Optimization of the power cable for low voltage direct current system

The demand for electricity is constantly growing in contemporary world and, in the same time, quality and reliability requirements are becoming more rigid. In addition, renewable sources of energy have been widely introduced for power generation, and they create specific challenges for the network. Consequently, new solution for distribution system is required, and Low Voltage Direct Current (LVDC) system is the proposed one. This thesis focuses on the investigation of specific cable features for low voltage direct current (LVDC) distribution system. The LVDC system is public ±750 VDC distribution system, which is currently being developed at Lappeen-ranta University of Technology. The aspects, considered in the thesis, are reliable and economic power transmission in distribution networks and possible power line communication in the LVDC cable.

Kestomagneettitahtikoneen emulointi digitaalisella signaaliprosessorilla

Sähkökäytön suunnittelussa säätöä voidaan testata useassa tapauksessa reaaliaikasimulaattorilla todellisen laitteiston sijaan. Monet reaaliaikasimulaatioiden perustana käytetyt algoritmit soveltuvat täysinohjatulle invertterisillalle. Eräissä sovelluksissa halutaan kuitenkin käyttää puoliksiohjattua siltaa. Puoliksiohjattulla sillalla mallin kausaalisuus voi kääntyä, mitä perinteiset reaaliaikasimulaattorit eivät pysty simuloimaan Tässä työssä oli tavoitteena kehittää reaaliaikasimulaattori puoliksiohjatulle kestomagneettitahtikonekäytölle. Emulaattoriin mallinnettiin todellisen käytön kestomagneettitahtikone ja invertterisilta. Simulaattori toteutettiin digitaaliselle signaaliprosessorille (DSP) ja mittauksiin liittyvät oheislaitteet mallinnettiin FPGA-piirille. Emulaattoriin liitettiin erillinen säätäjä, jota käytettiin myös todellisen sähkökäytön säätämiseen. Emulaattorilla ja todellisella käytöllä tehtyjä mittauksia verrattiin ja emuloimalla saadut tulokset vastasivat melko hyvin todellisesta käytöstä mitattuja.

Elemental analysis of wood materials by external millibeam thick target PIXE

PIXE (Particle Induce X-ray Emission spectrometry) was used for analysing stem bark and stem wood of Scots pine, Norway spruce and Silver birch. Thick samples were irradiated, in laboratory atmosphere, with 3 MeV protons and the beam current was measured indirectly using a photo multiplicator (PM) tube. Both point scans and bulk analyses were performed with the 1 mm diameter proton beam. In bulk analyses, whole bark and sectors of discs of the stem wood were dry ashed at 550 ˚C. The ashes were homogenised by shaking and prepared to target pellets for PIXE analyses. This procedure generated representative samples to be analysed, but the enrichment also enabled quantification of some additional trace elements. The ash contents obtained as a product of the sample preparation procedure also showed to be of great importance in the evaluation of results in environmental studies. Spot scans from the pith of pine wood outwards, showed clearly highest concentrations of manganese, calcium and zinc in the first spot irradiated, or 2-3 times higher than in the surrounding wood. For stem wood from the crown part of a pine this higher concentration level was found in the first four spots/mms, including the pith and the two following growth rings. Zinc showed increasing concentrations outwards in sapwood of the pine stem, with the over-all lowest concentrations in the inner half of the sapwood. This could indicate emigration of this element from sapwood being under transformation to heartwood. Point scans across sapwood of pine and spruce showed more distinct variations in concentrations relative to hearth wood. Higher concentrations of e.g. zinc, calcium and manganese were found in earlywood than in denser latewood. Very high concentrations of iron and copper were also seen for some earlywood increments. The ash content of stem bark is up to and order higher than for the stem wood. However, when the elemental concentration in ashes of bark and wood of the same disc were compared, these are very similar – this when trees are growing at spots with no anthropogenic contamination from the atmosphere. The largest difference was obtained for calcium which appeared at two times high concentrations in ashes of bark than in ashes of the wood (ratio of 2). Pine bark is often used in monitoring of atmospheric pollution, where concentrations in bark samples are compared. Here an alternative approach is suggested: Bark and the underlying stem wood of a pine trees are dry ashed and analysed. The elemental concentration in the bark ash is then compared to the concentration of the same element in the wood ash. Comparing bark to wood includes a normalisation for the varying availability of an element from the soil at different sites. When this comparison is done for the ashes of the materials, a normalisation is also obtained for the general and locally different enrichment of inorganic elements from wood to bark. Already a ratio >2 between the concentration in the bark ash and the concentration in the wood ash could indicate atmospheric pollution. For monitoring where bark is used, this way of “inwards” comparison is suggested - instead of comparing to results from analyses of bark from other trees (read reference areas), growing at sites with different soil and, locally, different climate conditions. This approach also enables evaluation of atmospheric pollution from sampling of only relative few individual trees –preferable during forest felling.

