Integrated magnetic components for high-power high-current dc-dc converters

This thesis is focused on the design and development of an integrated magnetic (IM) structure for use in high-power high-current power converters employed in renewable energy applications. These applications require low-cost, high efficiency and high-power density magnetic components and the use of IM structures can help achieve this goal. A novel CCTT-core split-winding integrated magnetic (CCTT IM) is presented in this thesis. This IM is optimized for use in high-power dc-dc converters. The CCTT IM design is an evolution of the traditional EE-core integrated magnetic (EE IM). The CCTT IM structure uses a split-winding configuration allowing for the reduction of external leakage inductance, which is a problem for many traditional IM designs, such as the EE IM. Magnetic poles are incorporated to help shape and contain the leakage flux within the core window. These magnetic poles have the added benefit of minimizing the winding power loss due to the airgap fringing flux as they shape the fringing flux away from the split-windings. A CCTT IM reluctance model is developed which uses fringing equations to accurately predict the most probable regions of fringing flux around the pole and winding sections of the device. This helps in the development of a more accurate model as it predicts the dc and ac inductance of the component. A CCTT IM design algorithm is developed which relies heavily on the reluctance model of the CCTT IM. The design algorithm is implemented using the mathematical software tool Mathematica. This algorithm is modular in structure and allows for the quick and easy design and prototyping of the CCTT IM. The algorithm allows for the investigation of the CCTT IM boxed volume with the variation of input current ripple, for different power ranges, magnetic materials and frequencies. A high-power 72 kW CCTT IM prototype is designed and developed for use in an automotive fuelcell-based drivetrain. The CCTT IM design algorithm is initially used to design the component while 3D and 2D finite element analysis (FEA) software is used to optimize the design. Low-cost and low-power loss ferrite 3C92 is used for its construction, and when combined with a low number of turns results in a very efficient design. A paper analysis is undertaken which compares the performance of the high-power CCTT IM design with that of two discrete inductors used in a two-phase (2L) interleaved converter. The 2L option consists of two discrete inductors constructed from high dc-bias material. Both topologies are designed for the same worst-case phase current ripple conditions and this ensures a like-for-like comparison. The comparison indicates that the total magnetic component boxed volume of both converters is similar while the CCTT IM has significantly lower power loss. Experimental results for the 72 kW, (155 V dc, 465 A dc input, 420 V dc output) prototype validate the CCTT IM concept where the component is shown to be 99.7 % efficient. The high-power experimental testing was conducted at General Motors advanced technology center in Torrence, Los Angeles. Calorific testing was used to determine the power loss in the CCTT IM component. Experimental 3.8 kW results and a 3.8 kW prototype compare and contrast the ferrite CCTT IM and high dc-bias 2L concepts over the typical operating range of a fuelcell under like-for-like conditions. The CCTT IM is shown to perform better than the 2L option over the entire power range. An 8 kW ferrite CCTT IM prototype is developed for use in photovoltaic (PV) applications. The CCTT IM is used in a boost pre-regulator as part of the PV power stage. The CCTT IM is compared with an industry standard 2L converter consisting of two discrete ferrite toroidal inductors. The magnetic components are compared for the same worst-case phase current ripple and the experimental testing is conducted over the operation of a PV panel. The prototype CCTT IM allows for a 50 % reduction in total boxed volume and mass in comparison to the baseline 2L option, while showing increased efficiency.

Ecological homogenization of urban USA

A visually apparent but scientifically untested outcome of land-use change is homogenization across urban areas, where neighborhoods in different parts of the country have similar patterns of roads, residential lots, commercial areas, and aquatic features. We hypothesize that this homogenization extends to ecological structure and also to ecosystem functions such as carbon dynamics and microclimate, with continental-scale implications. Further, we suggest that understanding urban homogenization will provide the basis for understanding the impacts of urban land-use change from local to continental scales. Here, we show how multi-scale, multidisciplinary datasets from six metropolitan areas that cover the major climatic regions of the US (Phoenix, AZ; Miami, FL; Baltimore, MD; Boston, MA; Minneapolis-St Paul, MN; and Los Angeles, CA) can be used to determine how household and neighborhood characteristics correlate with land-management practices, land-cover composition, and landscape structure and ecosystem functions at local, regional, and continental scales. © The Ecological Society of America.

