Direct-on-line axial flux permanent magnet synchronous generator static and dynamic performance

In distributed energy production, permanent magnet synchronous generators (PMSG) are often connected to the grid via frequency converters, such as voltage source line converters. The price of the converter may constitute a large part of the costs of a generating set. Some of the permanent magnet synchronous generators with converters and traditional separately excited synchronous generators couldbe replaced by direct-on-line (DOL) non-controlled PMSGs. Small directly networkconnected generators are likely to have large markets in the area of distributed electric energy generation. Typical prime movers could be windmills, watermills and internal combustion engines. DOL PMSGs could also be applied in island networks, such as ships and oil platforms. Also various back-up power generating systems could be carried out with DOL PMSGs. The benefits would be a lower priceof the generating set and the robustness and easy use of the system. The performance of DOL PMSGs is analyzed. The electricity distribution companies have regulations that constrain the design of the generators being connected to the grid. The general guidelines and recommendations are applied in the analysis. By analyzing the results produced by the simulation model for the permanent magnet machine, the guidelines for efficient damper winding parameters for DOL PMSGs are presented. The simulation model is used to simulate grid connections and load transients. The damper winding parameters are calculated by the finite element method (FEM) and determined from experimental measurements. Three-dimensional finite element analysis (3D FEA) is carried out. The results from the simulation model and 3D FEA are compared with practical measurements from two prototype axial flux permanent magnet generators provided with damper windings. The dimensioning of the damper winding parameters is case specific. The damper winding should be dimensioned based on the moment of inertia of the generating set. It is shown that the damper winding has optimal values to reach synchronous operation in the shortest period of time after transient operation. With optimal dimensioning, interferenceon the grid is minimized.

Ruuvipurkaimen väsymistarkastelu

Ruuvipurkaimen väsymismitoituksen hankalin vaihe on oikeiden kuormien määrittäminen. Tässä työssä laskettiin ruuvipurkaimen väsymisikä kenttämittauksissa saatujen kuormien perusteella. Laskentaan käytettiin nimellisjännitysten menetelmää, Hot-Spot-menetelmää, murtumismekaniikkaa ja paikallisen venymän menetelmää. Purkaimen ruuviputken hitsit käsitellään koneviilaamalla. Kirjallisuudesta etsittiin koetuloksia koneviilatuille kappaleille ja niiden pohjalta laskettiin ehdotus suunnitteluväsymisrajaksi käytettäväksi koneviilatuille T-liitoksille ruuvipurkaimien suunnittelussa. Väsymisrajaksi saatiin 95MPa, kun huomioitiin koekappaleiden koko tilastollisin menetelmin.

Kaukolämpöakun kannattavuus teollisuuden ja yhdyskunnan energian yhteistuotannossa

Työn tavoitteena oli selvittää UPM-Kymmenen Rauman voimalaitokselle soveltuvan kaukolämpöakun prosessikytkentä, optimaalinen koko ja investoinnin kannattavuus. Lisäksi ratkaistiin funktio, jolla voidaan määrittää optimaalinen kaukolämpöakun koko kaukolämpöverkon koon perusteella. Teoriaosassa käsiteltiin investointien ja lämmön varastoinnin perusteita käyttämällä hyväksi kirjallisuutta. Soveltavassa osassa tietoa kerättiin kirjallisuuden lisäksi asiantuntijoiden haastatteluilla. Teorian ja kannattavuuslaskelmien perusteella toteutettavaksi ratkaisuksi valittiin suorakytkentäinen paineistettu kaukolämpöakku. Valitun akun purkaus- ja latustehoiksi saatiin 40 MW, akun tilavuudeksi 1 700 m³, korkeudeksi 33 m ja halkaisijaksi 8 m. Investonnin sisäinen korko on 16,6 prosenttia. Kannattavuuslaskelmien ja herkkyystarkastelun perusteella investointi on kannattava. Kaukolämpöverkkoon rakennattavan akun optimaalinen koko voidaan määrittää funktiolla: y = -0,0102x² +9,6605x +68,395 , jossa y on akun tilavuus ja x verkon kaukolämpöenergian vuosittainen kulutus.

