On the Condition Monitoring of Induction machines

The research of condition monitoring of electric motors has been wide for several decades. The research and development at universities and in industry has provided means for the predictive condition monitoring. Many different devices and systems are developed and are widely used in industry, transportation and in civil engineering. In addition, many methods are developed and reported in scientific arenas in order to improve existing methods for the automatic analysis of faults. The methods, however, are not widely used as a part of condition monitoring systems. The main reasons are, firstly, that many methods are presented in scientific papers but their performance in different conditions is not evaluated, secondly, the methods include parameters that are so case specific that the implementation of a systemusing such methods would be far from straightforward. In this thesis, some of these methods are evaluated theoretically and tested with simulations and with a drive in a laboratory. A new automatic analysis method for the bearing fault detection is introduced. In the first part of this work the generation of the bearing fault originating signal is explained and its influence into the stator current is concerned with qualitative and quantitative estimation. The verification of the feasibility of the stator current measurement as a bearing fault indicatoris experimentally tested with the running 15 kW induction motor. The second part of this work concentrates on the bearing fault analysis using the vibration measurement signal. The performance of the micromachined silicon accelerometer chip in conjunction with the envelope spectrum analysis of the cyclic bearing faultis experimentally tested. Furthermore, different methods for the creation of feature extractors for the bearing fault classification are researched and an automatic fault classifier using multivariate statistical discrimination and fuzzy logic is introduced. It is often important that the on-line condition monitoring system is integrated with the industrial communications infrastructure. Two types of a sensor solutions are tested in the thesis: the first one is a sensor withcalculation capacity for example for the production of the envelope spectra; the other one can collect the measurement data in memory and another device can read the data via field bus. The data communications requirements highly depend onthe type of the sensor solution selected. If the data is already analysed in the sensor the data communications are needed only for the results but in the other case, all measurement data need to be transferred. The complexity of the classification method can be great if the data is analysed at the management level computer, but if the analysis is made in sensor itself, the analyses must be simple due to the restricted calculation and memory capacity.

Electrical Machines' Market in Russia

Venäjän valtion osuus maailmantaloudesta on pieni verrattuna sen maantieteelliseen kokoon, väkilukuun ja luonnonvaroihin. Sitä pidetään kuitenkin yhtenä tulevaisuuden merkittävistä kasvumarkkinoista. Venäjällä on tyypillisesti teollisuutta, joka hyödyntää luonnonvaroja ja tuottaa raaka-aineita sekä kotimaan että ulkomaiden markkinoille. Tällaisia tyypillisiä teollisuudenaloja Venäjällä ovat kaivos- ja metsäteollisuus sekä kemikaalien- kaasun- ja öljyntuotanto. Myös näiden teollisuusalojen tarvitsemien tuotantolaitteiden ja koneiden valmistusta on Venäjällä. Näitä koneita viedään Venäjältä entisiin neuvostovaltioihin ja päinvastoin. Tässä diplomityössä tutkitaan sähkömoottorien markkinapotentiaalia ja kilpailutilannetta Venäjällä. Venäjän osalta perehdytään sen kansantalouden tilaan ja tutkitaan sähkökonemarkkinoiden kokoa segmenteittäin monien erilähteiden avulla. Venäjän arvioidaan olevan erittäin potentiaalinen ja kasvava markkina-alue. Diplomityössä selvitetään ostoprosessia Venäjällä ja sähkökonemarkkinoiden ominaisuuksia kyseisellä alueella.

