En energikartläggning är en granskning av företagets energianvändning i förhållande till företagets behov. Syftet med energikartläggningen är att visa hur elenergin används. Syftet med detta examensarbete är att kartlägga och genomföra energimätningar på anläggningarna som finns på Holtab AB. I detta examensarbete genomförs en inledande kartläggning som skall fånga åtminstone fyra största enhetsprocesserna per byggnad samt mäta dessa med hjälp av två amperemätare med logger, Fluke 345 och två kanals Chauvin Arnoux ML912. De största enhetsprocesserna som kunde fångas var ventilation, tryckluft, elvärme och belysning. I slutet av kartläggningen och mätningarna som genomfördes hos företaget blev den totala energianvändningen på ca 820 MWh per år för de största enhetsprocesserna vilket är över 85 % av den totala förväntade elenergianvändningen.

Storing kinetic energy in a flywheel allows for more efficient driving of electricvehicles. Research in this area is in progress at Uppsala University, where a flywheelwith magnetic bearings encased in a vacuum chamber is being constructed. To makethis possible methods for measuring the current through the electromagnets in thebearings and temperatures in the flywheel need to be developed. This has been thepurpose of this report. The current measurement resulted in a resistive method, andthe implementation of eight measurement circuits in the system. A circuit board foramplifying the measuring signals were constructed. The temperature measurementresulted in IR sensors for non-contact measurement and thermocouples for the fixedmeasuring points. Two circuit boards were constructed for amplification of themeasuring signals. Programming of a test program in the graphical programming toolLabVIEW were made for the different systems. Testing of the systems showed goodresults for both the current and temperature measurement.

There is always a need for more effective ways to store energy in order to reduce the human impact on the environment. One step on the way can be the use of flywheels as kinetic energy storage devices. Low frictional losses are essential for a flywheel to be effective. To minimize these losses active magnetic bearings (AMB) can be used to keep the shaft centered instead of the more conventional ball-bearings. AMBs use actuators and a fast control system that needs correct and noise-free measurement data of the shaft position and the current in the actuators to work properly. This thesis explains the process of constructing power electronics and a current measurement system for active magnetic bearings (AMB). The focus of the thesis is on how to minimize noise in the circuits, including practical considerations on circuit design and theoretical explanations of the origin of noise in electric circuits. In addition there are discussions on factors to consider when designing a PCB and the importance of choosing the right component for the right application. Finished PCB-designs for both power electronics and current measurement along with specifications of the circuits and calibration data is presented. The finished circuits works well and have low noise levels and high reliability.

Lead-acid batteries today are commonly used in the automotive industry with a considerable span of purposes, yet historically, a primary purpose of cranking the engine at ignition which does demand a high current drainage from a battery. These high drainages later result in a health implication which can be hard to detect without the proper tools and this thesis focuses on the development of those tools.To insure the health of a battery turns out to be a handy feature for most drivers today and early signs of deterioration may even warn a user in advance of damage or failure to insure that proper care is taken with a goal to extend every battery’s lifespan.The results of this thesis demonstrates great accuracy for the tools necessary for an accurate health estimation yet lacks extensive testing data to clearly verify an actual health estimation. Where the chapter of Further Work includes specific tests, error corrections and examples of how to achieve even greater accuracies. / Blybatterier används idag vanligen inom bilindustrin för ett stort antal ändamål, men historiskt sett har det ett primärt syfte att driva startmotorn vid tändning, vilket kräver en hög ström brukas från batteriet. Dessa höga strömmar resulterar senare i en hälsopåverkan som kan vara svår att upptäcka utan de korrekta verktygen och denna avhandling fokuserar på utvecklingen av just dessa verktyg.Att fastställa batteriets hälsa är en användbar tillgång för de flesta förare idag och tidiga tecken på försämring kan till och med varna en användare i förväg om nära förestående skador och således försäkra sig om att lämpliga åtgärder vidtas, med ett mål att förlänga alla batteriernas livslängd.Resultaten av denna avhandling visar en stor noggrannhet för de verktyg som behövs för en exakt hälsoestimering men saknar omfattande testdata för att tydligt verifiera denna estimering. I kapitlet “Further Work” ingår specifika tester, felkorrigeringar och exempel på hur man uppnår en ännu större noggrannhet.

