Electric propulsion system in a modern sports car

In this thesis an electric propulsion system is designed on a device level using Cadence ORCAD. The vehicle belongs to the Helsinki Metropolia University of Applied Sci-ences and it is to compete in the Automotive X-Prize competition held in the USA. In this thesis the electric propulsion system and related electric safety measures are designed. Also electro-magnetic compatibility and interferences present in the system are examined by examining the birth mechanisms and transmission paths of interference. Per device effects of interference and solutions to minimize them were examined and proposed. Suitability of permanent magnet synchronous machines for passenger vehicle use was examined by examining the torque production capability of the motor and the torque requirements of the vehicle. Also a short overview of history of electric vehicles is given.

Parallel-Operating Three-Phase Voltage Source Inverters – Circulating CurrentModeling, Analysis and Mitigation

The maximum realizable power throughput of power electronic converters may be limited or constrained by technical or economical considerations. One solution to this problemis to connect several power converter units in parallel. The parallel connection can be used to increase the current carrying capacity of the overall system beyond the ratings of individual power converter units. Thus, it is possible to use several lower-power converter units, produced in large quantities, as building blocks to construct high-power converters in a modular manner. High-power converters realized by using parallel connection are needed for example in multimegawatt wind power generation systems. Parallel connection of power converter units is also required in emerging applications such as photovoltaic and fuel cell power conversion. The parallel operation of power converter units is not, however, problem free. This is because parallel-operating units are subject to overcurrent stresses, which are caused by unequal load current sharing or currents that flow between the units. Commonly, the term ’circulatingcurrent’ is used to describe both the unequal load current sharing and the currents flowing between the units. Circulating currents, again, are caused by component tolerances and asynchronous operation of the parallel units. Parallel-operating units are also subject to stresses caused by unequal thermal stress distribution. Both of these problemscan, nevertheless, be handled with a proper circulating current control. To design an effective circulating current control system, we need information about circulating current dynamics. The dynamics of the circulating currents can be investigated by developing appropriate mathematical models. In this dissertation, circulating current models aredeveloped for two different types of parallel two-level three-phase inverter configurations. Themodels, which are developed for an arbitrary number of parallel units, provide a framework for analyzing circulating current generation mechanisms and developing circulating current control systems. In addition to developing circulating current models, modulation of parallel inverters is considered. It is illustrated that depending on the parallel inverter configuration and the modulation method applied, common-mode circulating currents may be excited as a consequence of the differential-mode circulating current control. To prevent the common-mode circulating currents that are caused by the modulation, a dual modulator method is introduced. The dual modulator basically consists of two independently operating modulators, the outputs of which eventually constitute the switching commands of the inverter. The two independently operating modulators are referred to as primary and secondary modulators. In its intended usage, the same voltage vector is fed to the primary modulators of each parallel unit, and the inputs of the secondary modulators are obtained from the circulating current controllers. To ensure that voltage commands obtained from the circulating current controllers are realizable, it must be guaranteed that the inverter is not driven into saturation by the primary modulator. The inverter saturation can be prevented by limiting the inputs of the primary and secondary modulators. Because of this, also a limitation algorithm is proposed. The operation of both the proposed dual modulator and the limitation algorithm is verified experimentally.

Kestomagneettitahtikoneen emulointi digitaalisella signaaliprosessorilla

Sähkökäytön suunnittelussa säätöä voidaan testata useassa tapauksessa reaaliaikasimulaattorilla todellisen laitteiston sijaan. Monet reaaliaikasimulaatioiden perustana käytetyt algoritmit soveltuvat täysinohjatulle invertterisillalle. Eräissä sovelluksissa halutaan kuitenkin käyttää puoliksiohjattua siltaa. Puoliksiohjattulla sillalla mallin kausaalisuus voi kääntyä, mitä perinteiset reaaliaikasimulaattorit eivät pysty simuloimaan Tässä työssä oli tavoitteena kehittää reaaliaikasimulaattori puoliksiohjatulle kestomagneettitahtikonekäytölle. Emulaattoriin mallinnettiin todellisen käytön kestomagneettitahtikone ja invertterisilta. Simulaattori toteutettiin digitaaliselle signaaliprosessorille (DSP) ja mittauksiin liittyvät oheislaitteet mallinnettiin FPGA-piirille. Emulaattoriin liitettiin erillinen säätäjä, jota käytettiin myös todellisen sähkökäytön säätämiseen. Emulaattorilla ja todellisella käytöllä tehtyjä mittauksia verrattiin ja emuloimalla saadut tulokset vastasivat melko hyvin todellisesta käytöstä mitattuja.

