Design Aspects of Megawatt-Range Direct-Driven Permanent MagnetWind Generators

Direct-driven permanent magnet synchronous generator is one of the most promising topologies for megawatt-range wind power applications. The rotational speed of the direct-driven generator is very low compared with the traditional electrical machines. The low rotational speed requires high torque to produce megawatt-range power. The special features of the direct-driven generators caused by the low speed and high torque are discussed in this doctoral thesis. Low speed and high torque set high demands on the torque quality. The cogging torque and the load torque ripple must be as low as possible to prevent mechanical failures. In this doctoral thesis, various methods to improve the torque quality are compared with each other. The rotor surface shaping, magnet skew, magnet shaping, and the asymmetrical placement of magnets and stator slots are studied not only by means of torque quality, but also the effects on the electromagnetic performance and manufacturability of the machine are discussed. The heat transfer of the direct-driven generator must be designed to handle the copper losses of the stator winding carrying high current density and to keep the temperature of the magnets low enough. The cooling system of the direct-driven generator applying the doubly radial air cooling with numerous radial cooling ducts was modeled with a lumped-parameter-based thermal network. The performance of the cooling system was discussed during the steady and transient states. The effect of the number and width of radial cooling ducts was explored. The large number of radial cooling ducts drastically increases the impact of the stack end area effects, because the stator stack consists of numerous substacks. The effects of the radial cooling ducts on the effective axial length of the machine were studied by analyzing the crosssection of the machine in the axial direction. The method to compensate the magnet end area leakage was considered. The effect of the cooling ducts and the stack end area effects on the no-load voltages and inductances of the machine were explored by using numerical analysis tools based on the three-dimensional finite element method. The electrical efficiency of the permanent magnet machine with different control methods was estimated analytically over the whole speed and torque range. The electrical efficiencies achieved with the most common control methods were compared with each other. The stator voltage increase caused by the armature reaction was analyzed. The effect of inductance saturation as a function of load current was implemented to the analytical efficiency calculation.

Johtaminen rationaalisesta, kompleksisesta ja postmodernista maailmankuvasta

Kirjallisuusarvostelu

Tutkivaa oppimista oppivan organisaation hengessä

Kirjallisuusarvostelu

Tanssi, teatteri ja taiteen johtaminen

Kirjallisuusarvostelu

Kirjallisuutta

Kirjallisuusarvostelu

Painelaitteiden kunnonvalvonta ja kemikaaliputkistojen rakennuttaminen

Painelaitteet ja kemikaaliputkistot ovat yleisiä varsinkin kemian alan yrityksissä. Omista-jan ja haltijan on tiedettävä niihin liittyvä lainsäädäntö, ja osattava soveltaa niitä käytän-töön. Työssä on selvitetty painelaitteisiin ja kemikaaliputkistoihin liittyvän lainsäädännön olen-naisin sisältö. Nykyisin painelaitteiden määräaikaistarkastuksia voidaan korvata painelait-teen seurannalla ja kunnonvalvontajärjestelmällä. Mitä se käytännössä tarkoittaa, ja onko Suomessa mahdollisuutta kuinka laajasti hyödynnetty? On tärkeää tuntea painelaitteiden ja kemikaaliputkistojen vikaantumismekanismit ja kunnonvalvontamenetelmät, jotta yritys voi luoda omaan toimintaympäristöön soveltuvan kunnonvalvontajärjestelmän tai paine-laitteiden seurannan. On pyrittävä siihen, että ongelmat havaitaan, ennen kuin vaurio syn-tyy. Kunnonvalvontajärjestelmän luomiseen ja ylläpitoon voidaan hyödyntää painelaittei-den riskiperusteiseen kunnossapitoon ja tarkastukseen tarkoitettua menettelyä. Työssä on tarkemmin käyty läpi menettelyn sisältö. Kustannustehokkuus ja tuotantolaitteiden käytettävyys ovat nousseet tärkeiksi osa-alueiksi kilpailukyvyn takaamiseksi. Painelaitteiden tarkastuksista ja muista painelaitteisiin ja ke-mikaaliputkistoihin liittyvistä ennakkohuolloista syntyvät kustannukset ovat merkittäviä. Näihin kohdistuvia kustannussäästöjä voidaan saavuttaa monin keinoin huonontamatta kuitenkaan turvallisuutta. Työssä on selvitetty kohdeyrityksen painelaitteet ja kemikaali-putkistot. Lisäksi on käyty läpi nykyinen tarkastusjaksotus, keskeisimmät viat ja tarkastuk-siin liittyvää kustannushistoriaa. Lopputuloksena on syntynyt esiselvitys ja kemikaaliputkistojen hankkimista helpottavaa tietoa. Esiselvityksen avulla kohdeyritys voi yhdessä kunnossapitoyrityksen kanssa laatia strategian painelaitteiden kunnossapidolle ja tarkastuksille. Merkittäviä kustannussäästöjä on saavutettavissa ehdotetuilla jatkotoimenpiteillä, vaikka päädyttäisiin edelleen painelait-teiden tarkastuksien osalta noudattamaan olemassa olevaa käytäntöä.