Estrés abiótico en maíz : efectos sobre la variabilidad poblacional del crecimiento de las plantas, la partición de biomasa y el desarrollo reproductivo en genotipos contrastantes en su tolerancia a la densidad

Los sistemas de producción de maíz (Zea mays L.) en secano con altas densidades de siembra promueven procesos de competencia intra-específica desde etapas tempranas del desarrollo. Existen diferencias genotípicas en la evolución temporal de la variabilidad poblacional del crecimiento de las plantas (indicativa de la intensidad de la competencia intra-específica) en cultivos con densidades de siembra contrastantes. Sin embargo, esta información es escasa en cultivos bajo estrés hídrico y nitrogenado. El objetivo de este trabajo fue analizar los efectos de los estreses abióticos (luz, agua y N) sobre la evolución de la variabilidad poblacional del crecimiento de las plantas, su desarrollo reproductivo, la partición de biomasa y el número de granos por planta (NGP), en dos híbridos de maíz con diferente tolerancia a la alta densidad de siembra. La variabilidad inicial del crecimiento de las plantas pudo atenuarse mediante la fertilización y el riego, detectándose diferencias genotípicas en estas respuestas. Por el contrario, dicha variabilidad se sostuvo en el tiempo en situaciones de deficiencias de N y de agua. Se hallaron fuertes asociaciones entre las tasas de crecimiento de las plantas entre períodos y entre éstas y diversos rasgos del desarrollo reproductivo. Sin embargo, los estreses hídricos y nutricionales no afectaron la partición de biomasa hacia la espiga durante el período crítico centrado en floración, y sólo afectaron ligeramente el número de flores fértiles. La principal fuente de pérdida del NGP fue el aborto de granos, promovido por las condiciones de estrés y reflejado por la relación de esta pérdida con la tasa de crecimiento de las flores durante el periodo crítico (TCFPC). Así, la relación encontrada entre el NGP y TCFPC, sugiere que los efectos de los estreses abióticos se ejercieron principalmente por una reducción del flujo de asimilados hacia las flores. El menor NGP por unidad de TCFPC de las plantas dominadas del híbrido más intolerante, revela efectos directos de los estreses sobre la eficiencia reproductiva.

Estrés abiótico en maíz : efectos sobre la variabilidad poblacional del crecimiento de las plantas, la partición de biomasa y el desarrollo reproductivo en genotipos contrastantes en su tolerancia a la densidad

Los sistemas de producción de maíz (Zea mays L.)en secano con altas densidades de siembra promueven procesos de competencia intra-específica desde etapas tempranas del desarrollo. Existen diferencias genotípicas en la evolución temporal de la variabilidad poblacional del crecimiento de las plantas (indicativa de la intensidad de la competencia intra-específica)en cultivos con densidades de siembra contrastantes. Sin embargo, esta información es escasa en cultivos bajo estrés hídrico y nitrogenado. El objetivo de este trabajo fue analizar los efectos de los estreses abióticos (luz, agua y N)sobre la evolución de la variabilidad poblacional del crecimiento de las plantas, su desarrollo reproductivo, la partición de biomasa y el número de granos por planta (NGP), en dos híbridos de maíz con diferente tolerancia a la alta densidad de siembra. La variabilidad inicial del crecimiento de las plantas pudo atenuarse mediante la fertilización y el riego, detectándose diferencias genotípicas en estas respuestas. Por el contrario, dicha variabilidad se sostuvo en el tiempo en situaciones de deficiencias de N y de agua. Se hallaron fuertes asociaciones entre las tasas de crecimiento de las plantas entre períodos y entre éstas y diversos rasgos del desarrollo reproductivo. Sin embargo, los estreses hídricos y nutricionales no afectaron la partición de biomasa hacia la espiga durante el período crítico centrado en floración, y sólo afectaron ligeramente el número de flores fértiles. La principal fuente de pérdida del NGP fue el aborto de granos, promovido por las condiciones de estrés y reflejado por la relación de esta pérdida con la tasa de crecimiento de las flores durante el periodo crítico (TCFPC). Así, la relación encontrada entre el NGP y TCFPC, sugiere que los efectos de los estreses abióticos se ejercieron principalmente por una reducción del flujo de asimilados hacia las flores. El menor NGP por unidad de TCFPC de las plantas dominadas del híbrido más intolerante, revela efectos directos de los estreses sobre la eficiencia reproductiva.

