraftigt och är nu ett alternativ även för tunga fordon. Ett vanligt förekommande problem med elmotorer i fordon är lagerströmmar, här kallat gnista eller blixthändelser. Dessa uppstår på grund av oönskade urladdningar i motorn och förorsakar skador på lagren i motorn. Syftet med motorlager är att avlasta och minska friktionen kring motoraxeln. För att förebygga problemet och se förbättringar eller försämringar av olika åtgärder som görs krävs att lagerströmmar kan identifieras utifrån mätdata. Detta examensarbete analyserar relevant forskning inom området för att sedan introducera en metod och en algoritm för att identifiera lagerströmmar i samarbete med Scania CV. Algoritmen består av tre olika parametrar som påverkar identifieringen av de oönskade strömmarna på olika sätt. Verktyget lyckades identifierade lagerströmmar i olika mätdata, och hittade skillnader i antalet blixthändelser mellan olika körningar av provobjektet. Dock krävs vidare utveckling av verktyget och möjligheten att bearbeta annan typ av data som exempelvis spänningar i motorn för atthitta bättre samband. / A changing climate, changing laws and an increased environmental consciousnesshas forced the transport sector to transition to electric power. Batteries and electric motors have seen a quick and powerful development which means that they are now an alternative even for heavy vehicles. A common problem with electric motors forvehicles is bearing currents. The bearing currents occur as a result of electrical discharges in the motor and can damage the bearings inside the motor. The purpose of motor bearings is to offload and reduce friction for the motor shaft. To prevent the issue and to see improvements or deteriorations from different preventativemeasures it is critical to be able to identify bearing currents from data. This thesis analyzes relevant research in the area before introducing a method and an algorithm for detecting bearing currents in cooperation with Scania CV. The algorithm is composed of three different parameters which affects the identification in different ways. The tool was able to identify bearing currents from various data and found differences between the number of bearing currents between different test runs of the motor. However, more development of the tool and the possibility to process different kinds of data like voltages inside the motor is needed to be able to find better patterns in the data.

Electric drives are crucial components of powertrain of modern vehicles. They need to be controlled effectively to deliver a comfortable and efficient driving experience. The control unit needs to be robust to handle extreme operating conditions and faults in a safe manner. Hardware in Loop (HIL) setups can be used to develop such control units for majority of real-life test cases, without involving physical drives. Typical HIL setup includes the controller (hardware) under test connected to a high fidelity computer model of the controlled system (plant). Thanks to the efficient, inexpensive, consistent and nondestructive nature of HIL setups, they are widely used for research and development in the automotive industry. This thesis focuses on developing such a HIL setup for latest electric drive architecture at Scania CV AB. In this thesis, the plant models are programmed onto a field programmable gate array (FPGA). The HIL setup, plant models and the controller are continuously improved throughout the thesis to achieve higher fidelity and real time replication of the internal permanent magnet synchronous machine under consideration. Software in Loop (SIL) strategy, wherein all components are represented by computer models, is also applied for rapid developments. Several aspects like flux linkage-based and inductance-based machine models, choice of arithmetic, discretization methods, noise, delays, etc. are studied and optimised during the thesis. Validation is conducted for both SIL and HIL setups and above 95% correlation with physical drive’s performance is reported. Stable operation and repeatability of the developed HIL setup ensure that the framework is scalable to be applied to other drives and control units. / Elektriska drivenheter är centrala komponenter i drivlinan hos moderna elektriska fordon. Drivenheterna måste regleras effektivt för att ge en bekväm och effektiv körupplevelse. Regulatorn måste vara robust för att säkert hantera extrema driftsförhållanden och fel. Hardware in Loop (HIL) simuleringar kan användas för att utveckla sådana regulatorer för de flesta verkliga testfall, utan att involvera de fysiska komponenterna. En typisk HIL-installation inkluderar styrenheten (hårdvaran) som testas ansluten till en datormodell av det kontrollerade systemet (anläggningen). På grund av den effektiva, billiga, konsekventa och oförstörande naturen hos HIL simuleringar används de i stor utsträckning för FoU inom fordonsindustrin. Detta examensarbete fokuserar på att utveckla en sådan HIL-modell för en elektrisk drivlina hos Scania CV AB. I detta examensarbete är anläggningsmodellerna programmerade på en programmerbar integrerad krets. HIL-inställningen, anläggningsmodellerna och styrenheten förbättras kontinuerligt under hela examensarbetet för att uppnå högre kvalitet och realtidsreplikering av den permanentmagnetiserade synkronmaskin som övervägs. En Software in Loop (SIL) strategi, där alla komponenter representeras av datormodeller, tillämpas också för snabb utveckling. Flera aspekter såsom flödesbaserade och induktansbaserade maskinmodeller, val av aritmetik, diskretiserings metoder, brus, fördröjningar etc. studeras och optimeras. Validering utförs för både SIL- och HIL-inställningar och över 95% korrelation med fysiska enhetsprestanda erhålls. Stabil drift och repeterbarhet av den utvecklade HIL-kretsen säkerställer att ramverket är skalbart för att kunna appliceras på andra enheter och regulatorer.