Active du/dt Filtering for Variable-Speed AC Drives

An oscillating overvoltage has become a common phenomenon at the motor terminal in inverter-fed variable-speed drives. The problem has emerged since modern insulated gate bipolar transistors have become the standard choice as the power switch component in lowvoltage frequency converter drives. Theovervoltage phenomenon is a consequence of the pulse shape of inverter output voltage and impedance mismatches between the inverter, motor cable, and motor. The overvoltages are harmful to the electric motor, and may cause, for instance, insulation failure in the motor. Several methods have been developed to mitigate the problem. However, most of them are based on filtering with lossy passive components, the drawbacks of which are typically their cost and size. In this doctoral dissertation, application of a new active du/dt filtering method based on a low-loss LC circuit and active control to eliminate the motor overvoltages is discussed. The main benefits of the method are the controllability of the output voltage du/dt within certain limits, considerably smaller inductances in the filter circuit resulting in a smaller physical component size, and excellent filtering performance when compared with typical traditional du/dt filtering solutions. Moreover, no additional components are required, since the active control of the filter circuit takes place in the process of the upper-level PWM modulation using the same power switches as the inverter output stage. Further, the active du/dt method will benefit from the development of semiconductor power switch modules, as new technologies and materials emerge, because the method requires additional switching in the output stage of the inverter and generation of narrow voltage pulses. Since additional switching is required in the output stage, additional losses are generated in the inverter as a result of the application of the method. Considerations on the application of the active du/dt filtering method in electric drives are presented together with experimental data in order to verify the potential of the method.

Säiliöperheen tuotekehitysprojekti

Tässä kandidaatintyössä käsiteltiin polttoainesäiliöiden tuotekehitysprojektia. Työssä käytiin läpi erilaisia eristysvaihtoehtoja sekä niiden ominaisuuksia valmistuksessa. Lisäksi käsiteltiin luodinkestävyyttä, palosuojausta sekä mahdollisia muutoksia jakeluasemastandardiin.

