Performance Characteristics of an Axial-Flux Solid-Rotor-Core Induction Motor

The integration of electric motors and industrial appliances such as pumps, fans, and compressors is rapidly increasing. For instance, the integration of an electric motor and a centrifugal pump provides cost savings and improved performance characteristics. Material cost savings are achieved when an electric motor is integrated into the shaft of a centrifugal pump, and the motor utilizes the bearings of the pump. This arrangement leads to a smaller configuration that occupies less floor space. The performance characteristics of a pump drive can be improved by using the variable-speed technology. This enables the full speed control of the drive and the absence of a mechanical gearbox and couplers. When using rotational speeds higher than those that can be directly achieved by the network frequency the structure of the rotor has to be mechanically durable. In this thesis the performance characteristics of an axial-flux solid-rotor-core induction motor are determined. The motor studied is a one-rotor-one-stator axial-flux induction motor, and thus, there is only one air-gap between the rotor and the stator. The motor was designed for higher rotational speeds, and therefore a good mechanical strength of the solid-rotor-core rotor is required to withstand the mechanical stresses. The construction of the rotor and the high rotational speeds together produce a feature, which is not typical of traditional induction motors: the dominating loss component of the motor is the rotor eddy current loss. In the case of a typical industrial induction motor instead the dominating loss component is the stator copper loss. In this thesis, several methods to decrease the rotor eddy current losses in the case of axial-flux induction motors are presented. A prototype motor with 45 kW output power at 6000 min-1 was designed and constructed for ascertaining the results obtained from the numerical FEM calculations. In general, this thesis concentrates on the methods for improving the electromagnetic properties of an axial-flux solid-rotor-core induction motor and examines the methods for decreasing the harmonic eddy currents of the rotor. The target is to improve the efficiency of the motor and to reach the efficiency standard of the present-day industrial induction motors equipped with laminated rotors.

Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistaminen

Aiempien tutkimusten mukaan suorituskyvyn mittauksella on selvä vaikutus henkilöstön työmotivaatioon ja toiminnan tehokkuuteen. Tämän vaikutuksen taustalla ovat tavoitteiden ymmärtäminen, viestinnän onnistuminen, vaikutusmahdollisuudet, palkitseminenja motivointi sekä koulutus ja työympäristö. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistamista. Tutkimuksessa perehdytään ensin asiantuntijapalvelun tuotteistamiseen kirjallisuuden perusteella,jonka jälkeen tätä teoriaa testataan käytännössä tuotteistamalla case-tapauksena oleva suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelu. Asiantuntijapalvelut ovat kaikkein abstrakteimpia palveluja, joten niiden tuotteistaminen on vaikeaa, mutta myös samalla erityisen tärkeää. Ne ovat monesti täysin asiakaskohtaisesti räätälöityjä, joka tekee muun muassa niiden hinnoittelusta ja myynnistä vaikeaa. Tuotteistamalla saadaan esimerkiksi asiantuntijapalveluiden tuottamisprosessit ja hinnat vakioitua, jolloin niiden kannattava myynti helpottuu. Tutkimuksen empiria-osassa tuotteistettiin case-tapaus ja tuotteistuksessa seurattiin erästä kirjallisuudessa esitettyä tuotteistusprosessimallia. Tutkimuksessa selvisi, että asiantuntijapalvelun tuotteistusprosessi sisältää useita eri vaiheita, joiden käsittelyyn on varattava aikaa. Lisäksi on tärkeää tutustua asiantuntijapalveluiden tuotteistamiseen jo ennen tuotteistamisen aloittamista. Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalveluiden tuotteistamisessa voidaan hyvin käyttää yleisiä asiantuntijapalvelun tuotteistamisen teorioita. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan käyttää hyväksi suunniteltaessa ja valmisteltaessa asiantuntijapalvelun tuotteistamista ja tutkimus tarjoaa myös neuvoja tuotteistuksen toteutukseen.