Paperikoneen toimituskonseptin muutos strategisena kilpailutekijänä

2000-luvulla paperikoneiden kustannuskilpailukykyä on parannettu jatkuvasti, mutta se ei ole ollut riittävää. Tarve muutoksiin havaitaan kilpailukyvyn puutteena vuosina 2007–2008. Eräänä hankkeena on paperikoneen suunnitteleminen ja valmistaminen kopiokonseptikoneena, jossa toimitusmoduulina on paperikone perälaatikolta rullaimelle. Moduulikonsepti on toimintatapa, jossa paperikone tuotteistetaan rakenneryhmien ja laitteiden osalta tietyn ominaisuuden mukaan koko paperikonelinjassa. Paperikone rakentuisi sovituista moduulipalikoista. Moduulikonseptitavassa paperikone suunnitellaan ja toteutetaan aina malliaineiston pohjalta kaikissa rakenneryhmissä. Työssä on tarkoitus vertailla kopiokonsepti- ja moduulikonseptimallia. Kaksi tutkimustyön pääkysymystä käsittelee ulkoista kilpailukykyä ja yrityksen sisäistä tehokkuutta valmistaa paperi- ja kartonkikoneita kopiokonsepti- tai moduulikonseptimallilla näkökulmana pitkäaikainen kilpailuetu. Tutkimustulokset selvitettiin Kamenskyn kehittämällä yrityksen strategisen arkkitehtuurin mallilla. Sisäiset ja ulkoiset toiminnot analysoitiin. Ulkoisen ja sisäisen analyysin pohjalta muodostettiin yhdistetty näkemys, synteesianalyysi, joka vastaa työn tavoitteisiin, kahteen pääkysymykseen sekä alakysymyksiin. Kopiokonsepti ei ole ratkaisu pitkäaikaiseen kilpailukykyyn, koska jokainen paperilaji ja konekoko tarvitsevat oman kopiomallinsa. Nykyiset henkilöresurssit eivät tule riittämään näihin koneisiin tarvittavien dokumenttien luomiseen ja ylläpitoon. Suunnittelun perustehtävä muuttuisi projektisuunnittelusta kopiomallien suunnitteluksi. Moduulikonseptilla saavutetaan kaikki ne edut, joita kopiokonseptilla on tavoiteltu, mukaan lukien nimikkeiden uudelleenkäyttö. Moduulikonseptilla voidaan toteuttaa kaikki nykyiset ja tulevat paperikoneet ja paperilajit. Vuosittain saatavissa oleva määrä on 1,5–2,5 kopiokonseptipaperikonetta. Moduulikonseptimallia on saatavissa sama määrä.

