Väitös sähkö- ja energiatekniikan alalta, M.Sc. Shamsul Arefeen Al Mahmud

Väitöskirjan nimi: Towards free-positioning self-adaptive wireless power transfer systems (Kohti vapaasti sijoitettavia itseohjautuvia langattomia tehonsiirtojärjestelmiä)

Väittelijä: Shamsul Arefeen Al Mahmud
Vastaväittäjä: Professor Omar Hegazy, Vrije Universiteit Brussel (VUB), Belgia
Kustos: Prof. Jorma Kyyrä, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, sähkötekniikan ja automaation laitos

Viimeaikaiset edistysaskeleet kannettavassa elektroniikassa, sähköajoneuvoissa ja autonomisissa roboteissa ovat johtaneet pienempiin laitteisiin, parantuneeseen energiatehokkuuteen ja suurempaan tehonmuunnokseen. Näistä teknologisista edistysaskelista huolimatta riittävä  akun varauksen ylläpitäminen on yhä jatkuva haaste, joka aiheuttaa kustannuksia ja on ristiriidassa kestävän kehityksen tavoitteiden kanssa. Langaton tehonsiirto (WPT) tarjoaa lupaavan ratkaisun, ja tutkimus keskittyy vapaasti sijoitettaviin järjestelmiin, jotka voivat ladata laitteita ja ajoneuvoja missä tahansa asennossa tai orientaatiossa, mikä lisää käyttömukavuutta ja tukee ympäristötavoitteita.

Tämä väitöskirja käsittelee keskeisiä haasteita laajojen alueiden langattomassa tehonsiirrossa, ja keskittyy tehokkaan ja vapaasti sijoitettavan latauksen saavuttamiseen useille laitteille. Väitöskirjassa ehdotetaan innovatiivisia, koneoppimista hyödyntäviä menetelmiä tehonsiirron optimoimiseksi lähetinpuolen mittausten perusteella, mikä poistaa tarpeen lisäsensoreille tai datayhteyksille. Uudenlainen lähetinalueen järjestely ja tasomainen vastaanotinkonstruktio mahdollistavat tasaisen hyötysuhteen koko latausalueella, ja poistaa katvealueet ja monimutkaiset seurantamekanismit.

Tutkimuksessa esitellään dynaamisia lähetinaktivointistrategioita, jotka perustuvat vastaanottimen sijaintiin ja orientaatioon, mikä takaa korkean hyötysuhteen (noin 90 %) liikkeestä riippumatta. Nämä edistysaskeleet tarjoavat merkittäviä mahdollisuuksia esimerkiksi teollisuusrobottien ja droonien langattomassa latauksessa, tarjoten kustannustehokkaita ja skaalautuvia ratkaisuja dynaamisiin WPT-järjestelmiin. Väitöskirjassa tarkastellaan myös käämien ja magneettisten materiaalien optimointia suorituskyvyn ja kestävyyden parantamiseksi suurten alueiden WPT-järjestelmissä.

Avainsanat:
Langaton tehonsiirto, vapaasti sijoitettava langaton lataus, laajan alueen langaton tehonsiirto, täysi vapaus langattomassa latauksessa.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53