Verkkovaihtosuuntaajan vektorisäädön toteutus FPGA-piirillä

Verkkovaihtosuuntaajalla pystytään muuntamaan tasajännite vaihtojännitteeksi ja päinvastoin. Verkkovaihtosuuntaajan toiminta perustuu tehokytkinten ohjaukseen ja sopivan modulointimenetelmän käyttöön. Vektorisäädössä vaihtosuuntaajanvirrat ja jännitteet esitetään kompleksitasossa, jolloin virta- ja jännitekomponentit voidaan esittää vektoreina. Vektorisäädössä verkkovaihtosuuntaajan ohjaustoteutetaan laskemalla kompleksitasossa vektoreille arvot, jotka tuottavat vaihtosuuntaajan lähtöön halutun vektorin. Koska FPGA-piirit mahdollistavat nopean rinnakkaisen laskennan, soveltuvat ne hyvin vektorisäädön toteuttamiseen. FPGA-piirien rakenteesta johtuen on säätöjärjestelmän suunnittelussa huomioitava kiinteän pilkun lukujen riittävä bittileveys ja järjestelmän diskretointiaika. Työssä suunnitellaan verkkovaihtosuuntaajan vektorisäätö ja tutkitaan bittileveyden vaikutusta säädön toteuttamiseen FPGA-piirillä. Bittileveyden tarkasteluun esitetään käytettäväksi tilastollisia menetelmiä. Työssä tarkastellaan kiinteän pilkun järjestelmän ja liukulukujärjestelmän erosuureen tilastollisia tunnusmerkkejä sekä histogrammia. Tarkasteluissa huomattiin, että maksimivirhe itsessään ei tarjoa riittävästi tietoa erosuureen jakautumisesta. Näin ollen maksimivirhe ei ole kaikissa tilanteissa sovelias menetelmä riittävän bittitarkkuuden määrittämiseen. Työssä esitetään riittävän bittitarkkuuden määrittelemiseen käytettäväksi otossuureista otosvarianssia, keskipoikkeamaa ja vaihteluväliä.

CO2:n käyttö puhdistuksessa ja inerttinä kaasuna öljynjalostusympäristössä

Tutkimuksen tavoitteena on löytää CO2:lle puhdistus- ja inertointikohteita öljynjalostusympäristöstä. CO2:na käytettäisiin Porvoon vetylaitokselta sivutuotteena tulevaa CO2:a. Vetylaitokselta saatava CO2-virta ei ole riittävän puhdasta käytettäväksi suoraan pesuissa ja inertoinnissa. CO2:n eri olomuotoja voidaan käyttää puhdistuksessa. Tutkimuksen lähtökohtana olleen ylikriittisen CO2:n tehokkuus perustuu sen liuottavuuteen. Huonosti liukenevien aineiden liukoisuus ylikriittiseen CO2:in paranee lisäaineiden ja pinta-aktiivisten aineiden käytöllä. Kiinteä CO2 jäädyttää ja poistaa epäpuhtauden sublimoitumisesta aiheutuvan paineaallon voimasta. Kuivajääpuhdistus soveltuu parhaiten tasaisten pintojen puhdistamiseen. Ylikriittisellä CO2:lla onnistuu nykyisellä teknologialla vain pienien kappaleiden puhdistaminen. Kuivajääpuhdistuksen toimivuutta kokeiltiin käytännössä Neste Oilin Porvoon jalostamolla hyvin tuloksin. Tasaisilta pinnoilta saatiin poistetuksi bitumia ja rasvakerros. Käyttökustannusvertailussa osoittautui ylikriittistä CO2:a käyttävä laitteisto halvemmaksi ja kuivajääpuhallus kalliimmaksi kuin konventionaaliset menetelmät. Säiliöiden paineistamiseen ja inertointiin käytetään yleisesti N2:ä. N2:llä inertoitavia kohteita voitaisiin korvata CO2:lla. CO2:n käyttöä rajoittavia seikkoja on hinta ja sen reaktiivisuus alkalimetallien kanssa. Vertailtaessa näiden kahden liukoisuuksia hiilivetyihin osoittautui CO2 monin kerroin liukoisemmaksi. Tämän ominaisuuden ansiosta CO2 voisi olla hyvä väliaine laitteiden hiilivetyvapaaksi saattamisessa.