Tuotannon tunnuslukujen analysointi ja kehittäminen kourukoneilla

Sisäisen suorituskyvyn tehostaminen on yrityksille jatkuvan kehityksen prosessi. Diplomityön tarkoituksena oli selvittää Paroc Oy Ab:n kourukoneiden suorituskykymittarit sekä analysoida ja kehittää niitä. Lisäksi selvitettiin suorituskykyä kuvaavat raporttimallit eri tuotantopaikkakunnilta ja kehitettiin niitä. Teoriaosuudessa kerrotaan, mitä suorituskyvyllä tarkoitetaan sekä käydään läpi sen eri osa-alueita. Siinä esitetään myös suorituskyvyn mittaamista sekä kuinka mittareita suunnitellaan ja rakennetaan. Työn painopiste on kuitenkin empiirisessä osuudessa, jossa ensin kerrotaan työn kohteena olevien kourukoneiden tuotantoprosessi ja tämän jälkeen paneudutaan suorituskykymittareihin ja niiden analysointiin sekä raporttimalleihin. Lopuksi esitetään työn aikana esille nousseita kehitysehdotuksia. Tunnuslukujen selvittämisen tuloksena havaittiin, että kirjallisuus tukee käytössä olevia mittareita. Työssä kerättiin tuotantodataa kourukoneilta usean vuoden aikajaksolta. Datasta valmisteltiin mallit, joita käytettiin mittarien analysointiin. Analysoinnin tuloksena kävi ilmi, että mittarien tarjoama tieto oli joiltakin osin puutteellista ja näin ollen päätöksentekijälle harhaanjohtavaa. Raporttimallit eivät olleet yhtenäisiä paikkakuntien välillä, mikä toi epävarmuutta tuloksiin laskentaperiaatteiden osalta. Työn lopputuloksena tehtiin käytössä oleville suorituskykymittareille kehitysehdotuksia tarkemman ja laadukkaamman tiedon takaamiseksi. Työssä esitettiin myös uusia mittariehdotuksia. Raporttimallit yhtenäistettiin uuden tuotannonohjausjärjestelmän tuomien mahdollisuuksien myötä.

Akkujen ja superkondensaattorien yhteiskäyttö energiavarastoina ja niiden verkkoon liittäminen ajoneuvoissa

Ajoneuvojen tiukentuneet päästörajoitukset, sekä ajoneuvojen kokonaishyötysuhteen parantamisen tarve ohjaavat ajoneuvovalmistajia kehittämään uusia ratkaisuja. Energiavarastojen käyttö ajoneuvoissa on yleistynyt ja niiden käytöllä voidaan saada huomattava energiasäästö. Tässä kandidaatintyössä on esitelty erilaisia energiavarastoja ja niiden verkkoon liittämistä. Pääpaino työssä on akkujen ja superkondensaattorien rinnankytkennässä. Energiavarastot pyritään kytkemään mahdollisimman vähällä tehoelektroniikalla verkkoon. Esimerkkitapaukseksi on otettu litium-ioni akkujen ja superkondensaattorien rinnankytkentä vaihtojännitteeseen pelkällä invertterillä.

