Professori Paavo Rasilo mallintaa sähkömagnetiikkaa – tutkimus vauhdittaa käytännön suunnittelutyötä

Mitä tutkit?

Tutkimusalani on sähkömekaniikka, joka perinteisesti viittaa pyöriviin sähkökoneisiin, kuten generaattoreihin ja sähkömoottoreihin. 

Tutkimusryhmäni tutkii monipuolisesti sähkömagneettisten kenttien ja magneettisten materiaalien mallinnusta sekä näiden mallien soveltamista sähkömagneettisten ja sähkömekaanisten energiamuuntimien analysointiin ja suunnitteluun. Sovelluskohteemme ovat vaihdelleet mikrowattiluokan energianlouhintalaitteista megawattiluokan muuntajiin ja sähkökoneisiin.

Miksi tutkimuksesi on tärkeää?

Aurinkovoimaa lukuun ottamatta lähes kaikki sähköenergia tuotetaan pyörivillä generaattoreilla, ja noin puolet kaikesta sähköstä muutetaan mekaaniseksi työksi sähkömoottoreilla. Sähköä siirrettäessä jännitetasoa muutetaan muuntajilla. 

Energianmuokkaukseen liittyvä keskustelu keskittyy usein hyötysuhteeseen, joka muuntajien ja sähkökoneiden tapauksessa on jo melko korkea, eli tuotetusta sähköstä vain hyvin pieni osa muuttuu lämpöhäviöiksi ja suurin osa siitä saadaan hyötykäyttöön. On kuitenkin tärkeää muistaa myös se, että lämpenemä määrää sen, miten paljon laitteita voidaan kuormittaa, eli miten paljon tehoa laite kestää painoonsa tai tilavuuteensa nähden. 

Häviöiden tarkka mallinnus on tärkeää tehotiheyden maksimoimiseksi ja materiaali- ja jäähdytyskustannusten minimoimiseksi. Paremmat mallinnustyökalut parantavat myös laitteiden luotettavuutta ja nopeuttavat suunnittelu- ja tuotekehitystyötä.

Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto

Mikä inspiroi sinua työssäsi professorina?

Inspiraatio syntyy mahdollisuudesta löytää tieteellistä uutuusarvoa sisältäviä ja käytännön insinöörityötä helpottavia ratkaisuja energiamuuntimien mallinnukseen ja suunnitteluun. Esimerkiksi aiempaa tarkempien tai laskennallisesti tehokkaampien mallinnusmenetelmien todentaminen käytännön mittauksilla on palkitsevaa.

Mitä haluaisit seuraavaksi tutkia ja miksi?

Sähkökoneille perinteisesti käytetyt mallinnusmenetelmät on kehitetty matalia taajuuksia ajatellen, eivätkä ne toimi kunnolla tehoelektroniikkalaitteiden kytkentätaajuuksien kasvaessa. Pyrimme laajentamaan mallinnusmenetelmiä, jotta ne pysyvät kehityksen perässä. Taajuusalue 10 kilohertsin ja 10 megahertsin välillä tarjoaa mielenkiintoista tutkittavaa, sillä siinä yhdistyvät perinteisen sähkövoimatekniikan ja perinteisen radiotekniikan haasteet.

Mitä teet vapaa-ajallasi?

Vietän aikaa lasteni kanssa ja liikun luonnossa hiihtäen, juosten, suunnistaen ja retkeillen.

Tervetuloa seuraamaan uusien professorien juhlaluentoja 11.5.2026