Yhdyskuntajätevesien yhteispuhdistus sellu- ja paperitehtaan aktiivilietelaitoksessa

Työn tavoitteena on ollutselvittää kustannukset, joita syntyy, jos Kuusankosken kaupungin puhdistamolta johdetaan jätevedet UPM-Kymmene Oyj:n Kymin aktiivilietelaitokselle puhdistettaviksi, ja kustannukset, joita aiheutuu kaupungin puhdistamon laajentamisesta typenpoistoon sopivaksi sekä verrata näiden hankkeiden kustannuksia. Työssä selvitetään myös muutokset, joita yhteispuhdistukseen siirtymisestä aiheutuu Kymin aktiivilietelaitokselle ja miten jätevesikuormitus Kymijokeen muuttuu. Lisäksi työssäon tarkasteltu yhdyskuntajätevedenpuhdistamoilta tuotujen lietteiden vaikutustaKymin aktiivilietelaitoksen toimintaan ja luotu katsaus käytössä olevien metsäteollisuusyritysten ja kaupunkien yhteispuhdistamojen toimintaan Raumalla ja Grand Rapids:ssa. Yhdyskuntajätevesien yhteispuhdistuksesta sellu- ja paperitehtaan aktiivilietelaitoksessa on saatu hyviä kokemuksia Raumalta. Kokonaistyppikuormitus Rauman merialueelle on puolittunut ja lisäksi fosfori- ja BOD-kuormitukset ovat vähentyneet. Ravinteiden tarve puhdistamolla on kuitenkin ennakoitua suurempija ravinteiden kulutusta voidaan selittää monella tekijällä mm. lämpötilan laskulla ja lietekuorman lisääntymisellä. Kymin puhdistamolle on tuotu Akanojan puhdistamon ylijäämäliete vuodesta 1996 lähtien. Vuoden 2004 marras- ja joulukuussa suoritetussa kokeilussa Kymin puhdistamolle tuotiin Akanojan lietteiden lisäksi osa Kouvolan puhdistamolla syntyneistä lietteistä. Kokeilun perusteella voidaan todeta, että yhdyskuntajätevesilietteiden tuonnilla voidaan korvata puhdistamolla tarvittavia ravinteita. Uusi jätteenpolttodirektiivi tuskin aiheuttanee ongelmia poltettaessa voimalaitoksella ylijäämälietettä, joka sisältää myös yhdyskuntajätevesistä peräisin olevaa lietettä. Kymin aktiivilietelaitoksen lämpötila tulee laskemaan yhteispuhdistukseen siirryttäessä viileiden yhdyskuntajätevesien vaikutuksesta. Yhteispuhdistustilanteessa Kuusankosken keskustan jokialueen bakteeritilanteeseen ei ole todennäköisesti tulossa muutosta, mutta virustilanteen muuttuminen voi olla mahdollista. Yhteispuhdistukseen siirryttäessä Kymin puhdistamon kapasiteettia tarvitsee kasvattaa ainoastaan jälkiselkeytyksen suhteen. Yhteispuhdistustilanteessa jätevesikuormitus Kymijokeen tulee pienenemään erityisesti typen osalta ja myös BOD- ja fosforikuormat pienenevät. COD-kuormitus pysyy lähes ennallaan ja kiintoainekuorma saattaa lisääntyä hiukan. Yhteispuhdistustilanteessa Kymijokeen aiheutuu jätevesikuormitusta myös ohituksista, kun yhdyskuntajätevesimäärä ylittää hetkellisesti esimerkiksi rankkasateen sattuessa mitoitusvirtaamansa arvon. Investointikustannukseksi, Kuusankosken kaupungin puhdistamon muuttamisesta typenpoistoon sopivaksi, arvioitiin mitoitusvirtaamasta riippuen 3 210 000 ¤ tai 2 460 000 ¤. Yhteispuhdistukseen siirtyminen aiheuttaa kaupungille n. 3 755 000 ¤ investointikustannuksen ja Kymin puhdistamolle n. 365 000 ¤. Investointikustannuksiltaan yhteispuhdistukseen siirtyminen tulee kaupungille kalliimmaksi mutta pitkällä aikavälillä tarkasteltuna edullisempi vaihtoehto Kuusankosken kaupungin kannalta on siirtyminen yhteispuhdistukseen.

Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistaminen

Aiempien tutkimusten mukaan suorituskyvyn mittauksella on selvä vaikutus henkilöstön työmotivaatioon ja toiminnan tehokkuuteen. Tämän vaikutuksen taustalla ovat tavoitteiden ymmärtäminen, viestinnän onnistuminen, vaikutusmahdollisuudet, palkitseminen ja motivointi sekä koulutus ja työympäristö. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistamista. Tutkimuksessa perehdytään ensin asiantuntijapalvelun tuotteistamiseen kirjallisuuden perusteella, jonka jälkeen tätä teoriaa testataan käytännössä tuotteistamalla case-tapauksena oleva suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelu. Asiantuntijapalvelut ovat kaikkein abstrakteimpia palveluja, joten niiden tuotteistaminen on vaikeaa, mutta myös samalla erityisen tärkeää. Ne ovat monestitäysin asiakaskohtaisesti räätälöityjä, joka tekee muun muassa niiden hinnoittelusta ja myynnistä vaikeaa. Tuotteistamalla saadaan esimerkiksi asiantuntijapalveluiden tuottamisprosessit ja hinnat vakioitua, jolloin niiden kannattava myynti helpottuu. Tutkimuksen empiria-osassa tuotteistettiin case-tapaus ja tuotteistuksessa seurattiin erästä kirjallisuudessa esitettyä tuotteistusprosessimallia. Tutkimuksessa selvisi, että asiantuntijapalvelun tuotteistusprosessi sisältää useita eri vaiheita, joiden käsittelyyn on varattava aikaa. Lisäksi on tärkeää tutustua asiantuntijapalveluiden tuotteistamiseen jo ennen tuotteistamisen aloittamista. Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalveluiden tuotteistamisessa voidaanhyvin käyttää yleisiä asiantuntijapalvelun tuotteistamisen teorioita. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan käyttää hyväksi suunniteltaessa ja valmisteltaessa asiantuntijapalvelun tuotteistamista ja tutkimus tarjoaa myösneuvoja tuotteistuksen toteutukseen.

EDI-järjestelmän käyttöönottoprosessi pienessä tukkuliikkeessä

Työn tavoitteena oli auttaa yritystä ensimmäisessä EDI-projektissa ja dokumentoida prosessia tulevaisuutta varten. Työn tarkoitus on toimia oppaana yrityksen seuraavissa EDI-projekteissa. Ensin luotiin kirjallisuuden avulla kokonaiskuva EDIstä ja EDI-järjestelmistä. Tämän jälkeen pyrittiin luomaan kuva EDIn mahdollisista vaikutuksista yritykseen, esimerkiksi siitä saatavista hyödyistä ja aiheutuvista ongelmista ja kustannuksista. Yrityksen EDI-projektin etenemisestä pyrittiin kirjaamaan ylös tärkeimmät vaiheet. Prosessia vietiin eteenpäin lyhyissä pätkissä, joiden väliin jäi pitkiäkin aikoja. Lisäksi dokumentoitiin yrityksen tulevaa EDI-järjestelmää ja käytettäviä tekniikoita. Yritys osti EDI-järjestelmänsä valmiina, mutta jonkin verran räätälöintiä jouduttiin tekemään niin EDI-järjestelmään kuin toiminnan-ohjausjärjestelmäänkin. Ongelmia teknisessä toteutuksessa tuli vastaan, mutta ne olivat aina selvitettävissä. Yrityksessä selvitettiin myös perinteisin tavoin käydyn kauppatapahtuman kulkua ja toimintatapoja. Tämän jälkeen mietittiin, miten EDI tulee muuttamaan prosessia. Huomattiin kuitenkin, että vaikutusten miettiminen ennen EDIn käyttöönottoa on melko vaikeaa. Tulevaisuutta ajatellen kartoitettiin mahdollisuuksia EDI-järjestelmien käyttöön yrityksen muiden asiakkaiden ja kahden toimittajan kanssa. Mahdollisuuksia EDIn laajentamiseen löytyi molempiin suuntiin.

Pastalietteen hyödyntäminen raaka-aineena.