External Location Factors of Finnish Direct Investment in Central and Eastern European Transitional Economies

Tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää suomalaisten suorien investointien maan valintaan vaikuttavia tekijöitä Itä- ja Keski-Euroopan kymmenessä siirtymätaloudessa. Empiirisessä osuudessa tarkasteltiin suomalaisten yritysten tärkeimpiä sijaintitekijöitä alueella ja yrityskohtaisten tekijöiden vaikutusta sijaintitekijöihin. Tutkimuksessa selvitettiin myös yritysten päämotiiveja investoida maihin. Laaditun investointikriteeristön mukaan maat pystyttiin laittamaan paremmuusjärjestykseen suomalaisen investoijan kannalta. Empiirisen osuuden aineisto kerättiin postikyselylomakkeella yrityksiltä, joilla on tai jotka ovat suunnittelemassa investointeja näihin maihin. Tutkimusote oli kvantitatiivinen. Tutkimustulokset osoittavat, että suomalaiset investoijat valitsevat Itä- ja Keski-Euroopan maan investointikohteeksi pääasiassa markkinapotentiaalin ja edullisten kustannusten perusteella. Myös infrastruktuuri vaikuttaa maan valintaan. Eri aloilla toimivien yritysten sijaintitekijöiden painotuksissa havaittiin eroja. Yrityksen koko ja päämotiivi vaikuttivat sijaintitekijöiden painotuksiin. Investointikriteereiden mukaan kaksi parasta investointimaata suomalaisille investoijille ovat Puola ja Viro. Vertailtaessa investointikriteereitä toteutuneisiin investointeihin voidaan todeta, että suomalaiset investoijat eivät ole hyödyntäneet investoinneilla saatavia etuja kaikissa kohdemaissa.

Reluktanssiverkkomalli kestomagneettitahtikoneen staattisen ilmavälivuontiheyden mallinnukseen

Kaikissa pyörivissä sähkömoottoreissa vääntömomentin tuoton kannalta olennainen magneettivuo kulkee staattorin ja roottorin välillä ilmavälin kautta. Ilmaväli mallinnetaan koneensuunnittelun yhteydessä tämän vuoksi tarkasti. Elementtimenetelmällä voidaan analysoida moottoreita varsin tarkasti, mutta menetelmän käyttö vie paljon aikaa ja sovittaminen muihin laskentaympäristöihin on usein hankalaa. Tämän vuoksi voidaan käyttää riittävän tarkkuuden omaavia analyyttisiä laskentamenetelmiä, joiden sovittaminen muihin ohjelmaympäristöihin on helpompaa kuin elementtimenetelmää käytettäessä. Diplomityössä kehitetään reluktanssiverkkomalli kestomagneettien aikaansaaman ilmavälivuontiheyden mallintamiseen kestomagneettitahtikoneille, joissa on pinta-asennetut kestomagneetit. Kehitetyn reluktanssiverkkomallin toimivuutta vertaillaan muihin ilmavälivuontiheyden laskentamenetelmiin.

Increasing Industrial Customer Value through the Internet in Transportation Services

Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, kuinka sähköisiä palveluita tarjoamalla voidaan tuottaa asiakkaalle lisäarvoa yritysten välisessä kaupankäynnissä. Tarkastelunäkökulmana oli kuljetuspalveluita tarjoava yritys. Teoreettinen tutkimus pohjautui palveluiden markkinointiin, erityisesti palvelun laatuun, asiakkaan kokeman arvon lisäämiseen, asiakkaan odotuksiin, sekä Internetin välityksellä käytävään sähköiseen kauppaan. Kyselytutkimuksella selvitettiin lähinnä asiakkaiden odotuksia, koska sähköisiä palveluita ei vielä ole laajalti käytössä. Tutkimuksen mukaan asiakkaat kokivat useimmat ehdotetuista palveluista, kuten ajantasaisen reitti- ja aikataulupalvelun, tarkan lähtö- ja tuloinformaation, sekä konttien seurantapalvelun, lisäarvoa tuoviksi. Toisaalta yrityksen tarjoama uutispalvelu, tavaroiden tullaus ja keskustelufoorumi sähköisessä muodossa eivät tuntuneet luovan asiakkaille lisäarvoa.

Tulevaisuushallintaa: skenaarioperustainen toimintamalli Case: Sankar Marketing Oy