Moniensiöinen muuntaja taajuudenmuuttajakäytössä

Suuritehoisissa pumppu- ja puhallinkäytöissä käytetään usein suurnopeusmoottoria,jota syötetään välijännitteellä. Suurjännitetaajuudenmuuttajat ovat kalliita, eikä niitä ole aina edes mahdollista valmistaa. Tutkimuksen kohteena on rinnakkaisilla pienjännitetaajuudenmuuttajilla toteutettu sähkökäyttö, jossa pienjännite nostetaan moniensiöisellä muuntajalla suurjännitteeksi (6,6 kV) ja syötetään edelleen kuormana olevalle suurnopeusmoottorille. Opinnäytetyössä tutkitaan moniensiöisen muuntajan syöttöä rinnakkaisilla taajuudenmuuttajilla sekä niiden aiheuttamia häiriöitä toisilleen. Työssä tutkitaan myös harmonisten yliaaltojen vaikutuksia muuntajan häviöihin ja magnetointiominaisuuksiin. Taajuudenmuuttajan lähtöjännite ja -virta suodatetaan sinisuotimella, jonka parametreja simuloidaan Simulink- ohjelmistolla. Tavoite on löytää optimaaliset parametrit taajuudenmuuttajanlähtösuotimelle käyrämuotojen ja suotimeen jäävän tehon suhteen. Työssä tarkasteltiin sinisuodinta, johon jää 3 prosenttia syöttöjännitteestä. LC-suodin kompensoi sähkökäytön loistehon lähes kokonaan, joten taajuudenmuuttajien antotehon kannalta suotimet ovat perusteltuja. Taajuudenmuuttajan näennäisteho putoaa 22 prosenttia, joten taajuudenmuuttajat voidaan vastaavasti mitoittaa pienemmiksi.

Kustannustehokkuuteen tähtäävä alihankinnan kehittäminen

Työn tavoitteena oli kehittää metalliteollisuusyrityksen tarpeisiin menetelmä jolla alihankintaa kehitetään kustannustehokkuustavoitteita vastaavaksi. Selkeillä ja avoimilla toimintaperiaatteilla pyritään luomaan edellytykset alihankintaverkoston yritysten kehitykselle ja tehokkaalle osto- ja tuotantopäätöstoiminnalle. Tarve kehittää konepajayrityksen alihankintana teetettävää osavalmistusta on syntynyt kasvu- ja tulostavoitteista. Työn toimeksiantaja, metsäteollisuuden koneenrakennuksen lopputuotevalmistaja, pyrkii selkeyttämään sisäistä tuotantoaan ja nostamaan kapasiteettiaan valmiiden tuotteiden osalta. Näihin tavoitteisiin olennaisena osana kuuluu ydinosaamiseen keskittyminen ja alihankinnan suhteellinen lisääminen. Näin ollen alihankintaprosesseja on kehitettävä toimiviksi ja tehokkaiksi. Työssä on laadittu yrityksen tarpeisiin soveltuva toimintamalli, tavoiteasetannan mukaiseen alihankinnan kehittämiseen. Alihankinnan keskittäminen tuoteryhmittäin on pitkällä aikavälillä molempia osapuolia hyödyttävä valinta. Mallin toimenpiteiden avulla alihankinnan keskittämisellä saavutetaan etuja kustannustehokkuudessa, joustavuudessa sekä alihankintakentän selkeytymisessä.

The Roles of Cultural, Functional and Value Diversity in Innovativeness and Learning