Relays and fuses are used in a multitude of applications to deliver and control current to its consumers. To improve the controllability of both the fuse and relay function, they can be moved to software. This will not only increase the number of available features but can also give live feedback of the systems current state. For an electronic fuse to work the software needs to be able to measure the amount of current flowing through the circuit. For this a voltage drop can be measured across a series resistor. This can be implemented in several ways and will because of this utilize the resources of the controlling microcontroller differently. This thesis focuses on the software implementation of two current measuring circuits and will characterize the behavior of these in terms of making it simple to compare their advantages and disadvantages. Any hardware related aspect found to have an impact on the result will be taken into account as well. Two implementations, using two different integrated circuits, are tested against each other. MAX4172 is fully analog while the INA226 is half digital. A shorter study of current sensing in general is made but the foundation of the study is the datasheets and characteristics of the components chosen. In this thesis, both the hardware and the software is designed and built which end with gathering data in two different electronic fuse scenarios. The thesis concludes that the two implementations as electronic fuse is at least a factor of 10 faster than the traditional breaking fuse. It also concludes that both implementations have their advantages and either may be the right solution depending on the intended end application. The fully analog solution is generally faster but is more susceptible to external noise and bad hardware design whereas the half digital is slower but more forgiving and thus shows of more precise measurements out of the box. / Relä och säkringar används i flera olika applikationer för att leverera och kontrollera strömmen till förbrukaren. Genom att förflytta denna uppgift till mjukvara kan detta förbättras genom att ge utökad funktionalitet samt realtidsövervakning av systemet. För att en mjukvara ska kunna kontrollera strömmen i en krets måste denna kunna mätas. Detta kan göras genom att mäta spänningsfallet över ett motstånd kopplat i serie med förbrukaren. Hur man väljer att implementera denna metod avgör vilka kravs som ställs på den kontrollerande mikrokontrollern. Denna studie kommer fokusera på mjukvaruimplementationen av två olika kretsar för strömmätning och har för avsikt att karakterisera dessa för att skapa en tydlig jämförelse av dess för- och nackdelar. De aspekter av hårdvaruimplementationen som påverkar detta resultat kommer också diskuteras. Två implementationer, bestående av två olika integrerade kretsar, ställs mot varandra. MAX4172 är en helt analog lösning medans INA226 är delvis digital. En kortare studie av strömmätning kommer utföras men grunden av denna studie består i huvudsak av datablad och karakteristik av de utvalda komponenterna. Både mjukvara och hårdvara är utvecklad och tillverkad för att kunna utföra test och inhämta den data som krävs för analysen. Studien visar att båda lösningar är åtminstone en faktor 10 snabbare än en traditionell säkring. Den visar också att en lösning inte är bättre än den andra i alla aspekter. Båda implementationerna kan vara den rätta lösningen beroende på de krav den tilltänkta produkten har. Den helt analoga lösningen är generellt snabbare men lider av en större känslighet mot störningar vilket ställer högre krav på hårdvarudesignen. Den delvis digitala lösningen är långsammare men betydligt mer förlåtande i dess implementation och har också större noggrannhet som resultat.