Aptitud reproductiva en toros : etología sexual y fertilidad

p.165-180

The impact of powder flowing properties on dosator filling system operation

Purpose: To study the impact of powder flow properties on dosator filling systems, with particular focus on improvements in dose weight accuracy and repeatability. Method: This study evaluates a range of critical powder flow properties such as: flow function, cohesion, wall friction, adhesion to wall surfaces, density/compressibility data, stress ratio “K” and gas permeability. The characterisations of the powders considered in this study were undertaken using an annular shear cell using a sample size of 0.5 litres. This tester also incorporated the facility to measure bed expansion during shear in addition to contraction under consolidation forces. A modified Jenike type linear wall friction tester was used to develop the failure loci for the powder sample in conjunction with multiple wall samples (representing a variety of material types and surface finishes). Measurements of the ratio of applied normal stress versus lateral stress were determined using a piece of test equipment specifically designed for the purpose. Results: The correct characterisation of powders and the incorporation of this data into the design of process equipment are recognised as critical for reliable and accurate operation. An example of one aspect of this work is the stress ratio “K”. This characteristic is not well understood or correctly interpreted in many cases – despite its importance. Fig 1 [Omitted] (illustrates a sample of test data. The slope of the line gives the stress ratio in a uniaxial compaction system – indicating the behaviour of the material under compaction during dosing processes. Conclusions: A correct assessment of the bulk powder properties for a given formulation can allow prediction of: cavity filling behaviour (and hence dosage), efficiency of release from dosator, and strength and stability of extruded dose en route to capsule filling Influences over the effectiveness of dosator systems have been shown to be impacted upon by: bed pre-compaction history, gas permeability in the bed (with respect to local density effects), and friction effects for materials of construction for dosators

Modelling of dosator operation for improved manufacturing performance

Purpose: To develop an improved mathematical model for the prediction of dose accuracy of Dosators - based upon the geometry of the machine in conjunction with measured flow properties of the powder. Methods: A mathematical model has been created, based on a analytical method of differential slices - incorporating measured flow properties. The key flow properties of interest in this investigation were: flow function, effective angle of wall friction, wall adhesion, bulk density, stress ratio K and permeability. To simulate the real process and (very importantly) validate the model, a Dosator test-rig has been used to measure the forces acting on the Dosator during the filling stage, the force required to eject the dose and the dose weight. Results: Preliminary results were obtained from the Dosator test-rig. Figure 1 [Omitted] shows the dose weight for different depths to the bottom of the powder bed at the end of the stroke and different levels of pre-compaction of the powder bed. A strong influence over dose weight arising from the proximity between the Dosator and the bottom of the powder bed at the end of the stroke and the conditions of the powder bed has been established. Conclusions: The model will provide a useful tool to predict dosing accuracy and, thus, optimise the future design of Dosator based equipment technology – based on measured bulk properties of the powder to be handled. Another important factor (with a significant influence) on Dosator processes, is the condition of the powder bed and the clearance between the Dosator and the bottom of the powder bed.