Development of Russian Ports in The Gulf of Finland

Russia has been one of the fastest developing economic areas in the world. Based on the GDP, the Russian economy grew evenly since the crisis in 1998 up till 2008. The growth in the gross domestic product has annually been some 5–10%. In 2007, the growth reached 8.1%, which is the highest figure after the 10% growth in 2000. Due to the growth of the economy and wage levels, purchasing power and consumption have been strongly increasing. The growing consumption has especially increased the imports of durables, such as passenger cars, domestic appliances and electronics. The Russian ports and infrastructure have not been able to satisfy the growing needs of exports and imports, which is why quite a large share of Russian foreign trade is going through third countries as transit transports. Finnish ports play a major role in transit transports to and from Russia. About 15% of the total value of Russian imports was transported through Finland in 2008. The economic recession that started in autumn 2008 and continues to date has had an impact on the economic development of Russia. The export income has decreased, mainly due to the reduced world market prices of energy products (oil and gas) and raw minerals. Investments have been postponed, getting credit is more difficult than before, and the ruble has weakened in relation to the euro and the dollar. The imports are decreasing remarkably, and are not forecast to reach the 2008 volumes even in 2012. The economic crisis is reflected in Finland's transit traffic. The volume of goods transported through Finland to and from Russia has decreased almost in the same proportion as the imports of goods to Russia. The biggest risk threatening the development of the Russian economy over long term is its dependence on export income from oil, gas, metals, minerals and forest products, as well as the trends of the world market prices of these products. Nevertheless, it is expected that the GDP of Russia will start to grow again in the forthcoming years due to the increased demand for energy products and raw minerals in the world. At the same time, it is obvious that the world market prices of these products will go up with the increasing demand. The increased income from exports will lead to a growth of imports, especially those of consumer goods, as the living standard of Russian citizens rises. The forecasts produced by the Russian Government concerning the economic development of Russia up till 2030 also indicate a shift in exported goods from raw materials to processed products, which together with energy products will become the main export goods of Russia. As a consequence, Russia may need export routes through third countries, which can be seen as an opportunity for increased transit transports through the ports of Finland. The ports competing with the ports of Finland for Russian foreign trade traffic are the Russian Baltic Sea ports and the ports of the Baltic countries. The strongest competitors are the Baltic Sea ports handling containers. On the Russian Baltic Sea, these ports include Saint Petersburg, Kaliningrad and, in the near future, the ports of Ust-Luga and possibly Vyborg. There are plans to develop Ust-Luga and Vyborg as modern container ports, which would become serious competitors to the Finnish ports. Russia is aiming to redirect as large a share as possible of foreign trade traffic to its own ports. The ports of Russia and the infrastructure associated with them are under constant development. On the other hand, the logistic capacity of Russia is not able to satisfy the continually growing needs of the Russian foreign trade. The capacity problem is emphasized by a structural incompatibility between the exports and imports in the Russian foreign trade. Russian exports can only use a small part of the containers brought in with imports. Problems are also caused by the difficult ice conditions and narrow waterways leading to the ports. It is predicted that Finland will maintain its position as a transit route for the Russian foreign trade, at least in the near future. The Russian foreign trade is increasing, and Russia will not be able to develop its ports in proportion with the increasing foreign trade. With the development of port capacity, cargo flows through the ports of Russia will grow. Structural changes in transit traffic are already visible. Firms are more and more relocating their production to Russia, for example as regards the assembly of cars and warehousing services. Simultaneously, an increasing part of transit cargoes are sent directly to Russia without unloading and reloading in Finland. New product groups have nevertheless been transported through Finland (textile products and tools), replacing the lost cargos. The global recession that started in autumn 2008 has influenced the volume of Russian imports and, consequently, the transit volumes of Finland, but the recession is not expected to be of long duration, and will thus only have a short-term impact on transit volumes. The Finnish infrastructure and services offered by the logistic chain should also be ready to react to the changes in imported product groups as well as to the change in Russian export products in the future. If the development plans of the Russian economy are realized, export products will be more refined, and the share of energy and raw material products will decrease. The other notable factor to be taken into consideration is the extremely fast-changing business environment in Russia. Operators in the logistic chain should be flexible enough to adapt to all kinds of changes to capitalise on business opportunities offered by the Russian foreign trade for the companies and for the transit volumes of Finnish ports, also in the future.

Uuden valmistusteknologian käyttöönottoprosessin kuvaaminen

Raskaassa teollisuudessa perinteisten valmistusmenetelmien kehitys vaatii uusiin valmistusteknologioihin investoimista ja niiden käyttöönottoa. Valmistusteknologioiden käyttöönottoja johdetaan yrityksissä useimmiten yksittäisinä projekteina. Tämän tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, voidaanko valmistusteknologian käyttöönotoissa tunnistaa yhteisiä piirteitä ja onko niihin mahdollista soveltaa prosessijohtamisen menetelmiä. Tutkimuksen taustan muodostaa kirjallisuusselvitys aiemmin julkaistuista aihepiiriin liittyvistä tutkimuksista. Tärkeimmät teoreettiset viitekehykset aiemmista tutkimuksista ovat Taskisen julkaisu tuotantoprosessin muutoksen vaiheista sekä muutoksen mittaristosta, sekä Carillon ja Gaimonin tutkimus valmistusprosessin muutostavoitteista sekä niiden resursoinnista. Lisäksi prosessijohtamisen käsitteet ja yleisimmät prosessien kuvaamisen standardimenetelmät esiteltiin. Työssä tutustutaan suomalaisessa raskaan teollisuuden kasvuyrityksessä tehtyihin valmistusteknologian käyttöönottojen suorituksiin ja niissä havaittuihin kehityskohteisiin. Näiden kehityskohteiden ja teoreettisten viitekehysten perusteella luotiin prosessimalli valmistusteknologian käyttöönotosta. Tutkimuksessa havaittiin, että uuden valmistusteknologian käyttöönotto noudattaa tuotantoprosessiin tehtävien muutosten teoriaa, ja siitä voidaan tunnistaa käyttöönoton tyypistä riippumattomia toistuvia vaiheita. Nämä vaiheet ja toiminnot on mahdollista kuvata prosessiksi, jota voidaan kehittää käyttöönottojen suorituksesta saatujen kokemusten ja mittaustuloksien avulla.