Oppimistehtaan toimintamallin kehittäminen

Educaworks Oy on toiminut viisi vuotta oppimistehtaana, jonka omistajia ovat olleet yritykset ja oppilaitokset. Yrityksen pääasiallisia työntekijöitä ovat tähän mennessä olleet ammattiopiston työssäoppijat ja parina viimeisenä vuotena on yrityksellä ollut palkkalistoillaan omia työntekijöitä. Tässä työssä luotiin vaihtoehtoja Educaworks Oy:n tulevalle toiminnalle lähtien siitä, että tämä nykyinen toimintamalli on tullut tiensä päähän ja tarvitaan uusi malli toiminnan jatkamiselle.Työssä haettiin hyviä käytäntöjä Suomesta benchmarkingin avulla. Näiden mallienvahvuuksia hyödyntämällä pystyttiin kehittämään vaihtoehto Educaworks Oy:n tulevalle toiminnalle. Tämä malli, oppimistehdas osana osaamiskeskittymää, valittiin toteutettavaksi kolmesta eri vaihtoehdosta, joista kaksi muuta olivat oppimistehdas yrityksenä ja oppimistehdas osana koulutusorganisaatiota. Valitussa vaihtoehdossa hyödynnetään Savonia-ammattikorkeakoulun suunnitteilla olevaa EducaTech Center-hanketta, jossa on tarkoitus luoda Iisalmeen teknologiateollisuuden osaamiskeskittymä seuraavan EU-kauden 2007-2013 aikana. Valitussa mallissa Educaworks Oy hyödyntää tulevassa toiminnassaan tämän osaamiskeskittymän uutta kone- ja laitekantaa sekä tekee yhteistyötä keskittymän tutkimus- ja tuotekehityshenkilökunnan kanssa. Yritykset pääsevät parhaiten osallisiksi Educa Tech Center osaamiskeskittymän tuottamista palveluista hankkimalla Educaworks Oy:n osakkeita ja pääsemällä täten keskittymän ytimeen sen tuotannollisen toimijan, Educaworks Oy:n, avulla. Educaworks Oy toimii tässä keskittymässä komponenttitoimittajan roolissa ollen malli komponenttitoimittajasta muillealueella oleville vastaaville verkostoissa toimiville yrityksille. Educaworks Oy:n toiminnan toisena periaatteena tulee olemaan työssäoppiminen. Työssäoppiminen on tänä päivänä osa ammatillista koulutusta ja sen merkityskorostuu yhä enemmän, koska oppilaat tulevat opiskelemaan tänä päivänä monesti lähtökohdista, joissa heillä ei ole ollut mahdollisuutta harjoittaa käytännön taitojaan ennen ammatillisten opiskelujen aloittamista. Työpaikoilla ei ole vielä kovin hyvää valmiutta toteuttaa sitä opetushallituksen tavoitetta, että oppilaatoppisivat työssäoppimisjaksoilla uusia asioita ohjatusti. Työpaikoilta puuttuu työssäoppimisen ohjaajat ja oppilaiden tekemät harjoitteet ovat liian monta kertaa ammatillisesti kovin vaatimattomia jäysteenpoisto- tai kappaleenvaihtotöitä koneistuksesta puhuttaessa. Tässä työssä luodaan mallia oppilaiden ohjatulle työssäoppimiselle tehtyjen tieteellisten tutkimusten pohjalta. Tavoitteena on, että Educaworks Oy:ssä pystyttäisiin jatkossa kouluttamaan myös muiden alueen teknologiateollisuuden yritysten työntekijöitä toimimaan työssäoppimisen ohjaajina.

Design of axial-flux permanent-magnet low-speed machines and performance comparison between radial-flux and axial-flux machines

This thesis presents an alternative approach to the analytical design of surface-mounted axialflux permanent-magnet machines. Emphasis has been placed on the design of axial-flux machines with a one-rotor-two-stators configuration. The design model developed in this study incorporates facilities to include both the electromagnetic design and thermal design of the machine as well as to take into consideration the complexity of the permanent-magnet shapes, which is a typical requirement for the design of high-performance permanent-magnet motors. A prototype machine with rated 5 kW output power at 300 min-1 rotation speed has been designed and constructed for the purposesof ascertaining the results obtained from the analytical design model. A comparative study of low-speed axial-flux and low-speed radial-flux permanent-magnet machines is presented. The comparative study concentrates on 55 kW machines with rotation speeds 150 min-1, 300 min-1 and 600 min-1 and is based on calculated designs. A novel comparison method is introduced. The method takes into account the mechanical constraints of the machine and enables comparison of the designed machines, with respect to the volume, efficiency and cost aspects of each machine. It is shown that an axial-flux permanent-magnet machine with one-rotor-two-stators configuration has generally a weaker efficiency than a radial-flux permanent-magnet machine if for all designs the same electric loading, air-gap flux density and current density have been applied. On the other hand, axial-flux machines are usually smaller in volume, especially when compared to radial-flux machines for which the length ratio (axial length of stator stack vs. air-gap diameter)is below 0.5. The comparison results show also that radial-flux machines with alow number of pole pairs, p < 4, outperform the corresponding axial-flux machines.

