Dr inż. Kornel Wolski z nagrodą w konkursie ABB

Praca doktorska Kornela Wolskiego z Instytutu Sterowania i Elektroniki Przemysłowej Wydziału Elektrycznego PW zdobyła wyróżnienie w konkursie o nagrodę ABB. Co roku jury przyznaje nagrody za najlepszą pracę inżynierską, magisterską lub doktorską, związaną tematycznie z dziedzinami działalności Centrum. Konkurs jest organizowany już od 21 lat. 

Dr inż. Kornel Wolski zdobył wyróżnienie i nagrodę finansową w wysokości 15 000 zł. Jego praca doktorska „Single-Phase Quasi-Z-Source Inverter with Active Energy Buffer” powstała pod kierunkiem prof. dr. hab. inż. Jacka Rabkowskiego. 

- Pomysł na ten temat wziął się z dostrzeżonej na rynku potrzeby dążenia do osiągania wyższych gęstości mocy falowników fotowoltaicznych z uwagi na możliwość znacznego obniżenia kosztów instalacyjnych oraz logistycznych przy produkcji seryjnej. Opracowana metoda, oparta na efektywnej dyskretyzacji wielowymiarowej przestrzeni rozwiązań, stanowi istotny krok na drodze w kierunku pełnej automatyzacji procesu projektowania urządzeń energoelektronicznych – wyjaśnia dr inż. Kornel Wolski.

Rozprawa doktorska dotyczy aktywnych buforów energii (AEB) dla jednofazowych falowników typu quasi-Z-source (qZSI). Na wstępie pracy autor dokonał analizy stanu techniki w zakresie jednofazowych falowników z funkcjonalnością podwyższania i obniżania napięcia, a także przeanalizował perspektywy zastosowania rozwiązań dotyczących odsprzęgania prądu o zawartości drugiej harmonicznej. Po zidentyfikowaniu szeregu braków w zakresie opisu analitycznego w literaturze, zbudował uogólnioną strukturę projektowania jednofazowego falownika typu qZSI, składającą się z rozbudowanego modelu matematycznego i zautomatyzowanego algorytmu służącego do odnajdywania optymalnych konfiguracji komponentów.

Autor sformułował i opisał oryginalną teorię trybu nieciągłego prądu niskiej częstotliwości (LF-DCM), która tłumaczy odkształcenia prądu w pewnych zakresach pracy i która może być stosowana w przypadku dowolnej topologii falownika jednofazowego zawierającej diody. Opracowana metoda projektowa wraz ze wszystkimi jej komponentami została zaadaptowana w celu uwzględnienia AEB umieszczonego na głównym kondensatorze w topologii qZSI w celu maksymalizacji zakresu osiągalnej przestrzeni rozwiązań projektowych. W efekcie uzyskano nowatorską topologię przekształtnika z oryginalną funkcjonalnością oraz właściwościami. Ten przekształtnik został poddany studium symulacyjnemu w celu weryfikacji założeń zaadaptowanego modelu analitycznego, a jego uzyskana przestrzeń rozwiązań została porównana z wynikami uzyskanymi dla potencjalnie alternatywnych topologii. 

Stwierdzono, że najbardziej optymalnym wariantem jest zaproponowane w rozprawie ulokowanie bufora energii typu obniżającego napięcie na głównym kondensatorze qZSI przy jednoczesnym zastosowaniu modulacji unipolarnej. Dr Wolski dokonał syntezy i implementacji algorytmów kontrolno-pomiarowych wysokiej częstotliwości na podstawie koncepcji stabilności układu zdyskretyzowanego z teorii sterowania. Zaprojektował, zbudował i przebadał prototyp urządzenia w warunkach laboratoryjnych, uzyskane wyniki potwierdzają zarówno poprawność metody projektowej opartej na przestrzeniach rozwiązań jak i ograniczenia przewidziane przez model analityczny.