Pastalietettä syntyy metsäteollisuudessa päällystettyä paperia ja kartonkia valmistavissa yksiköissä, joissa on pastapitoisten vesien erilliskäsittely. Pastalietettä syntyi Suomessa vuonna 1998 noin 50 000 tw. Pastapitoisille vesille on kehitetty käsittelymenetelmiä, joilla pasta voidaan kierrättää takaisin prosessiin. Näistä menetelmistä mainittakoon ultrasuodatus, joka on jo käytössä eräillä tehtailla, sekä dispergointi-menetelmä, joka on pastalietteen osalta koekäyttöasteella. Pastalietteen soveltuvuutta sorateiden kulutuskerrosmateriaaliksi tutkittiin alustavasti koelaatikoin ja laboratoriokokein. Pastalietteellä on näiden tutkimusten mukaan murskeen tiivistyvyyttä parantavia ominaisuuksia. Koelaatikoista sitoutumista ja käyttäytymistä sään vaihdellessa on seurattu silmämääräisesti ja alustavat arviot ovat varovaisen lupaavia Pastalietteen arvioitu menekki on 37 t/km, jolloin koko Suomessa syntyvällä pastalietemäärällä voitaisiin käsitellä 1 350 soratiekilometriä Kuivatun pastalietteen käyttöä kiviainesteollisuuden raaka-aineeksi on kartoitettu tiilen, kevytsoran ja vuorivillan valmistuksessa. Tiilen valmistuksessa pastalietettä on jo käytetty, tulokset ovat olleet vaihtelevia. Pastalietteen hyötykäyttöpotentiaalia nykyisillä tiilitehtailla on arvioiden mukaan 15 000 t/a. Käyttö kevytsoran ja vuorivillan valmistuksessa vaatisi lisätutkimuksia

Vientituotteiden tiedonhallinta

Työn tarkoituksena oli tutkia Datex-Ohmedan nimikekoodien ja tuoterakenteiden käyttöä ja dokumentointia toiminnanohjausjärjestelmässä vientitoimintojen kannalta. Tavoitteena oli myös analysoida havaittuja ongelmia ja pyrkiä kehittämään tilannetta eteenpäin. Työssä on esitelty Datex-Ohmedan tuotteet, vientijärjestelmä sekä toiminnanohjausjärjestelmä perusteena käytetylle myyntirakenteelle ja tilausmenettelylle. Tilauksenkäsittelyn selventämiseksi on siitä tehty prosessikuvaus. Tilauksenkäsittelyprosessi on jaettu neljään pääprosessiin: tilauksen vastaanotto, tuotanto, pakkaus ja lähetys. Prosessissa kulkevien dokumenttien ja niissä käytettyjen koodimuotojen avulla on havainnollistettu koodien moninaista käyttöä. Koodipolitiikkaa on kuvattu esittämällä nimikekoodi, konfiguraatiokoodi, tilauskoodi, myyntirakenne ja nimiketyypit. Erillisten tilauskoodien vuoksi käytettävää järjestelmää on selostettu koodien yhteydessä. Vastaavat koodit ja käytännöt Pohjois-Amerikan organisaatiossa on kerrottu. Työssä on myös sivuttu tuotetiedon hallintaa ja tuotetiedon hallintajärjestelmä-projektia Datex-Ohmedassa. Havaitut ongelmat on jaoteltu tilauksenkäsittelyprosessiiin liittyviin, myyntirakenteeseen ja koodeihin liittyviin sekä yleisiin käytäntöihin. Ongelmia ja niiden taustoja on pohdittu yksitellen. Työn lopputuloksena on hahmoteltu tilanteen kehitysmahdollisuuksia ja analysoitu lyhyesti niiden toteuttamismahdollisuuksia ja vaikutuksia.