Introduktionen av kärnkraften i Finland

Finlands industri har av tradition varit starkt energikrävande. Träförädlingsindustrin, som fick sin egentliga start i medlet på 1800-talet, använde stora mängder energi liksom metallförädlingsföretagen i ett senare skede. Krigstiden med sin energiransonering visade handgripligen för allmänheten liksom för specialisterna att en tillräcklig tillgång till energi är ett livsvillkor för vår industri och därmed för vårt land. Efterkrigstiden kännetecknades av en allt snabbare utbyggnad av den på vatten- och ångkraft baserade elkraftskapaciteten, en utbyggnad som den inhemska verkstadsindustrin i stor utsträckning deltog i. Men redan på 1950-talet var vattenkraften till stor del utbyggd, varför den privata såväl som den statliga sektorns intresse allt mera inriktade sig på den speciellt i USA favoriserade atomenergin. Efter fördjupade studier i kärnfysik och kärnteknik vid the International School of Nuclear Science and Engineering i USA deltog författaren av dessa rader intensivt (först som Ahlströmanställd och senare som VD för Finnatom) i den utvecklingsverksamhet inom det kärntekniska området som inte bara elproducenterna utan även verkstadsindustrin i vårt land genomförde. Det var därför naturligt för mig att som objekt för min doktorsavhandling välja introduktionen av kärnkraften i Finland med speciell fokus på den inhemska verkstadsindustrins roll. Jag ställde följande forskningsfrågor: a. När och hur skedde introduktionen av kärnkraften i Finland? b. Vilka var orsakerna till och resultatet av denna introduktion? c. Vilken var den inhemska verkstadsindustrins roll? Ett grundligt studium av litteraturen inklusive mötesprotokoll och tidningsreferat samt personligen genomförda intervjuer med ett trettiotal av de verkliga aktörerna i den långa och komplicerade introduktionsprocessen ledde till en teori, vars riktighet jag anser mig ha kunnat bevisa. Den inhemska verkstadsindustrins roll var synnerligen central. Dess representanter lyckades, bl.a. refererande till erfarenheterna från utbyggnaden av vatten- och ångkraften liksom till byggandet av den underkritiska milan YXP samt forskningsreaktorn TRIGA, övertyga beslutsfattarna om att den besatt nödig kompetens för att kompensera den kompetensbrist som kunde iakttas inom vissa områden hos den sovjetiska kärnkraftverksleverantören. De inhemska leveranserna påverkade även driftsresultatet, speciellt i fallet Lovisa, i positiv riktning. Introduktionsprocessen, som omfattade tiden från slutet av 1950-talet till början på 1980-talet, beskrevs, noterande bl.a. J. W. Creswells anvisningar, i detalj i avhandlingen. Introduktionen fick som resultat konkurrenskraftig elkraft, impuls till start av nya företag, exempelvis Nokia Elektronik, liksom en klar höjning av den tekniska nivån hos vår industri, inkluderande kärnteknisk tillverkning i stor skala. Katastrofen i Tjernobyl i slutet av april 1986 innebar emellertid att utvecklingen tog en paus på ett par decennier. Erfarenheterna från introduktionsfasen kan förhoppningsvis utnyttjas till fullo nu, när utbyggnaden av kärnkraften återupptagits i vårt land.