Energimätning och övervakning kan bidra till minskad energiförbrukning genom att hjälpa en användare att ta beslut över energianvändandet. Valet av examensarbete gjordes p.g.a. behovet att ge användarna möjlighet att påverka sin energiförbrukning och övervaka sina elprodukter. Ett koncept togs fram där toppvärden på spänning och ström, effektfaktor, spänning-ens vågform, aktiv, reaktiv och skenbar effekt mättes. Samtliga värden skickades till en server som lagrade informationen och innehöll en hem-sida för presentation. Användaren kunde därefter ta beslut om att stänga av eller på produkterna via hemsidan. Systemet kompletterades även med möjligheten att öka övervakningen med hjälp av externa sensorer. Ett re-sultat av arbetet blev en prototyp som demonstrerar konceptet, ett annat resultat var flertalet möjliga förbättringar som kan göras för vidareutveckl-ing av konceptet. / Energy monitoring can lead to lowering energy consumption. This infor-mation would help the user to make decisions in regards to the power us-age. The measurements can also give the user the possibility to study the power quality to find bad loads and minimize the effects on the power grid. The choice of thesis was done to give the users the possibility to affect and monitor their environmental effect in a way that is otherwise not possible. A concept was developed that measure the voltage and current peak, the voltage and current RMS, power factor and the voltage waveform. The measurements are then sent to a server that is also containing a website. With the website the user can monitor their power usage and turn on or off the power consumers on the website. Added to the system is also the pos-sibility to add external sensors to increase the monitoring. The result of the project is a functioning concept to demonstrate. Another big result is the amount of improvements discovered to make it a really good base to con-tinue developing on.

För att kunna framföra ett fordon på ett säkert sätt är vindrutetorkning är en viktig del. Men, bara för att det är en viktig del i användandet innebär det inte att det är en viktig del i utvecklingen. Detta har visat sig genom att funktionen och designen av vindrutetorkare på lastbilar har varit densamma i årtionden. När hytten till Scanias senaste lastbilsmodell designades så minskades tjockleken på torpedväggen för att spara vikt. Detta minskade även styvheten i hytten, vilket fick de vibrationer som inducerades vid körning av vindrutetorkarna att nå en kritisk gräns. Problemställningen för detta exjobb var därför att förstå ursprunget till dessa vibrationer och hur delsystemen interagerar med varandra genom att utföra modellbaserad utveckling (MBD). Uppgiften var att undersöka vilka ändringar som behövde genomföras i styrningen av vindrutetorkarna och systemspecifikationen för den inbyggda styrenheten för att reducera vibrationerna och säkerställa Scanias position som premiummärke även i framtiden. Vindrutetorkarsystemet modellerades i Simulink, med både Simulink-block och Simscapemodeller. En strömberoende spänningskontroller för rörelsestyrning utvecklades för att sedan verifieras på nuvarande hårdvara. Rekommendationer för framtida arbete på ECU gällande systemfrekvens för mätning samt algoritmdesign gjordes, samt helhetstänket vid design av ett nytt system poängterades. Resultaten visar att styrning av en likströmsmotor med ström som ingångsparameter är komplicerat då strömmen varierar kraftigt på grund av störningar. Algoritmen som behandlar mätdatat måste därför vara väldigt robust eftersom filtrering påverkar systemet genom att lägga till fas i kontrollern, vilket ger eftersläpningar. Kommande arbetsinsatser bör fokusera på hur man väljer komponenter som matchar varandra gällande likströmsmotor och ECU. Desto mer logik som placeras i motorn, desto mindre datorkraft behövs i den inbyggda styrenheten. / Windscreen wiping is an important part of driving safety and vehicle maneuverability. However, importance does not automatically imply progression, and the wiping functionality for heavy commercial vehicles have remained roughly the same through decades. When redesigning the cab for the latest truck generation at Scania, the thickness of the firewall was reduced to save weight.This reduced the stiffness of the cab, which made the vibrations in the throttle pedal from actuating the windscreen wiper rise to a critical level.The problem definition in this thesis was to understand the root-cause and cooperation in the system by doing modelling and Model-Based Design (MBD), rather than starting with experimental verification. The task was to investigate what changes needed to be made in the controlling of the wiper motor and system specification of the ECU to reduce vibrations and ensure Scania's position as a premium brand in the future. The windscreen wiping system was modelled in Simulink, with both Simulink blocks and Simscape models. A current-measuring voltage-controller for motion-profiles was developed and verified on real production hardware. Recommendation for future development of next ECU generation regarding sampling time and controller design was made and the importance of considering the whole system design was emphasized. Results showed that controlling with current measurement of DC-motors as input parameter is avolatile approach due to disturbances. The algorithms depending on this measurement needs to be very robust, since filtering adds unwanted delay to the control loop. Further investigations should be made in the component selection when mapping motors with the correct driver. The more logic placed in the motor, the less need for a complex ECU and vice versa.