Direct torque control of permanent magnet synchronous machines - analysis and implementation

Thedirect torque control (DTC) has become an accepted vector control method besidethe current vector control. The DTC was first applied to asynchronous machines,and has later been applied also to synchronous machines. This thesis analyses the application of the DTC to permanent magnet synchronous machines (PMSM). In order to take the full advantage of the DTC, the PMSM has to be properly dimensioned. Therefore the effect of the motor parameters is analysed taking the control principle into account. Based on the analysis, a parameter selection procedure is presented. The analysis and the selection procedure utilize nonlinear optimization methods. The key element of a direct torque controlled drive is the estimation of the stator flux linkage. Different estimation methods - a combination of current and voltage models and improved integration methods - are analysed. The effect of an incorrect measured rotor angle in the current model is analysed andan error detection and compensation method is presented. The dynamic performance of an earlier presented sensorless flux estimation method is made better by improving the dynamic performance of the low-pass filter used and by adapting the correction of the flux linkage to torque changes. A method for the estimation ofthe initial angle of the rotor is presented. The method is based on measuring the inductance of the machine in several directions and fitting the measurements into a model. The model is nonlinear with respect to the rotor angle and therefore a nonlinear least squares optimization method is needed in the procedure. A commonly used current vector control scheme is the minimum current control. In the DTC the stator flux linkage reference is usually kept constant. Achieving the minimum current requires the control of the reference. An on-line method to perform the minimization of the current by controlling the stator flux linkage reference is presented. Also, the control of the reference above the base speed is considered. A new estimation flux linkage is introduced for the estimation of the parameters of the machine model. In order to utilize the flux linkage estimates in off-line parameter estimation, the integration methods are improved. An adaptive correction is used in the same way as in the estimation of the controller stator flux linkage. The presented parameter estimation methods are then used in aself-commissioning scheme. The proposed methods are tested with a laboratory drive, which consists of a commercial inverter hardware with a modified software and several prototype PMSMs.

Teaching fundamentals of computing theory: a constructivist approach

A Fundamentals of Computing Theory course involves different topics that are core to the Computer Science curricula and whose level of abstraction makes them difficult both to teach and to learn. Such difficulty stems from the complexity of the abstract notions involved and the required mathematical background. Surveys conducted among our students showed that many of them were applying some theoretical concepts mechanically rather than developing significant learning. This paper shows a number of didactic strategies that we introduced in the Fundamentals of Computing Theory curricula to cope with the above problem. The proposed strategies were based on a stronger use of technology and a constructivist approach. The final goal was to promote more significant learning of the course topics.

Emergency department visits for non-life-threatening conditions : evolution over 13 years in a Swiss urban teaching hospital

INTRODUCTION: A large proportion of visits to our Emergency Department (ED) are for non-life-threatening conditions. We investigated whether patients' characteristics and reasons for consultation had changed over 13 years. METHODS: Consecutive adult patients with non-life-threatening conditions at triage were included in the spring of 2000 and in the summer of 2013. In both years patients completed a similar questionnaire, which addressed their reasons for consultation and any previous consultation with a general practitioner (GP). RESULTS: We included 581 patients in 2013 vs 516 in 2000, with a mean age of 44.5 years vs 46.4 years (p=0.128). Of these patients, 54.0% vs 57.0% were male (p=0.329), 55.5% vs 58.7% were Swiss (p=0.282), 76.4% were registered with a GP in both periods, but self-referral increased from 52.0% to 68.8% (p<0.001); 57.7% vs., 58.3% consulted during out-of- hours (p=0.821). Trauma-related visits decreased from 34.2% to 23.7% (p<0.001). Consultations within 12 hours of onset of symptoms dropped from 54.5% to 30.9%, and delays of ≥1 week increased from 14.3% to 26.9% (p<0.001). The primary motive for self-referral remained unawareness of an alternative, followed in 2013 by dissatisfaction with the GP's treatment or appointment. Patients who believed that their health problem would not require hospitalisation increased from 52.8% to 74.2% and those who were actually hospitalised decreased from 24.9% to 13.9% (all p<0.001). CONCLUSION: The number of visits for non-life-threatening consultations continue to increase. Our ED is used by a large proportion of patients as a convenient alternative source of primary care.