Comparison and Evaluation of Eddy Current Sensors

In the work eddy current sensors are described and evaluated. Theoretical part includes physical basics of the eddy currents, overview of available commercial products and technologies. Industrial sensors operation was assessed based on several working modes. Apart from this, the model was created in Matlab Simulink with Xilinx Blockset and then translated into a Xilinx ISE Design Suite compatible project. The performance of the resulting implementation was compared to the existing implementation in the Xilinx Spartan 3 FPGA board with the custom made sensor. Additionally, an introduction to FPGAs and VHDL is presented.

Päämääriä, ajelehtimista, tietämättömyyttä, etsintää: Koulutusvalinnat, opinnot ja koulutuksen vaihtaminen yliopisto-opiskelijoiden kokemana 2000 -luvun taitteessa

Tutkimuksessa tarkastellaan yliopisto-opiskelua, opintojen kokemista ja niiden kulkua alkaen koulutusvalinnoista. Lisäksi tutkimuksessa pyritään ymmärtämään ja kuvaamaan yliopisto-opintojen aikaista koulutuksen vaihtamista prosessina. Kyseessä on seurantatutkimus Turun yliopistossa vuonna 1998 aloittaneesta opiskelijakohortista. Tutkittavat opiskelijat valittiin sillä perusteella, että he vastasivat kolmeen opintoja koskevaan kyselyyn ja olivat vähintään kolmen vuoden ajan läsnä olevina opiskelijoina. Opiskelijat (n=440) jaettiin neljään vertailuryhmään: 1) opintoihinsa tyytyväiset, 2) ensimmäisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneet, 3) toisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneet ja 4) koulutusta vaihtaa halunneet. Tutkimusaineisto koostuu kolmesta kyselystä, opintorekisteriaineistosta ja koulutusta opintojen aikana vaihtaneiden opiskelijoiden haastatteluista (n=22). Kyselyt tehtiin ensimmäisen, toisen ja kolmannen opintovuoden kevätlukukausilla ja haastattelut vuonna 2002, jolloin opiskelijat opiskelivat Turun yliopistossa neljättä tai viidettä vuotta. Kyselyiden avulla tutkittiin eroavatko koulutusta vaihtaneet opiskelijat muista opiskelijoista rakenteellisilta tekijöiltään tai opintokokemuksissaan. Opintorekisteriaineiston perusteella tutkittiin eroavatko koulutusta vaihtaneet opiskelijat koulutuksessa pysyneistä opiskelijoista opintojen kulussa. Kyselyiden ja haastatteluiden avulla tutkittiin minkälaisia tietoja ja odotuksia opiskelijoilla oli yliopisto-opiskelusta ollut ennen opintojen aloittamista. Haastatteluiden perusteella tutkittiin mitä syitä koulutuksen vaihtamisen taustalla oli ja minkälaisina kertomuksina koulutuksen vaihtamisprosessi näyttäytyi. Koulutusta vaihtaneet opiskelijat erosivat koulutuksessa pysyneistä opiskelijoista aiemman koulutuksen määrän, iän ja perheellisyyden suhteen. Verrattaessa ensimmäisen ja toisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneita opiskelijoita keskenään havaittiin näillä ryhmillä olevan erilainen perhetausta. Koulutusta valittaessa tärkein tekijä oli kiinnostus alaa kohtaan. Toiseksi voimakkain hakutekijä oli muilla paitsi ensimmäisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneilla valmiudet haluttuun ammattiin. Vuorostaan ensimmäisen vuoden jälkeen koulutusta vaihtaneilla toiseksi tärkein tekijä hakeutumisessa oli helppo sisäänpääsy opintoihin. Suurin osa opiskelijoista oli päässyt ensisijaisesti haluamaansa koulutukseen. Koulutusta myöhemmin vaihtaneissa ryhmissä ja koulutuksen vaihtoa halunneiden ryhmässä ensisijaisesti haluttuun koulutukseen päässeitä oli alle puolet. Odotukset opiskelusta eivät täysin täyttyneet ensimmäisen puolen vuoden opiskelun aikana. Tutkittujen ryhmien välillä havaittiin eroja kokemuksissa koulutuksen sopivuudesta itselle. Koulutuksen vaihtaminen oli myönteinen kokemus, ja uusi koulutus koettiin aiempaa koulutusta sopivammaksi itselle. Kolmannen vuoden kevätlukukaudella omaa koulutusta kohtaan koettu kiinnostus oli voimakasta muissa ryhmissä paitsi koulutuksen vaihtoa halunneissa. Harvimmin positiivisia tunteita opiskelua kohtaan kokivat vaihtoa halunneet opiskelijat. Koulutuksen vaihtaminen vähensi opintoihin kiinnittymättömyyttä. Koulutuksen vaihtoa halunneiden kokemukset nykyisen koulutuksensa ilmapiiristä olivat negatiivisimpia. Koulutuksen vaihtaminen vaikutti myönteisesti myös opetuksen kokemiseen. Opinnot etenivät kaikissa tutkituissa ryhmissä tasaisesti. Koulutuksen vaihtamisen jälkeisenä vuonna opinnot etenivät vaihtaneissa ryhmissä keskimääräistä enemmän. Haastatteluiden mukaan pääasiallisia syitä koulutuksen vaihtamiselle olivat päätyminen toissijaiseen koulutukseen ja pettyminen aloittamaansa koulutukseen. Narratiivien analyysin avulla tutkimuksessa löydettiin neljä erilaista tarinaa vaihtamisprosessista: 1) toissijaisesta koulutuksesta ensisijaiseen koulutukseen vaihtaminen, 2) ensisijaiseen koulutukseen pettyminen, 3) kiinnostavampaan koulutukseen ajautuminen ja 4) oman alan löytyminen etsinnän kautta. Vaikka koulutuspolitiikassa koulutuksen vaihtaminen nähdään ongelmana, oli se tämän tutkimuksen mukaan opiskelijalle myönteinen kokemus. Tämän tutkimuksen perusteella tulisikin kiinnittää huomiota opiskelijoihin, jotka haluaisivat vaihtaa koulutuksesta toiseen. Heillä opintojen eteneminen osoittautui hitaimmaksi ja opintokokemukset negatiivisimmiksi. Koulutusta vaihtaneiden opiskelijoiden opintojen eteneminen näytti hitaalta verrattuna opintoihinsa tyytyväisiin opiskelijoihin. Koulutuksen vaihtamisen jälkeen opintojen eteneminen kuitenkin nopeutui ja opintotyytyväisyys lisääntyi.