Suorat ulkomaiset investoinnit Baltiaan

Tässä kandidaatintyössä tavoitteenamme oli selvittää Baltian alueen suosion syitä investoinnin kohteena. Aluksi selvitimme mitä suorat ulkomaiset investoinnit tarkoittavat ja tarkastelimme investointien hyötyjä sekä investoivalle taholle että investoinnin kohteena olevalle valtiolle. Näiden tutkimusten valossa pystyimme tarkastelemaan investointeja Baltian alueelle. Kuvasimme Baltian maiden investointiympäristöä tietyillä makrotalouden tunnusluvuilla sekä analysoimalla maiden korruptiotilannetta. Lisäksi tutkimme kansainvälisten organisaatioiden tekemiä listauksia liiketoiminnan harjoittamisen ja kilpailukyvyn suhteen. Vertasimme toteutuneita investointilukuja investointiympäristön houkuttelevuuteen eri mittareilla mitattuna, jolloin pystyimme päättelemään, selittävätkö käyttämämme mittarit maihin tehtyjen suorien ulkomaisten investointien määrää. Pyrimme myös selvittämään, mitkä maat ja toimialat ovat olleet Baltian suorien ulkomaisten investointien lähteenä. Lopuksi pohdimme Baltian maiden tulevaisuutta suorien investointien kohteena käytössä olevien ennusteiden perusteella.

Innovative Culture – Searching for Innovativeness in a Construction Company

The purpose of the thesis is to study innovativeness in a context of the construction industry especially the front-end of the innovation process. The construction industry is often considered an old-fashioned manufacturing industry. Innovations and innovativeness are rarely linked to the industry. The construction industry, as well as other industries in Finland, is facing challenges such as productivity, the climate change and internationalization. The meaning of innovations is greater than ever in continuously changing markets, for standing out from competitors or increasing the competitiveness. Traditional production methods, tight building regulations, unique buildings, one-of-a-kind project organizations and highlighting the cheapest price in building contracts are particular challenges in the construction industry. The research questions of the thesis were: - What kind of factors shift the existing company culture towards innovativeness? - What are the phases of the front-end of the innovation process? - What kind of tools and methods enable managing the front-end of the innovation process? The theoretical part of the thesis bases on the literature review. The research methodology of the empirical part was the action research and qualitative approach. Empirical data was collected by the theme interviews from three companies. The results were practical methods and experiences from innovation activities of the companies. The results of the thesis can be clarified as follows: enhancement of the innovation activities requires support and commitment of the top management, innovative culture and innovation strategy. Innovativeness can be promoted by systematical methods for example collecting ideas from employees. Controlling and managing the front-end phase is essential to succeeding. Despite that managing the front-end is the most challenging part of the innovation process, development and management of that save companies’ money, resources and prevents useless investments. Further clarification and studies are needed to find out furthermore functional tools and methods to manage innovations and implementing them to the culture of the companies.