Tutkielman tavoite on tutkia kulttuurista, funktionaalista ja arvojen diversiteettiä, niiden suhdetta innovatiivisuuteen ja oppimiseen sekä tarjota keinoja diversiteetin johtamiseen. Tämän lisäksi selvitetään linjaesimiesten haastattelujen kautta miten diversiteetti case -organisaatiossa tällä hetkellä koetaan. Organisaation diversiteetin tämänhetkisen tilan tunnistamisen kautta voidaan esittää parannusehdotuksia diversiteetin hallintaan. Tutkimus- ja tiedonkeruumenetelmänä käytetään kvalitatiivista focus group haastattelumenetelmää. Tutkimuksessa saatiin selkeä kuva kulttuurisen, funktionaalisen ja arvojen diversiteetin merkityksistä organisaation innovatiivisuudelle ja oppimiselle sekä löydettiin keinoja näiden diversiteetin tyyppien johtamiseen. Tutkimuksen tärkeä löydös on se, että diversiteetti vaikuttaa positiivisesti organisaation innovatiivisuuteen kun sitä johdetaan tehokkaasti ja kun organisaatioympäristö tukee avointa keskustelua ja mielipiteiden jakamista. Case organisaation tämänhetkistä diversiteetin tilaa selvitettäessä havaittiin että ongelma organisaatiossa ei ole diversiteetin puute, vaan paremminkin se, ettei diversiteettia osata hyödyntää. Organisaatio ei tue erilaisten näkemysten ja mielipiteiden vapaata esittämistä jahyväksikäyttöä ja siksi diversiteetin hyödyntäminen on epätäydellistä. Haastatteluissa tärkeinä seikkoina diversiteetin hyödyntämisen parantamisessa nähtiin kulttuurin muuttaminen avoimempaan suuntaan ja johtajien esimiestaitojen parantaminen.

Romania and Bulgaria - two new EU members

Euroopan Unionin itälaajentuminen toukokuun 1. päivä 2004 onmerkittävä käännekohta pan-eurooppalaisessa integraatioprosessissa. EU sai kymmenen uutta jäsenmaata, joista kahdeksan on niin kutsuttuja siirtymätalousmaita. Kaksi siirtymätalousmaata, Romania ja Bulgaria, eivät päässeet liittymään Euroopan Unioniin vielä 2004. Niiden tuli parantaa taloudellista kilpailukykyään ennenjäsenyyttä. Ne liittyivät unioniin tammikuun 1. päivä, 2007. Siten 'uusia jäsenmaita' on kaikkiaan kymmenen. Romania and Bulgaria ovat naapurimaita Mustanmeren länsirannalla. Vuonna 2005 Romanian väkiluku oli 21,6 miljoonaa ja Bulgaria 7,7 miljoonaa. Kummankin maan väliluku on ollut laskussa suunnitelmatalouden jälkeisellä kaudella. Ennen suunnitelmatalouden kautta Romania ja Bulgaria olivat maatalousyhteiskuntia, joiden elintaso oli vaatimaton. Keskusjohtoisen suunnitelmatalouden kaudella maat kokivat nopean teollistumisen ja kaupungistumisen.Molemmat yhteiskunnat muuttuivat dramaattisesti lyhyessä ajassa. Suunnitelmatalouden kaudella nopeasti syntynyt teollisuus Romaniassa ja Bulgariassa ei toiminut markkinoiden ehdoilla vaan valtion suunnitelmien mukaisesti. Kun markkinatalous 1990-luvun alussa nosti päätään, kävi ilmeiseksi, että monet teollisuuslaitokset näissä maissa eivät olleet elinkelpoisia globaalin kapitalismin olosuhteissa. Työttömyys alkoi kasvaa nopeasti molemmissa maissa. Kaupungistuminen otti takapakkia: ihmisiä muutti takaisin maatalouden piiriin selviytyäkseen hengissä. Tämä synnytti suuria muuttovirtoja. Taloudellisilla päätöksillä yritettiin helpottaa siirtymäkauden vaikutuksia mm. tukemalla teollisuutta ja viivyttämälläyksityistämistä. Tämä taloudellisen reformin viivytys johti siihen, että Romania ja Bulgaria eivät olleet mukana Euroopan Unionin historiallisessa itälaajenemisessa vuonna 2004. Raportissa tarkastellaan sitä hyvin selvää muutosta, joka näissä maissa on tapahtunut vuosituhannen vaihteessa. Molemmissa uusissa EU-maissa talouden kehitys on hyvin dynaamista ja se yhdistyy melko hyvin kehittyvään vakauteen. Kuitenkin inflaatioaste on selvästi korkeampi kuin läntisessä Euroopassa.Valtiontalous on alijäämäinen sekä Romaniassa että Bulgariassa, mutta vahva ulkomaisten investointien virta auttaa näiden alijääminen rahoittamisessa. Bulgaria and Romania ovat elintasoasteikon alapäässä EU-27 vertailussa. Näillä mailla ei ole varaa tiheään sosiaaliseen turvaverkkoon. Romaniasta ja Bulgariasta on tapahtunut melko mittavaa maastamuuttoa. Molemmissa maissa työttömyysaste on edelleen suhteellisen korkea. Suurista tuloeroista johtuen uusimmissaEU-jäsenmaissa on suuria sosiaalisia jännitteitä. Korruptio ja järjestäytynyt rikollisuus eivät ole kadonneet EU-jäsenyyden myötä. Nykyisissä olosuhteissa ei voida taata myöskään poliittista vakautta. Läheisessä Unkarissa, jossa elintaso on olennaisesti korkeampi kuin Romaniassa ja Bulgariassa, oppositio marssi kaduille vuonna 2006. Väkivaltaisia yhteenottoja syntyi paikallisten poliisivoimien jamielenosoittajien välille. Bulgarian nimellinen palkkataso on hämmästyttävän alhainen ja alle Romanian palkkatason. Bulgarian valuutta on merkittävästi aliarvostettu. Tämä tuo ylimääräistä kilpailukykyä Bulgarian työvoimavaltaisille tuotantoaloille ja lisäksi parantaa Bulgarian hintaetua turismin alalla. Bulgarian valtion budjetti on kuitenkin suhteellisesti alijäämäisempi kuin Romanian,jonka valuutta ei ole yhtä aliarvostettu. Voidaan olettaa, että Romania ja Bulgaria kilpailevat keskenään ulkomaisista investoinneista. Ulkomaisten investointien virta molempiin maihin on osoittanut melko nopeasti kasvavaa trendiä. Tämä positiivinen kehitys vahvistuu erittäin todennäköisesti edelleen EU-jäsenyyden vaikutuksesta.