Teaching how to learn with a wiki in Primary Education: what classroom interaction can tell us

Understanding how wikis are used to support collaborative learning is an important concern for researchers and teachers. Adopting a discourse analytic approach, this paper attempts to understand the teaching processes when a wiki is embedded in a science project in primary education to foster collaborative learning. Through studying interaction between the teacher and students, our findings identify ways in which the teacher prompts collaborative learning but also shed light on the difficulties for the teacher in supporting student collective collaboration. It is argued that technological wiki features supporting collaborative learning can only be realized if teacher talk and pedagogy are aligned with the characteristics of wiki collaborative work: the freedom of students to organize and participate by themselves, creating dialogic space and promoting student participation. We argue that a dialogic approach for examining interaction can be used to help to design a more effective pedagogic approach in the use of wikis in education, to shift into Web 2.0 learning paradigm and to equip learners with the competences they need to participate in knowledge co-construction.

Translation as a Process and Translation as a Product in Teaching Translation

L'ensenyament de la traducció s'ha utilitzat tradicionalment en algunes titulacions de filologia com a eina d'aprenentatge d'habilitats de la llengua. Aquesta circumstància, però, no ha d'estar renyida amb la producció d'una traducció acceptable. En aquest article es pretén analitzar si pot aconseguir-se aquest objectiu mitjançant la incorporació d'informació extratextual en l'enunciat de l'exercici de traducció. Els resultats obtinguts amb un grup d'estudiants de filologia mostren que en les seves decisions lingüístiques va tenir un pes important el tipus d'informació extratextual adjunta als textes originals anglesos. Si bé caldria fer un esforç investigador més sistemàtic per poder afirmar-ho categòricament, aquest estudi intenta esbossar la qüestió tan discutida de fins on l'aprenentatge d'una llengua s'ha de realitzar junt amb l'aprenentatge de la traducció. Aquest estudi, també, planteja la necessitat d'incorporar informació extratextual en l'aprenentatge de la traducció, independentment de la titulació que en aquests estudis s'insereixen.

Subsystem Testing of Message Guided State Machines Using a Simulator Framework

Simulaattorit ovat yksinkertaistettuja malleja tietyistä järjestelmän osioista. Niitä käytetään mallintamaan testattavan osion ympärillä olevien muiden osioiden ulkoista toimintaa, jotta testattavalle osiolle saadaan oikeanlainen toimintaympäristö aikaiseksi. Tilakoneita käytetään mallintamaan ohjelmistojen tai niiden osien toimintaa. Sanomaohjatuissa tilakoneissa tilojen vaihdot perustuvat saapuviin sanomiin. Tässä työssä esitellään erään ohjelmiston alijärjestelmän testaamisessa käytettävä arkkitehtuuri, joka perustuu suurelta osin simulaattoreiden käyttöön muiden alijärjestelmien mallintamisessa. Testattava ohjelmisto koostuu enimmäkseen tilakoneista, jotka vaihtavat keskenään sanomia ja ohjaavat näin toistensa tilasiirtymiä. Työn testausympäristö on suunniteltu juuri tämänkaltaisen ohjelmiston testaamiseen. Työssä esiteltävää testausympäristöä myöskin käytettiin useamman kuukauden ajan ja se todettiin toimivaksi. Joitakin testausympäristön käyttöohjeita, käyttökokemuksia sekä siihen liittyviä parannusehdotuksia käydään läpi työn loppuosassa. Erityisesti havaittiin miten tärkeää on testata implementaatiota jo luokka tasolla ennen alijärjestelmä tason testaukseen siirtymistä sekä päädyttiin siihen, että suunnitteluvaiheen pitäisi olla lähemmin liitoksissa alijärjestelmätestaukseen.