Hitsaustoiminnan käynnistäminen pk-alihankintakonepajassa

Tämä diplomityö on tehty HT Laser Oy:n Vieremän tehtaan hitsaustoiminnan käynnistämisen yhteydessä. Diplomityön tavoitteena oli hitsaustoiminnan käynnistämisen kustannusten minimointi ja hitsattavien tuotteiden myynti- ja valmistusprosessin luominen. Työn teoriaosassa on esitelty hitsauslaitteistolle asetettavia vaatimuksia, hitsauskustannuksiin vaikuttavia tekijöitä, tuotantojärjestelmiä, tuotannon ohjausmenetelmiä, laadunhallintaa, henkilöstöasioita, osavalmistusta, hitsauksen hinnoittelua ja tilauskäsittelyä. Ensisijaisesti työssä on tavoiteltu sujuvan ja tuloksellisen tilaus/tarjouskäsittelyprosessin luomista. Tämä on nähty edellytyksenä ongelmattomalle tuotannolle ja hyvälle toimitusvarmuudelle. Työssä on luotu malli tarjousvaiheessa läpikäytävälle esikatselmukselle, jota on esitelty kahden case -esimerkin avulla. Case -esimerkeissä on käsitelty myös tuotteiden valmistukseen ja hinnoitteluun liittyviä asioita ja ongelmia sekä näiden ratkaisuja.

Venture capital investment on SME

The thesis investigates if venture capital investments affect the development of SMEs positively. The thesis will also view the presence of venture capitalists affect on the capital structure of SMEs and other company determinants in the financial crisis. The theories effecting to SME investment has been presented to provide background information. The data consist of the financial statement data and the results a corporate questionnaire. The questionnaire consists of 63 questions and 860 corporate answered the questionnaire. The result shows that venture capitalist seems to have a negative effect on SMEs productivity. Also SMEs with a venture capitalist have more negative outlook for future in the financial crisis.

Keskitetyn lämmöntuotannon kehittämismahdollisuudet Lahden seudulla ilmastonmuutoksen näkökulmasta

Tämä diplomityö on tehty Aalto yliopiston Teknillisen korkeakoulun Lahden keskuksen IMMU-hankkeeseen. Teoriaosassa tarkastellaan kaukolämmityksen nykytilannetta ja sen tulevai-suuteen vaikuttavia tekijöitä. Työssä on tarkasteltu Lahti Energia Oy:n Kymijärven voimalaitosalueen kehittämismahdollisuuksia vuosina 2012 ja 2016. Vertailukohtana käytetään nykytilannetta vuoden 2009 tiedoilla. Työssä on selvitetty voimalaitosalueen elinkaaren aikaisia kasvihuonekaasupäästöjä ja niiden muutoksia mahdollisten uusien voimalaitosinvestointien myötä. Vuonna 2012 alueelle rakennetaan kiinteää polttoainetta käyttävä kaasutusvoimalaitos jolloin nykyisen laitoksen käyttö ja samalla kivihiilen käyttö vähenee huomattavasti. Tässä työssä vuoden 2016 skenaariossa alueelle ajatellaan rakennettavan kolmas voimalaitos, maakaasukäyttöinen kaasukombiturbiini. Tarkasteluissa energiantuotantomäärien oletetaan pysyvän nykytilanteen suuruisina. Työssä tarkasteltujen skenaarioiden perusteella alueen yhdistetyn kaukolämmön- ja sähköntuotannon (CHP) päästöjä voitaisiin vähentää vuonna 2012 noin 20 % ja vuonna 2016 noin 30 % nykytilanteesta. Esitettyjen investointien riskinä on sopivan polttoaineen saatavuus ja riittävyys. Lisäksi työssä tarkasteltiin kaasutusvoimalaitoksen ja kaasukombiturbiinin takaisinmaksuaikoja. Kierrätyspolttoaineen hinnan kallistuminen hinnasta 5 €/MWh hintaan 15 €/MWh vaikutti kaasutusvoimalaitoksen takaisinmaksuaikaan yhdeksällä vuodella. Kaasukombiturbiinin takaisinmaksuaika piteni tämän hetkiseen maakaasun hintaan 27 €/MWh verrattuna päästöoikeuden lisäkustannus 6 €/MWh huomioiden kahdeksan vuotta. Takaisinmaksuaikaan vaikuttaa muun muassa polttoaineen hinta ja laitoksen huipunkäyttöaika.