Avfallseldade kraftvärmeverk får idag betalt för att ta emot och elda avfall. Dessa intäkter är ofta högre än intäkterna från elproduktion och värmeproduktion så man vill under de flesta förhållanden elda så mycket som det är möjligt. För att göra sig av överskottseffekten som kan uppstå kyler man bort det man inte behöver. Nybro Energis kraftvärmeverk i Transtorp använder sig utav 6 stycken kylpaket med 4 fläktar på varje för att kunna kyla bort denna överskottseffekt. Vid installeringen var målsättningen att kunna kyla bort 10MW men det visade sig att under sommaren när utomhustemperaturen blev högre kunde kyleffekten gå ner till 7MW. Vår undersöknings syfte var att med en ny motor med ett högre cos α göra tester på en av fläktarna och se om man kan öka kyleffekten och få ner förbrukningen på motorerna utan att kylpaketen ska ge ifrån sig högre ljudnivåer än tidigare. Ett alternativ till att enbart sänka strömförbrukningen för den befintliga motorn är att faskompensera och det framgick att elförbrukningen gick att sänka från 8.2A till 3.88A. Det framgick att den nya motorn när den frekvensstyrs på 40hz drar högre aktiv effekt men avsevärt mindre reaktiv effekt som gör den billigare i drift. Under mätningarna för att få fram kyleffekten uppmättes tvivelaktiga värden som visade att den kylde sämre på 40hz än den tidigare motorn trots ett högre varvtal. Detta stämmer inte teoretiskt och det är orimligt att den inte kommer kyla. På 40hz kommer den nya motorn även att ge ifrån sig mindre ljud. Detta trots att en fläkt ska låta mer på ett högre varvtal det konstaterades att bullret från själva motorn är lägre i den nya motorn. Går man upp i frekvens till 50hz och räknar med 28 stycken nya motorer få man en ljudökning på 5dB på 300m jämfört med den gamla motorn. Denna går att sänka 3dB om man lyckas eliminera den intilliggande väggens ljudreflekterande egenskaper. Den nya motorn rekommenderas då den har många fördelar och vill man köra på högre frekvenser kan man med fördel använda sig utav ljudabsorbenter längs väggen för att eliminera dennas dubblerande effekt på ljudnivån. / Waste-cogeneration plants are paid today to receive and burn waste. These revenues are often higher than the revenues from electricity generation and heat production, so you want to burn as much as possible in most circumstances. In order to take advantage of the surplus effect that may occur, it eliminates what you do not need. Nybro Energi's CHP plant in Transtorp uses 6 cooling packs with 4 fans on each in order to cool off this excess power. During installation, the goal was to be able to cool off 10MW but it turned out that during summer when the outdoor temperature became higher, the cooling power could go down to 7MW. Our purpose of investigation was to use a new engine with a higher cos α to test on one of the fans and see if you can increase the cooling power and reduce the consumption of the engines without the cooling packages giving higher noise levels than before. An alternative to only reducing the current on the old motor is to phase compensate and according to calculations the motors current can be reduces from 8.2A to 3.88A. It was found that the new engine when frequency controlled at 40hz pulls higher active power but significantly less reactive power that makes it cheaper in operation. During the measurements to obtain the cooling effect, doubtful values ​​were measured which showed that it cooled worse at 40hz than the previous engine despite a higher fan speed. This is not correct theoretically and it is unreasonable that it will not cool better but a figure exactly how much could not be produced. At 40hz, the new engine will also produce less noise if you choose to replace all 28 engines. This despite the fact that a fan is going to run more at a higher speed, it was found that the noise from the engine itself is lower in the new engine. If you go up to 50hz frequency and expect 28 new engines, you'll get a sound boost of 5dB at 300m compared to the old engine. This can be lowered by 3dB if you manage to eliminate the properties of the adjacent wall sound reflectors. The new engine is recommended as it has many advantages and if you want to drive at higher frequencies, you can advantageously use sound absorbers along the wall to eliminate its double effect on the noise level.