Animal Lovers, Bridge-Builders, and Supervising Watchdogs: Framing and Civil Society Construction by Japanese Pro-Animal Organizations in the Kansai and Tokyo Areas

Unlike their counterparts in Europe and America, the citizen organizations acting for the well-being of animals in Japan have not received scholarly attention. In this research, I explore the activities of twelve Japanese pro-animal organizations in Tokyo and Kansai area from the perspective of social movement and civil society studies. The concept of a ‘pro-animal organization’ is used to refer generally to the collectives promoting animal well-being. By using the collective action frame analysis and the three core framing tasks – diagnostic, prognostic, and motivational – as the primarily analytical tools, I explore the grievances, tactics, motivational means, constructions of agency and identity as well as framing of civil society articulated in the newsletters and the interviews of the twelve organizations I interviewed in Japan in 2010. As the frame construction is always done in relation to the social and political context, I study how the organizations construct their roles as civil society actors in relation to other actors, such as the state, and the idea of citizen activism. The deficiencies in the animal welfare law and lack of knowledge among the public are identified as the main grievances. The primary tactic to overcome these problems was to educate and inform the citizens and authorities, because most organizations lack the channels to influence politically. The audiences were mostly portrayed as either ignorant bystanders or potential adherents. In order to motivate people to join their cause and to enforce the motivation within the organization, the organizations emphasized their uniqueness, proved their efficiency, claimed credit and celebrated even small improvements. The organizations tended to create three different roles for citizen pro-organizations in civil society: reactive, apolitical and emphatic animal lovers concentrating on saving individual animals, proactive, educative bridge-builders seeking to establish equal collaborative relations with authorities, and corrective, supervising watchdogs demanding change in delinquencies offending animal rights. Based on the results of this research, I suggest that by studying how and why the different relations between civil society and the governing actors of the state are constructed, a more versatile approach to citizens’ activism in its context can be achieved.