Biopolttoaineiden lisäämismahdollisuudet kaukolämmön tuotannossa pienen kokoluokan tuotantolaitoksissa Lahden seudulla

Tämä diplomityö on tehty IMMU-hankkeeseen, jossa selvitetään konkreettisia keinoja ilmastonmuutoksen hillintään Lahden seudulla. Diplomityössä tarkastellaan mahdollisuuksia lisätä biopolttoaineita pienen kokoluokan kaukolämmön tuotantolaitoksissa. Teoria osuuden pohjalta luodaan skenaariot Nastolaan ja Vääksyyn (Asikkala). Skenaarioissa tarkastellaan biopolttoaineiden lisäämisen vaikutuksia kasvihuonekaasu- ja hiukkaspäästöihin käyttämällä elinkaariarviointimenetelmää. Taloudellisia seikkoja tarkastellaan laskemalla takaisinmaksuaikoja eri biolaitosratkaisuille nettonykyarvomenetelmällä. Tutkimuksen tuloksena saatiin, että kasvihuonekaasupäästöt tuotannon elinkaaren ajalta vähenevät eniten tuottamalla kaukolämmön perustuotanto Nastolassa ja Vääksyssä bio-CHP-laitoksella haketta polttamalla. Kiinteitä biopolttoaineita poltettaessa tulevat kuitenkin suurimmat hiukkaspäästöt, mikä vaikuttaa asuinympäristön viihtyvyyteen tuotantolaitoksen läheisyydessä. Bio-CHP-laitoksen investointikustannukset ovat suurimmat ja takaisinmaksuaika pisin. Nastolan kulutusperusteisiä päästöjä pystytään vähentämään eniten investoimalla biolämpölaitokseen tai bio-CHP-laitokseen. Päästöjä Nastolassa pystyttäisiin kyseisillä investoinneilla vähentämään enimmillään 6,4 %. Lahti energian kokonaispäästöjä pystyttäisiin enimmillään vähentämään noin 1,6 %. Johtopäätöksenä tutkimuksesta voidaan sanoa, että kasvihuonekaasupäästöjä pystytään vähentämään investointien avulla. Toiset ratkaisut ovat vain kalliimpia kuin toiset. Lisäksi kiinteitä biopolttoaineita käytettäessä jotkut poltto-ominaisuudet voivat heiketä esim. verrattuna maakaasun polttoon. Biopolttoaineiden lisäämisellä kuitenkin päästään irti riippuvuudesta fossiilisiin polttoaineisiin kuten öljyyn ja maakaasuun. Investointeja tehdessä on vaikea sanoa suoraan, mikä vaihtoehto on paras tapa tuottaa kaukolämpöä. Investointipäätöksiä tehdessä päätökseen vaikuttaa se, mitä tuotannon ominaispiirteitä painotetaan eniten.

Tuotteen elinkaarenaikainen tiedonhallinta palvelukeskeisen arkkitehtuurin avulla

Palvelukeskeistä arkkitehtuuria (SOA) sovelletaan nykyään varsinkin suurten yritysten tietojärjestelmien suunnittelussa ja toteutuksessa. Siinä toiminnot suunnitellaan palveluina, mikä lisää erityisesti palveluiden uudelleen-käytettävyyttä ja mahdollisuutta hyödyntää jo tehtyjä järjestelmäinvestointeja. Tuotteen elinkaarenaikaisen tiedonhallinnan (PLM) pyrkimyksenä on saada elinkaarelle hajaantunut tieto käyttöön oikeassa paikassa oikeaan aikaan sekä parantaa tuotetiedon luotettavuutta ja ajantasaisuutta. Tämä on yksi tärkeimmistä tekijöistä tavoiteltaessa kilpailuetuja verkottuneessa liiketoiminnassa. Tämän diplomityön tavoitteena oli selvittää, kuinka tuotteen elinkaarenaikainen tiedonhallinta voidaan toteuttaa palvelukeskeisen arkkitehtuurin avulla sekä, mitä haasteita ja hyötyjä tästä seuraa organisaatiolle. Tutkimus tehtiin kirjallisuustutkimuksena. Työ tarjoaa tietoa PLM:n ja SOA:n integroinnista sekä integroinnin haasteista ja hyödyistä. Tutkimuksen tulokset osoittavat palvelukeskeisen PLM:n tuovan oikein suunniteltuna ja toteutettuna merkittäviä hyötyjä verkostoituneessa ympäristössä toimiville yrityksille. Lisäksi työ antaa käsityksen siitä, kuinka laaja projekti palvelukeskeisen PLM:n implementointi on.