Vaihtosuuntaajan reaaliaikainen lämpömalli

Vaihtosuuntaajan IGBT-moduulin liitosten lämpötiloja ei voida suoraan mitata, joten niiden arviointiin tarvitaan reaaliaikainen lämpömalli. Tässä työssä on tavoitteena kehittää tähän tarkoitukseen C-kielellä implementoitu ratkaisu, joka on riittävän tarkka ja samalla mahdollisimman laskennallisesti tehokas. Ohjelmallisen toteutuksen täytyy myös sopia erilaisille moduulityypeille ja sen on tarvittaessa otettava huomioon saman moduulin muiden sirujen lämmittävä vaikutus toisiinsa. Kirjallisuuskatsauksen perusteella valitaan olemassa olevista lämpömalleista käytännön toteutuksen pohjaksi lämpöimpedanssimatriisiin perustuva malli. Lämpöimpedanssimatriisista tehdään Simulink-ohjelmalla s-tason simulointimalli, jota käytetään referenssinä muun muassa implementoinnin tarkkuuden verifiointiin. Lämpömalli tarvitsee tiedon vaihtosuuntaajan häviöistä, joten työssä on selvitetty eri vaihtoehtoja häviölaskentaan. Lämpömallin kehittäminen s-tason mallista valmiiksi C-kieliseksi koodiksi on kuvattu tarkasti. Ensin s-tason malli diskretoidaan z-tasoon. Z-tason siirtofunktiot muutetaan puolestaan ensimmäisen kertaluvun differenssiyhtälöiksi. Työssä kehitetty monen aikatason lämpömalli saadaan jakamalla ensimmäisen kertaluvun differenssiyhtälöt eri aikatasoille suoritettavaksi sen mukaan, mikä niiden kuvaileman termin vaatima päivitysnopeus on. Tällainen toteutus voi parhaimmillaan kuluttaa alle viidesosan kellojaksoja verrattuna suoraviivaiseen yhden aikatason toteutukseen. Implementoinnin tarkkuus on hyvä. Implementoinnin vaatimia suoritusaikoja testattiin Texas Instrumentsin TMS320C6727- prosessorilla (300 MHz). Esimerkkimallin laskemisen määritettiin kuluttavan vaihtosuuntaajan toimiessa 5 kHz kytkentätaajuudella vain 0,4 % prosessorin kellojaksoista. Toteutuksen tarkkuus ja laskentakapasiteetin vähäinen vaatimus mahdollistavat lämpömallin käyttämisen lämpösuojaukseen ja lisäämisen osaksi muuta jo prosessorilla olemassa olevaa systeemiä.

Diskreettiaikainen liukuvan moodin säätö kiinteäoksidipolttokennon DC-tasonnostossa

Huoli ympäristön tilasta ja fossiilisten polttoaineiden hinnan nousu ovat vauhdittaneet tutkimusta uusien energialähteiden löytämiseksi. Polttokennot ovat yksi lupaavimmista tekniikoista etenkin hajautetun energiantuotannon, varavoimalaitosten sekä liikennevälineiden alueella. Polttokenno on tehonlähteenä kuitenkin hyvin epäideaalinen, ja se asettaa tehoelektroniikalle lukuisia erityisvaatimuksia. Polttokennon kytkeminen sähköverkkoon on tavallisesti toteutettu käyttämällä galvaanisesti erottavaa DC/DC hakkuria sekä vaihtosuuntaajaa sarjassa. Polttokennon kulumisen estämiseksi tehoelektroniikalta vaaditaan tarkkaa polttokennon lähtövirran hallintaa. Perinteisesti virran hallinta on toteutettu säätämällä hakkurin tulovirtaa PI (Proportional and Integral) tai PID (Proportional, Integral and Derivative) -säätimellä. Hakkurin epälineaarisuudesta johtuen tällainen ratkaisu ei välttämättä toimi kaukana linearisointipisteestä. Lisäksi perinteiset säätimet ovat herkkiä mallinnusvirheille. Tässä diplomityössä on esitetty polttokennon jännitettä nostavan hakkurin tilayhtälökeskiarvoistusmenetelmään perustuva malli, sekä malliin perustuva diskreettiaikainen integroiva liukuvan moodin säätö. Esitetty säätö on luonteeltaan epälineaarinen ja se soveltuu epälineaaristen ja heikosti tunnettujen järjestelmien säätämiseen.

Nocturne

Soitinnus: ääninauha.

Conference Proceedings. Academic Mobility Blending Perspectives - Mobilité Académique Perspectives croisées

