Aalto-yliopistolle suunniteltiin uusi sähkötekniikan tutkimuslaboratorio

Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun uusi ePower Hub korvaa Otaniemessä vanhan sähkötekniikan laboratorion, jonka kunnossapito, huoltaminen ja varaosien saatavuus alkoi olla hankalaa.

“Sähkötekniikan tutkimuslaboratorio on kuuden eri professorin tutkimusryhmien käytössä, joten ison porukan kokeellinen tutkimus on riippuvainen sen toiminnasta”, kertoo Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun teknologiapäällikkö Petri Hyvönen.

ePower Hub parantaa yliopiston tilatehokkuutta, koska samat toiminnot mahtuvat nyt puolta pienempään tilaan. Myös uusi sijainti lähellä esimerkiksi konetekniikan opetusta tuo selviä synergiaetuja. Hyvösen mukaan tutkimuslaboratoriossa tehdään maailmanluokan tutkimusta.

Kuuden eri professorin tutkimusryhmät ovat riippuvaisia sähkötekniikan tutkimuslaboratorion toiminnasta.

Petri Hyvönen, teknologiapäällikkö, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu

“Tiloissa toimii muun muassa professori Anouar Belahcenin johtama Suurnopeuksiset sähkömekaaniset energianmuunnosjärjestelmät -huippuyksikkö, joka vastaa sähköistyvän maailman haasteisiin.”

Sähkötekniikan laboratorio muistuttaa teollisuuden testaus- ja koestusympäristöjä

Granlundin teollisuusasiantuntijat vastasivat sähkötekniikan tutkimuslaboratorion sähkösuunnittelusta ja automaatiosuunnittelusta sekä rakennuttajakonsultoinnista ja valvonnasta. Hyvösen mukaan Granlundin referenssit ja näytöt vastaavista tutkimusympäristöistä olivat vakuuttavat.

“Pystyimme luottamaan siihen, että homma onnistuu tällä porukalla.”

Tutkimuslaboratorion sähköistyksellä on hyvin vähän yhteistä kiinteistötekniikan kanssa. Siksi kohteessa sovellettiin Granlundin teollisuussähkön ja teollisuusautomaation suunnitteluosaamista sekä asiantuntijoita toimipisteverkostosta ympäri Suomen.

“Olemme toteuttaneet vaativia tutkimus-, testaus- ja koestusympäristöjä esimerkiksi ABB:lle ja Wärtsilälle“, kertoo Granlundin teollisuussähkö- ja automaatio-osaston johtaja Janne Rautio.

Granlundilla oli vakuuttavat referenssit ja näytöt vastaavista tutkimusympäristöistä.

Petri Hyvönen, teknologiapäällikkö, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu

Manuaaliohjauksesta moderniin teollisuusautomaatioon

Uusi sähkötekniikan laboratorio tarjoaa Aalto-yliopiston tutkijoille ja opiskelijoilla parasta mahdollista sähkö- ja automaatiotekniikkaa. Eri työpisteiden ohjauspaneeleja hallitaan automaatiojärjestelmällä, mikä merkitsee tilan käyttäjien kannalta siirtymistä pois vanhanaikaisesta manuaaliohjauksesta.

“Meidän oli huomioitava monia eri käyttötilanteita, ja siksi myös sähkö-, automaatio- ja turvajärjestelmien toiminnassa on paljon variaatioita”, kertoo Granlundin sähkösuunnittelun osastonjohtaja Pasi Poikonen.

Yksi vaativimmista tehtävistä oli määritellä eri lukitustiedot ohjelmateknisesti.

“Tekniikalla varmistettiin, että eri testauskeskuksia pystytään ohjaamaan yksilöidysti, muttei koskaan väärään aikaan, väärästä paikasta tai eri paikoista yhtä aikaa”, Rautio sanoo.

Käyttöliittymien määrä oli suuri, koska työpistekeskuksia on kymmenkunta. Jokaiseen niistä tarvittiin eri jännitteitä, taajuuksia, virtoja ja verkkoja. Erilaisia sähkölaitteita voidaankin nyt tutkia lähes millä tahansa jännitteellä aina 500 volttiin asti.

“Myös taajuutta voidaan säätää eri työpisteissä 30–100 hertsin välillä, ja tutkimukselle välttämätöntä puhdasta siniaaltoa luodaan varsin harvinaisella tahtigeneraattorilla”, kertoo Granlundin sähköosaston projektinjohtaja Marko Rajanen.

Sähköturvallisuus korostui tutkimus- ja opetustilan sähkösuunnittelussa

Sähkötekniikan tutkimuslaboratorio on opetuskäytössä, ja siksi sähköturvallisuus oli suunnittelussa ykkösasia. Vaaratilanteita ei saa tulla, vaikka käyttäjä tekisi jonkin virheen. Rajasen mukaan turvallisuusjärjestelmän ristiinlukituksilla huolehditaan siitä, ettei vääriä kytkentöjä ole mahdollista tehdä.

“Lisäksi turvallisuus varmistetaan työpisteiden läheltä löytyvillä hätäseis-piireillä ja -painikkeilla.”

Sähkötekniikan laboratoriossa on useita erotusmuuntajilla toisistaan erotettuja verkkoja: maadoitettuja ja maasta erotettuja verkkoja, verkkojen ohituksia sekä eri verkkojen valvontaa. Hyvösen mielestä uuden tutkimuslaboratorion sähköturvallisuuden hallinta on automaation ansiosta aikaisempaa helpompaa. Myös magneettipohjaiset hätäpainikkeet ovat helposti siirreltäviä.

Sähkötekniikan tutkimuslaboratorio otettiin tuotanto- ja opetuskäyttöön syyskuun alussa 2023. Aalto-yliopiston tutkijoiden ensimmäiset kommentit uudesta tutkimusympäristöstä ovat olleet myönteisiä. Kytkentöihin ja koejärjestelmien jännitteiseksi saamiseen kuluva aika on lyhentynyt selvästi.

“Myös vikatilanteiden selvittäminen on nopeutunut ja selkeytynyt huomattavasti, kun koko järjestelmä ja sen tila on nähtävissä automaatiojärjestelmän ohjauspaneeleilta”, Hyvönen toteaa.

Haluatko kuulla lisää?