Mäntsälän Sähkö Oy:n jakeluverkon kehittämissuunnitelma

Työn tavoitteena oli laatia Mäntsälän Sähkö Oy:n jakeluverkon kehittämissuunnitelma vuodelle 2020. Työn laadinta aloitettiin selvittämällä verkon nykytila ja käyttövarmuus korvaustilanteissa. Tämän jälkeen työssä paikannettiin alueet, joissa korvattavuuden parantaminen tai kuormituksien kasvaminen tulevaisuudessa edellyttää mittavia investointeja jakeluverkon käyttövarmuuden takaamiseksi. Työssä tarkastellaan yksityiskohtaisemmin Järvelän alueen käyttövarmuuden kehittämistä ja Hennan alueen kuormituksen kasvuun varautumista. Järvelän alueen käyttövarmuuden parantaminen edellyttää joko uutta sähköasemainvestointia tai 110 kV johdon rakentamista. Hennan alueen kuormituksen kasvu edellyttää, alueen kuormituksista riippuen, joko yhtä tai kahta uutta sähköasemainvestointia.

Suorien ulkomaisten investointien vaikutukset kohdemaassa: Itäisen Euroopan siirtymätaloudet

Tämä kandidaatintyö käsittelee suorien ulkomaisten investointien vaikutuksia itäisen Euroopan siirtymätalouksissa keskittyen erityisesti Puolaan, Viroon ja Ukrainaan. Suorat ulkomaiset investoinnit ovat tärkeä osa kansainvälistä kauppaa ja niillä on suuri rooli monen maan taloudessa. Työ koostuu kolmesta suuremmasta kokonaisuudesta, joista ensimmäisenä on suoran ulkomaisen investoinnin teoria. Toisessa osiossa esitellään lyhyesti kohdemaat, minkä jälkeen kolmannessa osiossa keskitytään suorien ulkomaisten investointien teoreettisiin vaikutuksiin. Teoreettisista vaikutuksista käsitellään tarkemmin vaikutukset talouskasvuun, maksutaseeseen, tuottavuuteen, tuotantoon, teknologiaan, työvoimaan, markkinarakenteeseen ja ympäristöön. Näitä suorien ulkomaisten investointien vaikutuksia havainnollistetaan esimerkeillä kohdemaista.