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.

This report presents the development, implementation, and testing of a current monitor system that is specifically developed for testing a neuromuscular electrical stimulation system (NMES). The NMES system, developed by KTH and its academic and industrial partners Karolinska institute and Matrix Muscle Support, incorporates advanced features aimed at preventing cardiovascular diseases. The problem statement revolves around the necessity of developing a system capable of detecting any instances of overcurrent or leakage current in the neuromuscular electrical stimulation system. The purpose of this current monitoring system is to offer real-time monitoring of current levels within the electrical stimulation system. The project’s goal is to design and implement a comprehensive software and hardware solution that allows users to simultaneously monitor voltage levels across multiple channels and detect any abnormalities. The project was executed using a top-down approach. Each subtask is processed separately and finally tested to be verified and approved according to the expectations set. Test-driven development (TDD) methodology was employed to ensure the reliability and accuracy of the software and hardware implementation. The project has produced several significant results, the most important of which include the successful implementation of a real-time monitoring system for the multi-channel NMES system. A dedicated circuit board design has been prepared according to the specified requirements described in the report. The software interface has been designed to provide the user with real-time readings of voltage levels as well as visual identification of normal and abnormal values. The measurements carried out during all the tests gave clear answers to the set question, with the exception of some displacement (offset) which can be investigated more closely in future research. Furthermore, the reference images showed that the system was functioning in accordance with its original intended purpose. / Denna rapport presenterar utvecklingen, implementeringen och testningen av ett strömmätningssystem som är speciellt utvecklat för att testa ett neuromuskulärt elektriskt stimuleringssystem (NMES). NMES-systemet, utvecklat av KTH och dess akademiska och industriella partners Karolinska institutet och Matrix Muscle Support, innehåller avancerade funktioner som syftar till att förebygga hjärt-kärlsjukdomar. Problemformuleringen kretsar kring nödvändigheten av att utveckla ett system som kan detektera fall av överström eller läckström i det neuromuskulära elektriska stimuleringssystemet. Syftet med detta strömmätningssystem är att erbjuda realtidsövervakning av strömnivåer inom det elektriska stimuleringssystemet. Projektets mål är att designa och implementera en omfattande mjukvaru- och hårdvarulösning som tillåter användare att samtidigt övervaka spänningsnivåer över flera kanaler och upptäcka eventuella avvikelser. Projektet genomfördes med en top-down-metod. Varje deluppgift bearbetas separat och testas slutligen för att verifieras och godkännas enligt de förväntningar som satts. Testdriven utvecklingsmetod (TDD) användes för att säkerställa tillförlitligheten och noggrannheten hos implementeringen av mjukvara och hårdvara. Projektet har gett flera betydande resultat, av vilka de viktigaste inkluderar framgångsrik implementering av ett realtidsövervakningssystem för flerkanals NMES-systemet. En dedikerad kretskortsdesign har utarbetats enligt de specificerade kraven som beskrivs i rapporten. Mjukvarugränssnittet har utformats för att ge användaren realtidsavläsningar av spänningsnivåer samt visuell identifiering av normala och onormala värden. De mätningar som genomfördes under samtliga tester gav tydliga svar på frågeställningen, med undantag för viss förskjutning (offset) som kan undersökas närmare i framtida forskning. Vidare visade referensbilderna att systemet fungerade i enlighet med det ursprungliga syftet.