Les 21, 22 et 23 septembre 2006, le Département d’Études Françaises de l’Université de Turku (Finlande) a organisé une conférence internationale et bilingue (anglais et français) sur le thème de la mobilité académique ; le but de cette rencontre était de rendre possible la tenue d’un forum international et multidisciplinaire, susceptible d’être le siège de divers débats entre les différents acteurs de la mobilité académique (c’estàdire des étudiants, des chercheurs, des personnels enseignants et administratifs, etc.). Ainsi, ont été mis à contribution plus de cinquante intervenants, (tous issus de domaines aussi variés que la linguistique, les sciences de l’éducation, la didactique, l’anthropologie, la sociologie, la psychologie, l’histoire, la géographie, etc.) ainsi que cinq intervenants renommés1. La plupart des thèmes traités durant la conférence couvraient les champs suivants : l’organisation de la mobilité, les obstacles rencontrés par les candidats à la mobilité, l’intégration des étudiants en situation d’échange, le développement des programmes d’études, la mobilité virtuelle, l’apprentissage et l’enseignement des langues, la prise de cosncience interculturelle, le développement des compétences, la perception du système de mobilité académique et ses impacts sur la mobilité effective. L’intérêt du travail réalisé durant la conférence réside notamment dans le fait qu’il ne concentre pas uniquement des perspectives d’étudiants internationaux et en situation d’échange (comme c’est le cas de la plupart des travaux de recherche déjà menés sur ce sujet), mais aussi ceux d’autres corps : enseignants, chercheurs, etc. La contribution suivante contient un premier corpus de dixsept articles, répartis en trois sections : 1. Impacts de la mobilité étudiante ; 2. Formation en langues ; 3. Amélioration de la mobilité académique. À l’image de la conférence, la production qui suit est bilingue : huit des articles sont rédigés en français, et les neuf autres en anglais. Certains auteurs n’ont pas pu assister à la conférence mais ont tout de même souhaité apparaître dans cet ouvrage. Dans la première section de l’ouvrage, Sandrine Billaud tâche de mettre à jour les principaux obstacles à la mobilité étudiante en France (logement, organisation des universités, démarches administratives), et propose à ce sujet quelques pistes d’amélioration. Vient ensuite un article de Dominique Ulma, laquelle se penche sur la mobilité académique régnant au sein des Instituts Universitaires de Formation des Maîtres (IUFM) ; elle s’est tout particulièrement concentrée sur l’enthousiasme des stagiaires visàvis de la mobilité, et sur les bénéfices qu’apporte la mobilité Erasmus à ce type précis d’étudiant. Ensuite, dans un troisième article, Magali Hardoin s’interroge sur les potentialités éducationnelles de la mobilité des enseignantsstagiaires, et tâche de définir l’impact de celleci sur la construction de leur profil professionnel. Après cela arrive un groupe de trois articles, tous réalisés à bases d’observations faites dans l’enseignement supérieur espagnol, et qui traitent respectivement de la portée qu’a le programme de triple formation en langues européennes appliquées pour les étudiants en mobilité (Marián MorónMartín), des conséquences qu’occasionne la présence d’étudiants étrangers dans les classes de traductions (Dimitra Tsokaktsidu), et des réalités de l’intégration sur un campus espagnol d’étudiants américains en situation d’échange (Guadalupe Soriano Barabino). Le dernier article de la section, issu d’une étude sur la situation dans les institutions japonaises, fait état de la situation des programmes de doubles diplômes existant entre des établissements japonais et étrangers, et tente de voir quel est l’impact exact de tels programmes pour les institutions japonaises (Mihoko Teshigawara, Riichi Murakami and Yoneo Yano). La seconde section est elle consacrée à la relation entre apprentissage et enseignement des langues et mobilité académique. Dans un premier article, Martine Eisenbeis s’intéresse à des modules multimédia réalisés à base du film « L’auberge espagnole », de Cédric Klapish (2001), et destinés aux étudiants en mobilité désireux d’apprendre et/ou améliorer leur français par des méthodes moins classiques. Viennent ensuite les articles de Jeanine Gerbault et Sabine Ylönen, lesquels traitent d’un projet européen visant à supporter la mobilité étudiante par la création d’un programme multimédia de formation linguistique et culturelle pour les étudiants en situation de mobilité (le nom du projet est EUROMOBIL). Ensuite, un article de Pascal Schaller s’intéresse aux différents types d’activités que les étudiants en séjour à l’étranger expérimentent dans le cadre de leur formation en langue. Enfin, la section s’achève avec une contribution de Patricia KohlerBally, consacrée à un programme bilingue coordonné par l’Université de Fribourg (Suisse). La troisième et dernière section propose quelques pistes de réflexion destinées à améliorer la mobilité académique des étudiants et des enseignants ; dans ce cadre seront donc évoquées les questions de l’égalité face à la mobilité étudiante, de la préparation nécessitée par celleci, et de la prise de conscience interculturelle. Dans un premier chapitre, Javier Mato et Bego