Kenttätietojen hyödyntäminen taajuusmuuttajan luotettavuuden suunnittelussa

Taajuusmuuttaja on yhä yleisempi laite perinteisten oikosulkumoottoreiden nopeuden säädössä, niin teollisuudessa kuin muilla käyttökohteissa. Ensimmäiset laitetyypit olivat mekaanisesti suurikokoisia ja vaativat laitteen tekniseltä tuelta ja kunnossapidolta hyvää teknistä perehtyneisyyttä laitteisiin. Teknologian kehittymisen myötä laitteiden teho/kokosuhde on pienentynyt ja tarjolla on useita eri sovelluskohteisiin suoraan soveltuvia taajuusmuuttajia varustettuna helppokäyttöisillä ja kaupallisilla käyttöliittymillä. Laitteen elinkaaren aikainen luotettavuusjohtaminen edellyttää valmistajalta varsinaisen laitesuunnittelun lisäksi tarkoituksenmukaisia testausmenetelmiä ja kokemusperäistä luotettavuustietoa myös asennetusta laitekannasta. Työssä on käyty taajuusmuuttajan suunnittelun kannalta läpi luotettavuuden käsitteistö sekä yleisimpiä luotettavuusmenetelmiä. Luotettavuusnäkökohtia verrataan asennetusta laitekannasta saatuihin kokemuksiin laitteen valmistajan ja tuotetuen kannalta. Työssä on esitetty luokittelun perusteita ja menetelmät, miten käytön aikana voidaan arvioida laitteen teknistä tilaa sekä huomioida se kunnossapidon suunnittelussa. Johtopäätöksenä huomataan, että asennuspaikka ja käyttösovellus määrittävät taajuusmuuttajan käytettävyyden. Kenttätietoja voidaan hyödyntää paikallisen kunnossapidon kannalta kunnossapidon ja investointien suunnittelussa. Toisaalta valmistajan tuotekehitys saa asennetuista laitteista kokemuksia seuraavan sukupolven tyypin suunnittelun perustaksi. Tekniikan voimakkaan kehittymisen seurauksena uusien taajuusmuuttajatyyppien valmistus kestää yhä lyhyemmän ajanjakson, jolloin asennetusta laitekannasta saatu kenttäkokemus on arvokasta tietoa laitevalmistajalle. Yhteenvetona valmistajan laiterekistereitä voidaan kehittää siten, että niihin on tallennettavissa laitekartoitusten perusteella kerättyä informaatiota, jota niin valmistajan myynti, tuotetuki kuin laitesuunnittelu voi omassa toiminnassaan hyödyntää.

Multilevel converter modulation: implementation and analysis

Multilevel converters provide an attractive solution to bring the benefits of speed-controlled rotational movement to high-power applications. Therefore, multilevel inverters have attracted wide interest in both the academic community and in the industry for the past two decades. In this doctoral thesis, modulation methods suitable especially for series connected H-bridge multilevel inverters are discussed. A concept of duty cycle modulation is presented and its modification is proposed. These methods are compared with other well-known modulation schemes, such as space-vector pulse width modulation and carrier-based modulation schemes. The advantage of the modified duty-cycle modulation is its algorithmic simplicity. A similar mathematical formulation for the original duty cycle modulation is proposed. The modified duty cycle modulation is shown to produce well-formed phase-to-neutral voltages that have lower total harmonic distortion than the space-vector pulse width modulation and the duty cycle modulation. The space-vector-based solution and the duty cycle modulation, on the other hand, result in a better-quality line-to-line voltage and current waveform. The voltage of the DC links in the modules of the series-connected H-bridge inverter are shown to fluctuate while they are under load. The fluctuation causes inaccuracies in the voltage production, which may result in a failure of the flux estimator in the controller. An extension for upper-level modulation schemes, which changes the switching instants of the inverter so that the output voltage meets the reference voltage accurately regardless of the DC link voltages, is proposed. The method is shown to reduce the error to a very low level when a sufficient switching frequency is used. An appropriate way to organize the switching instants of the multilevel inverter is to make only one-level steps at a time. This causes restrictions on the dynamical features of the modulation schemes. The produced voltage vector cannot be rotated several tens of degrees in a single switching period without violating the above-mentioned one-level-step rule. The dynamical capabilities of multilevel inverters are analyzed in this doctoral thesis, and it is shown that the multilevel inverters are capable of operating even in dynamically demanding metal industry applications. In addition to the discussion on modulation schemes, an overvoltage in multilevel converter drives caused by cable reflection is addressed. The voltage reflection phenomenon in drives with long feeder cables causes premature insulation deterioration and also affects the commonmode voltage, which is one of the main reasons for bearing currents. Bearing currents, on the other hand, cause fluting in the bearings, which results in premature bearing failure. The reflection phenomenon is traditionally prevented by filtering, but in this thesis, a modulationbased filterless method to mitigate the overvoltage in multilevel drives is proposed. Moreover, the mitigation method can be implemented as an extension for upper-level modulation schemes. The method exploits the oscillations caused by two consecutive voltage edges so that the sum of the oscillations results in a mitigated peak of the overvoltage. The applicability of the method is verified by simulations together with experiments with a full-scale prototype.