Cam-tekniikan opetusohjelma

Tässä työssä keskitytään rakentamaan opetusohjelma, jonka avulla pyritään kehittämään tietokoneavusteisten valmistusjärjestelmien käyttöä puutuotteiden valmistuksessa. Tavoitteena on cam-teknologian opetustyön ja oppimistapahtuman selkeyttäminen sekä järjestelmän opetuksessa tarvittavan koulutusaineiston luominen. Suunnittelussa pyritään vastaamaan puutuoteteollisuuden tämän hetken tarpeisiin, jotta koulutettavat pystyisivät toimimaan nykyaikaisten cam-järjestelmien parissa. Opetusohjelma sisältää opetuskokonaisuuksia cam-järjestelmän rakenteesta, sen toteuttamisesta ja käytöstä. Lisäksi työssä sovelletaan toteutettua opetusohjelmaa erilaisten kohderyhmien opetussuunnitelmissa ja tutkitaan verkkopohjaisen oppimisympäristön luonnetta ja sen mahdollista käyttöä cam-tekniikan opetuksessa.

Sahojen energiajärjestelmien kehittäminen

Tyypillisesti sahoilla tarvittava lämpö tuotetaan omalla lämpölaitoksella, jossa hyödynnetään sahalla syntyviä sivutuotteita kuten kuorta ja purua. Lämmöntuotantoon ei yleensä käytetä lainkaan öljyä. Jos lämpölaitoksen teho ei riitä tai lämmöntuotannossa syntyy katkoksia, tyydytään rajoittamaan tuotantoa tai annetaan sahatavaran laadun kärsiä. Diplomityössä etsitään taloudellisesti kannattavia konsepteja, joilla voidaan parantaa lämmöntuotannon varmuutta sahoilla. Työssä tarkastellaan sahoja kolmessa eri kokoluokassa, kattaen yleisimmät sahalaitokset. Koska diplomityöhön ei otettu malliksi mitään tiettyä sahaa, määritettiin em. kolmelle kokoluokalle materiaali- ja energiavirrat yleisten tunnuslukujen perusteella. Lisäksi sahoille määritettiin kuivaustiedot, kun kaikilla sahoilla oletettiin olevan ainoastaan kamarikuivaamoita. Sahojen käyttämä kuori on kosteaa, ja se asettaa käytettävälle polttotekniikalle korkeat vaatimukset. Kuoren lämpöarvoa voidaan parantaa kuivattamalla sitä ennen polttoa erillisessä kuivurissa. Diplomityössä tarkastellaan suoraa ja epäsuoraa kuivatusta, joista molemmat perustuvat kiertoleijutekniikkaan. Suorassa kuivatuksessa hyödynnetään kattilasta saatavia savukaasuja, kun taas epäsuorassa kuivatuksessa lämmönlähteenä käytetään kuuma vettä. Molempien kuivatuskonseptien osalta käydään läpi toimintaperiaate ja kytkentä lämpölaitokseen, sekä lasketaan lämmöntuotannon omakustannushinta. Lisäksi tarkastellaan suoran kuivatuksen asentamista nykyiseen kostean polttoaineen laitokseen. Kuoren kuivatuksen lisäksi arvioidaan kuumavesikattilan käyttöä sahoilla ja sahatavaran kuivauksessa tarvittavan erillisen höyrynkehityksen korvaamista kuumavesiakulla. Lopuksi diplomityössä tarkastellaan pienimuotoista sähköntuotantoa sahojen lämpölaitosten yhteydessä ja sen kannattavuutta. Tarkasteltavia tekniikoita ovat ORC –tekniikka sekä höyrykone.

Diversification and its reflections on profitability - strategic change in pulp and paper industry in the years 1996 and 2006

The purpose of the thesis was to analyze diversification in pulp and paper industry (PPI), which is an industry facing enormous strategic challenges as many of the basic parameters of its operational environment are rapidly changing. The objective was to explore, how PPI companies have reacted to these changes by adjusting their strategies in terms of diversification and how the adjustments have affected their profitability. The study was statistical in nature. The results indicate that PPI companies in deed had reduced the degree of unrelated and related diversification , but the positive performance implications of the changes were debatable. In light of the data used in the study lower level of diversification did not lead to better profitability, in fact, the companies with the highest level of diversification had the best profitability. By contrast, reducing the level of unrelated diversification improved the profitability development; whereas reducing the level of related diversification deteriorated the profitability of the company. The results were not statistically significant and they cannot be generalized outside the data of the study.