Conservative Interventions for mobile Pes Planus in Adults: a systematic review

Antecedentes. Pes Adulto planus (pie plano) es un problema común encontrado por muchos profesionales de la salud. A pesar de la percepción de que el pie plano puede causar dolor y deteriorar su función, la disponibilidad y el uso generalizado de diversos tratamientos, no hay consenso sobre la estrategia óptima de tratamiento. Objetivo. Evaluar la efectividad de las intervenciones conservadoras (no quirúrgicos) para pie plano en los adultos. Método. Se realizó una búsqueda sistemática de la literatura. Esto incluye: el Registro Cochrane Central de Ensayos Controlados; los Juicios CMSG Especializados Registro; una búsqueda electrónica se realizó utilizando MEDLINE (1960 a junio de 2012), EMBASE (1980 a junio de 2012), y CINAHL (1982 - junio de 2012). Revistas especializadas, listas de referencias de ensayos y artículos de revisión se realizaron búsquedas manuales. Criterios de selección: Ensayos aleatorios o cuasialeatorios de intervenciones de tratamiento para el pie plano en los adultos. Se excluyeron los ensayos que incluyeron patologías específicas como el dolor plantar del talón, las fracturas por sobrecarga de los metatarsianos, disfunción del tendón tibial posterior-, fracturas de tobillo, patologías del pie reumatoide, enfermedades neuromusculares y las complicaciones del pie diabético. Recopilación y análisis de datos: Dos autores seleccionaron de forma independiente los resultados de la búsqueda para identificar a aquellos que satisfacen los criterios de inclusión y evaluaron la calidad de los incluidos mediante una lista de control basado en la Evaluación de la Colaboración Cochrane de Riesgo. Esta herramienta se centró en el riesgo de la selección, el rendimiento, la detección, la heterogeneidad y el sesgo de notificación. Resultados. Cuatro ensayos, con 140 sujetos, cumplieron los criterios de inclusión para la revisión. Los cuatro fueron juzgados como de alto riesgo de sesgo en al menos un área, y también estaban en riesgo de sesgo incierto en al menos otra zona. Todos anotaron altamente en relación al sesgo de deserción, debido al corto seguimiento tiempos y diseños experimentales utilizados. Los datos no se agruparon debido al alto nivel de heterogeneidad identificada en las intervenciones evaluadas, los participantes seleccionados y medir los resultados. Los resultados de un estudio sugieren que después de cuatro semanas de uso ortesis puede resultar en una mejora significativa en vaivén lateral medio, y pueden resultar en una mejor, aunque no significativa, en general relacionados con la calidad de vida de los pies (Roma 2004). Un estudio (Redmond 2009) sugiere que su efecto sobre la distribución de la presión plantar en el pie puede no depender de si son personalizados o dispositivos prefabricados. Aunque este estudio se identificaron cambios significativos en algunas variables de presión plantar tanto con la costumbre y dispositivos prefabricados, otro (Esterman 2005) no encontró ningún efecto significativo de longitud ¾ ortesis prefabricadas sobre el dolor, la incidencia de lesiones, salud pie o de calidad de vida en un grupo de reclutas de la fuerza aérea. El cuarto estudio (Jung 2009) sugiere que el ejercicio de los músculos intrínsecos del pie puede mejorar el efecto de las ortesis. A pesar de estos resultados, ya que cada estudio incurrió riesgo de sesgo en al menos un área no se pueden sacar conclusiones

Short reflections on the history of African communication

This article aims to propose a chronological subdivision in the history of African communication. African communication today is one of the most important axes for implementing development strategies, sustaining education, health, and schooling programmes, and so on. However, many of these programmes fail due to a lack of or ineffective communication between international organisations, local elite and lay people. The reasons for this situation must be found in Africa’s history of communication, which has undergone radical transformations in its different phases. Using the functionalist analysis drawn up by Jakobson, this article proposes a new chronological subdivision of Africa’s history of communication, reflecting on the current contradictions in contemporary communication in Africa.

Revisión sistemática de la producción española sobre rendimiento académico entre 1980 y 2011

El bajo rendimiento académico sigue siendo un problema de investigación de gran impacto social. Sin embargo, los resultados científicos no están teniendo repercusión en la mejora, ni en las políticas educativas. En este trabajo nos propusimos identificar, ordenar, analizar y extraer conclusiones sobre la producción española sobre rendimiento académico, con el fin de visualizarla y derivar problemas futuros objeto de investigación. Para ello se llevó a cabo un estudio de revisión en seis etapas, en el que se combinaron procedimientos metodológicos de investigación de síntesis y de investigación bibliométrica. Se identificaron las publicaciones en cuatro bases de datos españolas; posteriormente se analizaron y codificaron los datos extraídos alrededor de nueve indicadores: título, año, tipo de documento, editorial, autor, número autores, institución, comunidad autónoma y tema. Los resultados muestran una producción constante y creciente (1595 referencias), pero dispersa, tanto por el inmenso número de autores que publican, la mayoría con un solo trabajo, como por los lugares donde publican. Las temáticas más tratadas se refieren en primer lugar a modelos explicativos, diagnóstico y tratamiento; en segundo lugar se abordan los factores y variables determinantes del bajo y alto rendimiento académico; en tercer lugar se desarrollan estudios sobre legislación y de otras variables psicológicas y educativas en relación con el rendimiento. Este estudio supone una aproximación sintetizada de la producción sobre rendimiento académico en España, y un primer paso para investigaciones de síntesis posteriores, que nos permitan identificar buenas prácticas para el ejercicio de “prácticas basadas en la evidencia”, y otros problemas de investigación.