Relating microstructure, sensory and instrumental texture of processed oat

Selostus: Prosessoidun kauran mikroskooppinen ja aistittava rakenne

Mitta-anturin mittauselektroniikan kehittäminen teräksen puutislepinnoituksen ohjaukseen

Työn tarkoituksena oli kehittää mittauselektroniikka puutislepinnoitusprosessin ohjaukseen. Mittauselektroniikalla on tarkoitus mitata pikoampeeriluokan virtoja mittaanturilta, jossa virtaa kuuma, noin 250 ºC asteinen kaasu. Mitta-anturin toiminta perustuu ioniliikkuvuusspektrometriaan. Työssä tutkitaan pikoampeeriluokan virtojen mittaamista sekä mittauskytkennöissä käytetyn virta-jännitemuuntimen ominaisuuksia ja mitoittamista. Työ tarkastelee myös T-kytkennän käyttöä vahvistimen takaisinkytkennässä. Jännitekertojakytkentöjä käsitellään teoreettisesti mitta-anturin biasjännitteiden luomiseksi vähäisellä piirilevypinta-alalla. Työssä suunniteltiin mittauselektroniikan esivahvistinprototyypit sekä mitta-anturin biasjännitekytkentä. Mitta-anturin kuumien olosuhteiden vuoksi on mittauselektroniikka siirrettävä etäämmäksi mitta-anturista. Prototyyppikytkennöillä sekä laboratoriomittauksilla selvitettiin mittauselektroniikan esivahvistimien siirtämiseen liittyviä ongelmia. Biasjännitekytkennän suunnittelussa pyrittiin kytkentä toteuttamaan mahdollisimman vähällä piirilevypinta-alalla. Mittauselektroniikka todettiin laboratoriomittausten perusteella toimivaksi puutislepinnoitusprosessissa suoritettavia koemittauksia varten.