Aurinkopaneeleihin liitettävien vaihtosuuntaajien testaussuunnitelman laadinta ja toteutus

Aurinkoenergia on yksi monista uusiutuvan energian muodoista, joiden suosio on viimeisten vuosien aikana kasvanut fossiilisten polttoaineiden kallistumisen sekä ilmaston lämpenemisen vuoksi. Auringon säteilyn energiaa voidaan muuttaa sähköenergiaksi mm. aurinkopaneeleiden avulla. Aurinkopaneeleihin liitetään usein vaihtosuuntaaja, jolla tuotettu teho voidaan muokata sähköverkkoon tai kotitalouden sähköjärjestelmään sopivaksi. Tässä työssä on esitelty aurinkopaneelilla tuotettavan sähköenergian perusperiaatteet sekä tehoa tuottavan järjestelmän reunaehdot. Tutkimuksessa on perehdytty keskeisiin, aurinkopaneeleihin liitettäville vaihtosuuntaajille laadittuihin standardeihin, hyötysuhteen mittaamisen sekä sähkön laadun näkökulmista. Selvityksen avulla järjestelmän hyötysuhteen sekä lähtötehon laadun määrittämiseksi voidaan laatia standardien mukainen mittaussuunnitelma vaihtosuuntaajan nimellistehosta riippumatta. Standardien avulla on laadittu mittaussuunnitelma Global Inversonne, 100 kW - verkkovaihtosuuntaajayksikölle. Suunnitelman mukaisissa mittauksissa on tutkittu yksikön muunnoshyötysuhdetta sekä lähtöjännitteen- ja virran laatua. Lisäksi työssä on analysoitu mittaustulosten mittausepävarmuuksia ja niitä aiheuttavia tekijöitä.

Yritysvastuu ympäristönäkökulmasta

Diplomityön tavoitteena on selvittää yritysvastuun sisältöä ja merkitystä yritysten toiminnassa. Vastuullinen yritystoiminta sisältää taloudellisen, sosiaalisen ja ympäristön näkökulman. Ne ovat yksi edellytys yrityksen toiminnan jatkuvuudelle ja menestykselle. Työssä keskitytään erityisesti yritysvastuun ympäristönäkökulmaan, sillä ympäristöasiat ovat yhä enemmän esillä. Huoli ympäristön tilasta on lisääntynyt selvästi ja myös kuluttajat vaativat yrityksiltä vastuullista toimintaa. Lisäksi ympäristöön liittyvä lainsäädäntö kiristyy ja säädökset lisääntyvät. Kestävän kehityksen mukainen toiminta säästää luonnonvaroja ja vähentää ympäristön saastumista. Ympäristöasiat on huomioitava yrityksen kaikessa toiminnassa. Vihreässä taloudessa ympäristölle aiheutuu mahdollisimman vähän haittaa. Yrityksillä on merkittävä asema vihreän talouden kehittämisessä, sillä yritykset voivat vähentää toiminnasta aiheutuvia ympäristövaikutuksia, tuottaa ympäristöä säästäviä tuotteita sekä tarjota ratkaisuja ympäristövaikutusten pienentämiseen. Uuden teknologian kehittäminen on kestävän kehityksen kannalta oleellista ja siten voidaan myös saavuttaa kilpailuetua. Yritysten ympäristövastuullista toimintaa tukevat ympäristöpolitiikka ja –strategia, ympäristöjohtaminen, ympäristöjärjestelmät, ympäristöriskianalyysit, ympäristölaskenta sekä ympäristönmyötäinen tuotesuunnittelu. Nämä ovat työkaluja, jotka selventävät yritysten ympäristöön liittyviä tavoitteita ja päämääriä. Niitä voidaan hyödyntää päätöksenteon tukena ja ympäristöasioiden kehittämisessä. Ympäristökysymykset on myös tärkeää saada yhdistetyksi yritysten taloudelliseen ohjaukseen ja tuotesuunnitteluun. Työn perusteella voidaan todeta, että vastuullinen toiminta on merkittävä osa yritysten kilpailukykyä ja se on tärkeää yrityksen tulevaisuuden kannalta. Vastuullisuus on ehdottomasti yksi edellytys yritysten toiminnan jatkuvuudelle. Vastuullinen toiminta edistää yrityksen kilpailukykyä ja sen avulla voidaan saavuttaa myös uusia asiakkaita ja markkina-alueita. Ympäristöystävällisempien tuotteiden kehittäminen, jätteen määrän vähentäminen ja prosessien tehostaminen tuovat yrityksille kustannussäästöjä. Vastuullinen toiminta lisää yritysten innovatiivisuutta ja uusien liiketoimintamallien syntymistä. Kuluttajavalinnoissa painottuvat enemmän myös ympäristöön ja yhteiskuntaan liittyvät arvot, joten vastuullisuus voi lisätä kysyntää ja asiakkaiden määrää. Myös rahoittajat ja uudet työntekijät ovat kiinnostuneita vastuullisista yrityksistä. Vastuullinen yritys nähdään houkuttelevana ja luotettavana yhteistyökumppanina.