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli rakentaa Sankar Marketing Oy:lle normatiivinen, skenaarioperustainen toimintamalli tulevaisuudenhallintaan. Menetelmällisesti tavoitteena oli kokonaisuuden hallittavuus. Yleiset skenaariot (ongelmien kasautuminen, tietoyhteiskunta hyvinvointiyhteiskuntana ja markkinavetoinen kehitys) toimivat näkökulmien aukaisijoina. Tulevaisuustaulukkomuotoinen väljästi kohdennettu skenaario rakennettiin tulevaisuusstudion, lehti- ja kirjasurveyn avulla. Taulukosta analysoitiin rakenteellisella- ja vaikuttavuusanalyysilla tärkeimmät muuttujat esille. Empiiriset tulokset: 1. Sankar Marketing Oy:n missio ja visiot rakennettiin tärkeimpien muuttujien, paradigman ja yrityksessä vallitsevien arvojen avulla. 2. Kasvulle, henkilöstölle ja markkinoinnille määritettiin visioita tukevat pitkän aikavälin strategiset linjaukset, jotka arvotettiin strategiaskenaarion avulla. 3. Toimenpidesuunnitelmat muodostivat kehitysurien polun bas-menetelmällä analysoidusta nykytilasta pitkän tähtäimen visioon. Uutuusarvoa tutkimukseen tuo toimintamallin uskottavuus, joka saatiin aikaiseksi yhdistämällä valittujen metodien rajapinnat aukottomaksi päättelyketjuksi.

The Influence of Age and Sex on Genetic Associations with Adult Body Size and Shape: A Large-Scale Genome-Wide Interaction Study.

Genome-wide association studies (GWAS) have identified more than 100 genetic variants contributing to BMI, a measure of body size, or waist-to-hip ratio (adjusted for BMI, WHRadjBMI), a measure of body shape. Body size and shape change as people grow older and these changes differ substantially between men and women. To systematically screen for age- and/or sex-specific effects of genetic variants on BMI and WHRadjBMI, we performed meta-analyses of 114 studies (up to 320,485 individuals of European descent) with genome-wide chip and/or Metabochip data by the Genetic Investigation of Anthropometric Traits (GIANT) Consortium. Each study tested the association of up to ~2.8M SNPs with BMI and WHRadjBMI in four strata (men ≤50y, men >50y, women ≤50y, women >50y) and summary statistics were combined in stratum-specific meta-analyses. We then screened for variants that showed age-specific effects (G x AGE), sex-specific effects (G x SEX) or age-specific effects that differed between men and women (G x AGE x SEX). For BMI, we identified 15 loci (11 previously established for main effects, four novel) that showed significant (FDR<5%) age-specific effects, of which 11 had larger effects in younger (<50y) than in older adults (≥50y). No sex-dependent effects were identified for BMI. For WHRadjBMI, we identified 44 loci (27 previously established for main effects, 17 novel) with sex-specific effects, of which 28 showed larger effects in women than in men, five showed larger effects in men than in women, and 11 showed opposite effects between sexes. No age-dependent effects were identified for WHRadjBMI. This is the first genome-wide interaction meta-analysis to report convincing evidence of age-dependent genetic effects on BMI. In addition, we confirm the sex-specificity of genetic effects on WHRadjBMI. These results may provide further insights into the biology that underlies weight change with age or the sexually dimorphism of body shape.

Konversio OBD:n ja sarjaliikenneportin välillä

Tämä insinöörityö on tehty Helsingin ammattikorkeakoululle osaksi suurempaa kokonaisuutta, jonka lopullisena tarkoituksena on lähettää auton OBD-diagnostiikkatiedot langattomasti paikkaan, jossa niitä voidaan analysoida, esimerkiksi autohuoltamolle. OBD2 (On-Board-Diagnostics II) on autoissa toimiva diagnostiikkajärjestelmä, joka tutkii auton eri osa-alueita, tallentaa tietoja näistä alueista ja ilmoittaa, jos jokin on vialla. Järjestelmä on nykyään laajalti käytössä. Ensimmäiset toteutukset OBD:stä nähtiin 80-luvun lopulla Yhdysvalloissa. Sitä seuraava toteutus OBD2 otettiin käyttöön 1996. EODB (European On Board Diagnostics) otettiin käyttöön Euroopassa vuonna 2001. Se on käytännössä sama kuin OBD2, mutta siihen on tehty muutamia muutoksia, jotka tekevät siitä paremmin sopivan Eurooppaan. Tässä insinöörityössä tutkitaan, kuinka tapahtuu konversio OBD-rajapinnan ja sarjaliikenneportin välillä. Tätä konversiota valittiin suorittamaan edullinen AGV2055-piirisarjaan perustuva OBD2-adapterin rakennussarja, joka kytketään tietokoneen sarjaliikenneporttiin. Tässä työssä perehdytään adapterin kokoamiseen ja tutustutaan sen toimintaan. Lisäksi kokeillaan kolmea eri ohjelmaa (yksi avoimen lähdekoodin ja kaksi kaupallista) suoritta-maan tulkkaamista ajoneuvon ja tietokoneen välillä.