Harmonisation of Inbound Logistics with Local Suppliers

Nokian Matkapuhelimien tuotantoprosessit on suunniteltu tukemaan massaräätälöintiä perustuen assembly-to-order tekniikkaan (ATO). Tämän työn tehtävänä oli kehittää toimitusmallit ATO-materiaaleille paikallisilta alihankkijoilta matkapuhelintehtaalle. Aluksi analysoitiin nykyiset toimintamallit perustun Nokia Komarom Kft:n työntekijöiden ja toimittajien haastatteluihin. Ongelmiksi havaittiin toimintatapojen monimuotoisuus, dokumentoinnin puute, puutteelliset laskut ja riittämätön toimitusseuranta.Malleille asetettavien joustavuusvaatimusten selvittämiseksi suoritettiin laajamittainen näkyvyysvälineiden ja tuotantokapasiteetin tutkimus. Vaatimukset tilauksesta toimitukseen läpimenoajoille ja kuljetustoiminnoille johdettiin joustavuusvaatimuksista. Työn lopussa muodostetaan toimitusmallit perustuen nykytilan analyysiin, havaittuihin ongelmiin ja malleille asetettuihin vaatimuksiin. Materiaalit jaetaan eri malleilla ohjattaviksi niiden ominaisuuksiin perustuen. Ensimmäinen malleista implementoidaan kahden pilottitoimittajan kanssa ja esitetään tulokset. Toista mallia hyödynnetään lähitulevaisuudessa Nokia Komarom Kft:n aloittaessa yhteistyön uusien paikallistoimittajien kanssa.

Moottorimalliton skalaarisäätö

Työssä tutkitaan nopeusanturittoman vaihtovirtakäytön skalaarisia ohjaus- ja säätömenetelmiä. Työn alussa esitetään perusteoriat taajuusmuuttajista ja oikosulkumoottoreista. Tämän jälkeen esitellään yleisimmin kirjallisuudessa esiintyneet skalaariohjaukset ja –säädöt. Vektorisäätöä ja erityisesti moottoriparametrien vaikutusta säädön toimivuuteen esitellään lyhyesti. Työn tavoitteena on ACS800 taajuusmuuttajan skalaarisäädön tutkiminen. ACS800:n nykyinen skalaarisäätö on liian sidoksissa vektorisäätöön, joten simulointien ja kirjallisuustutkimuksen tarkoituksena on täysin vektorisäädöstä eriytetyn skalaarisäädön kehitysmahdollisuuksien tutkiminen. Kirjallisuudessa esiintyneiden säätöjen avulla muodostetaan diskreettiaikainen toteutus skalaarisäädölle vaihtovirtakäytössä, jossa on käytössä virran ja välipiirijännitteen takaisinkytkentä. Säädettävää moottoria mallinnetaan jatkuvaaikaisella L-sijaiskytkennällä. Välipiirin mallinnus toimii myös jatkuva-aikaisena lukuun ottamatta välipiirin tasavirtakomponenttia, joka muodostetaan virran takaisinkytkennän ja PWM-modulaattorin kytkinasentojen avulla. Simuloinnin tarkoituksena on mallintaa skalaarisäädön suurimpia ongelmia, kuten virta- ja välijännitesäätöä. Tuloksista voidaan päätellä, että perussäädöt toimivat moitteettomasti, mutta erityisesti virtasäätöä tulisi kehittää.

Kestomagneettitahtikonekäytön soveltaminen paperiteollisuuden linjakäytöissä

Tässä työssä tutkitaan kestomagneettitahtimoottorin soveltuvuutta paperiteollisuuden linjakäyttöihin. Aluksi perehdytään taajuusohjatun kestomagneettitahtimoottorin häviöiden syntymiseen ja niiden jakautumiseen. Työssä esitellään kestomagneettitahtimoottorin koon valintaan vaikuttavia tekijöitä ja vertaillaan oikosulkumoottorin ja kestomagneettitahtimoottorin mitoituksen eroja. Lisäksi tarkasteltiin linjakäytön vaihtosuuntaajan ja syöttöryhmän mitoitusta, kun kestomagneettitahtimoottoria käytetään paperiteollisuuden linjakäytössä. Kestomagneettitahtimoottorin virran riippuvuutta kuormituksesta laskettiin ja mitattiin yhden kestomagneettitahtimoottorin virta eri kuormituksilla. Näin voitiin suorittaa vertailu laskennan ja todellisuuden välillä. Mittaus osoitti laskentatavan tarkkuuden. Selvityksessä löydettiin riittävän tarkka laskentatapa, jonka avulla voidaan määrittää linjakäytön invertterin koko.