Puolustusvoimien johtamisrakenteen ja logistiikkastrategian yhteydet

Tämä esiupseerikurssin opinnäytetyö tarkastelee puolustusvoimien johtamisrakenteen ja logistiikkastrategian yhteyttä. Tutkimuksellisen tarkastelun painopisteenä on puolustusvoimien logistiikkastrategia -normilla (PV LOGSTRA) logistiikkajärjestelmän toiminnalle annettu hallinnollinen ja toiminnallinen ohjaus. Tutkimukselle asetetut päätutkimuskysymykset ovat: Miten strategista johtamista tulisi puolustusvoimien johtamisrakenteessa käyttää ja soveltaa logistiikkastrategian edellyttämissä toiminnoissa? Mikä on logistiikkastrategia -normin (PV LOGSTRA) merkitys ja asema puolustusvoimien logistiikan ja huollon johtamisessa? Tutkimuksessa ilmeni, että strategisen johtamisen välineenä logistiikkastrategian asema puolustusvoimien strategiaprosessissa ja johtamisrakenteessa on nykyisellään osittain epäselvä tai jopa kyseenalainen. Logistiikkastrategian normijuridinen asema ja velvoittavuusaste ei sotilaskäskyksi laadittuna normina täysin korreloi sen tekstisisällön antaman strategisen ohjauksen kanssa. Erityisesti kumppanuustoiminnan edellyttämän informaationvaihdon ja yhteisten toimintatapojen varmistamiseksi on logistiikkastrategian antamia strategisen johtamisen periaatteita jatkossa selkeytettävä ja yksinkertaistettava. Tämän tutkimuksen perusteella tarve uudistaa puolustusvoimien strategisen suunnittelun ja ohjauksen toimintatapoja on ilmeinen. Logistiikkastrategian osalta tärkeimpinä kehittämiskohteina ovat logistiikan strategisten linjausten jalkauttaminen konkreettisiksi toiminnoiksi, tuotteiksi ja tehtäviksi nykyisen formaalin ja yleisluonteisen normiohjauksen sijaan.

Sodankäynnin periaatteiden vaikutus kriisinhallinnassa

Kriisinhallinnan tutkimus on ajankohtaista ja merkityksellistä sekä kansallisesta että kansainvälisestä näkökulmasta. Sotilaallisen kriisinhallinnan kiinnostavuus on jatkunut korkealla tasolla poliittisessa, sotilaallisessa ja tieteellisessä keskustelussa. Tutkimuksen avulla lisääntyneen tietämyksen tulee heijastua operatiiviseen suunnitteluun, sekä sotilasyhteisön neuvonantoon poliittiselle päätöksenteolle. Tutkielman päämääränä on arvioida sodankäynnin periaatteiden vaikutusta kriisinhallintaoperaatiolle, kun samanaikaisesti noudatetaan rauhanturvaamisen periaatteita. Päätutkimusongelma on: Mitkä sodankäynnin periaatteet ovat todennäköisesti suotuisia kriisinhallintaoperaation sotilaskomponentin operaatioiden vaikuttavuudelle? Lisäksi arvioidaan periaatteiden keskinäisriippuvuuden luonnetta ja mahdollisia epäsuotuisia periaatteiden yhdistelmiä. Tutkielma on laadullisen tutkimusperinteen mukainen ja lähestymistapa on hermeneuttisen tieteenfilosofian mukainen. Tarkastelun asiayhteys on kriisinhallintaoperaatio. Tarkastelu on rajattu sotilaalliseen kriisinhallintaan ja sen operatiiviseen tasoon. Vaikutusperusteinen lähestymistapa operaatioihin on tutkielman analyysia ja tulkintaa tukeva ajattelumalli. Epistemologinen lähestymistapa on olemassa olevan tiedon hyödyntäminen. Tutkimusaineisto koostuu erilaisista asiakirjoista. Tutkimusprosessin vahvuuksia on ollut olemassa olevaan tietoon perustuvan tausta- ja tulkintateorian hyödyntäminen. Rauhanturvaamisen periaatteet (osapuolten hyväksyntä, puolueettomuus ja voimankäytön rajoittaminen) ovat määräyksenomaisia ja siten joustamattomampia tulkinnoille. Sodankäynnin periaatteet ovat ohjeellisia. Niiden hyödyntäminen edellyttää jatkuvaa tulkintaa periaatteiden käyttökelpoisuudesta. Turvallisuuden, ylläpitämisen ja moraalin periaatteet yhdessä rauhanturvaamisen periaatteiden kanssa osoittautuivat suotuisiksi. Yllätyksen periaate näyttäytyy osittain epäsuotuisana. Päämäärän valinnan, vaikutuksen keskittämisen, yhteistoiminnan, aloitteellisuuden, joustavuuden ja voimien taloudellisen käytön periaatteet näyttävät sisältävän rajoitteita. Rajoitteita tunnistettiin mm. poliittisesta, sosiaalisesta sekä informaatio ja infrastruktuuri ulottuvuuksista. Tarkastelu osoitti, että juuri nämä periaatteet ovat erityisen merkityksellisiä sotilaskomponentin ja koko kriisinhallintaoperaation vaikuttavuudelle.