Galvaanisen erotuksen toteuttaminen tasavirtasähkönjakelun asiakaspäätelaitteessa

Suomessa sähkönjakeluverkon pääasialliset jännitetasot ovat 20 kV ja 400 V. 20 kV jännitetasolla sähkö viedään lähelle kuluttajia ja muunnetaan pienemmäksi lähellä asiakkaita. Haittapuolena on se, että 20 kV avojohtosähkönsiirtoverkko on hyvin vika-altis ja usein yhden haaran vikaantuessa monta muutakin jää ilman sähköä. Lisäksi hintavien ja suurien jakelumuuntajien määrä on suuri. Vaihtoehtona on toteuttaa osa sähkönjakelusta tasajännitteellä, jolloin tehollinen pienjännite olisi 400 V:a suurempi. Tällöin sähköä voitaisiin siirtää pidempiä matkoja ilman, että asiakaskohtaisia tai muutaman asiakkaan kattavia 20 kV siirtolinjoja tarvitsisi käyttää. Tämä edellyttää vaihtosuuntauksen toteuttamista kuluttajan päässä. Tässä työssä esiteltävällä 1 kVA:n tehoisella vaihtosuuntaajalla muodostetaan tasasähköjakeluverkosta saatavasta 750 V tasasähköstä yksivaiheista (230 VRMS, 50 Hz) verkkojännitettä. Laite on suunniteltu toteuttamaan galvaaninen erotus mahdollisimman hyvällä hyötysuhteella. Suurtaajuusmuuntajan mitoitus mahdollisimman hyvälle hyötysuhteelle on haastava tehtävä, koska vaatimuksia sille asettavat sekä syöttävä resonanssikonvertteri että syötettävä syklokonvertteri. Mitoituksessa on pyrittävä löytämään mahdollisimman hyvä hyötysuhde kustannusten ja toteutettavuuden suhteen.

Pk-yrityksen polku systemaattiseen tuote- ja elinkaaritiedon hallintaan

Tutkimus on tehty Tekesin DTP-ohjelman Sinfonet-tutkimusprojektin puitteissa aikavälillä 2009-2011. Työssä on laadittu kokonaisvaltainen tuote- ja elinkaaritiedon hallinnan (eng. Product Lifecycle Management, PLM) tiekartta ja kehityssuunnitelma pienelle engineering-yritykselle. Työ käsittelee asiakkaan erikoisvaatimusten mukaan räätälöitävän tuotteen tuote- ja elinkaaritiedon hallinnan systematisointia pk-yrityksessä. Vaikka PLM-tiekartta on laadittu yksittäiselle yritykselle, sitä voidaan tietyin edellytyksin soveltaa myös toisten pk-yritysten tai engineeringyritysten PLM:n kehittämiseen. Teoriassa tarkastellaan ensinnäkin kohdeyritykseen liittyviä erityispiirteitä, pyritään ymmärtämään engineering–yrityksen ja pk-yrityksen erikoispiirteitä sekä niiden vaikutusta PLM:n kehittämiseen. Toiseksi esitellään PLM:n viittä keskeistä osaaluetta, yksi- ja viisiulotteisten PLM-kypsyysmallien käyttöä yrityksen nykytilan arvioimiseksi sekä rakennetaan engineering-yrityksen kokonaisvaltainen PLM-malli ja kahdeksan askeleen PLM-kehityspolku. PLM-malli jäsentää tiedonhallintaa prosessien kautta ja se koostuu viidestä osaalueesta: strategia identifioi asiakastarpeet sekä määrittelee kuinka tuotteiden ja prosessien avulla asiakastarpeet tyydytetään; prosessit ovat yrityksen toiminnan ydin, joissa tuotemallit ja tuote- ja tietorakenteet kehitetään sekä tuoteyksilöt toimitetaan asiakkaalle; rakenteet pohjautuvat strategiassa valittuun tuote- ja tiedonhallinnan strategiaan ja niiden tehtävänä on tukea ja tehostaa toimintaprosesseja; kulttuuri ja ihmiset muodostavat aineettoman pääoman, jonka vaikutuksesta prosessit toimivat ja tuotteet pystytään toimittamaan asiakkaalle; informaatioteknologia on työkalu, jota käytetään prosesseissa ja tietorakenteiden ylläpidossa, pääosin dokumentoidun tiedon luomiseen, hankitaan, varastoimiseen, jakamiseen ja soveltamiseen. Tapaustutkimuksessa kuvataan kohdeyrityksen nykytilaa PLM:n viidellä keskeisellä osa-alueella, tehdään PLM kypsyysarvio kahdella menetelmällä, määritellään yrityksen tavoitetila ja laaditaan yritykselle ensin alustava PLM roadmap ja lopulta kokonaisvaltaiseen PLM-malliin perustuva PLM roadmap ja PLM:n jatkokehityssuunnitelma.

Hajautetun tuotannon verkkoonliittäminen - verkkokoodit ja käytännön toimet

Euroopan unionin asettamat uusiutuvan energian lisäämistavoitteet ovat kasvattaneet hajautetun tuotannon määrää Euroopassa. Eri hajautetun tuotannon verkkokoodit asettavat tuotantolaitoksille omat vaatimuksensa, mikä vaikeuttaa eri toimijoita, joten yhtenäiselle verkkokoodille on tarvetta. ENTSO-E onkin luomassa tällä hetkellä Euroopan unionille yhtenäisiä pilottiverkkokoodeja, joiden tarkoitus on myöhemmin kattaa kaikkia tuotantolaitoksia koko Euroopassa. Tämän vuoksi ENTSO-E:n verkkokoodien vaatimuksia on syytä tutkia. Tässä diplomityössä tarkastellaan hajautetun tuotannon nykyisiä ja ENTSO-E:n kehitteillä olevia verkkokoodeja. Työssä tutkitaan myös älykkäiden verkkojen ja verkkokoodien kehitystä. Verkkokoodien vertailuja suoritetaan pohjoismaisesta näkökulmasta, mutta vertailuun on otettu myös muita Euroopan maita. Tarkastelu painottuu siirto- ja jakeluverkkokoodien osalta tuulivoimalle asetettaviin vaatimuksiin. Mikrotuotannon verkkokoodien ja käytännön toimien tarkastelu keskittyy invertterin kautta verkkoonliitettäviin tuotantolaitoksiin, joissa aurinkotuotanto on merkittävin tuotantomuoto.