Panssarintorjunnan simulointimenetelmien tarkastelu

Tutkimuksen tarkoituksena on vertailla panssarintorjunnan simulointiin ja mallintamiseen käytettävän kahden erilaisen matemaattisen menetelmän soveltuvuutta ja käytettävyyttä. Näiden työkalujen vertailun kautta pyritään tekemään johtopäätöksiä niiden soveltuvuudesta operaatioanalyysiin ja löytämään kehittämistarpeita menetelmien parantamiseksi ja jatkotutkimusten pohjaksi. Epäsuoran tulen vaikutus huomioidaan taistelun kulussa. Tutkimuksessa käytettävä skenaario on kummassakin menetelmässä sama, ja taistelut käydään neljässä vaiheessa, joihin osallistuvat joukot ja aseet ovat kummassakin tapauksessa samat. Tutkimuksessa käytetään konstruktiivista simulaatiota ja determinististä matemaattista mallia. Simulaatioon on sisälle ohjelmoitu epäsuoran tulen vaikutusmalli, mutta deterministisen mallin kanssa käytetään erillistä epäsuoran tulen vaikutusmallia. Panssarivaunujen taistelu toisia panssarivaunuja ja panssarintorjunta-aseita vastaan perustuu kummassakin menetelmässä tuhoamistodennäköisyyksiin. Tutkimuksessa annetaan esimerkki tuhoamistodennäköisyyksien määrittämisestä ja lasketaan tutkimuksessa käytettävät tuhoamistodennäköisyydet pääosin julkisista lähteistä saatavilla oleviin arvoihin perustuen. Tulosta laskettaessa taistelut aloitetaan kyseistä taisteluvaihetta varten vakioidulla tavalla esimerkiksi rajoittamalla taistelut käytäväksi vain tietyillä tuhoamisetäisyyteen perustuvilla torjunta-alueilla. Simulaation ja matemaattisen mallin välisistä eroista johtuen tämä ei kaikissa vaiheissa täysin toteutunut. Keskeisimmät tulokset liittyvät havaintoihin menetelmien eroista panssarintorjunta-aseiden kulutuksessa ja epäsuoran tulen tehossa. Lisäksi tuloksena havaittiin, että menetelmien välillä ei tuhottujen vaunujen määrissä ole merkittäviä eroja. Matemaattisen menetelmän lopputulos on kuitenkin vahvasti riippuvainen tutkijan tekemistä valinnoista skenaariota rakentaessaan, eikä tämän tutkimuksen lopputulos ole kyseisen mallin kohdalta, joka mitä tästä samasta tilanteesta olisi voinut tulla. Kummankin menetelmän jatkokehittämiseksi löytyi tutkimuksen aikana tarpeita. Matemaattisen menetelmän kohdalla tarpeet painottuvat niin sanottujen kestokäyttöaseiden eli ladattavien asejärjestelmien välisten taisteluiden laskemisen parantamiseen. Simulaation osalta suurimmat kehitystarpeet ovat yksiköiden realistisemman toiminnan kehittämisessä siten, että niiden reagointi taistelukentän ärsykkeisiin olisi todenmukaisempaa.