Composição química e avaliação da atividade antimicrobiana do óleo essencial das folhas de Piper malacophyllum (C. Presl.) C. DC.

This work reports the chemical composition as well as the antibacterial, antifungal and antiparasitic activities of the leaf essential oil from Piper malacophyllum. The oil was extracted by hydrodistillation and analyzed by GC-FID, GC-MS and polarimetry. Among the 28 compounds identified, (+)-camphor was the major constituent. The essential oil showed activity against most of the microorganisms tested, especially antifungal action, with a MIC of 500 µg mL-1 against Trichophyton mentagrophytes and Cryptococcus neoformans. This is the first study reporting the composition and biological properties of leaf essential oil from P. malacophyllum.

Actividad insecticida sobre Spodoptera frugiperda (Lepidóptera: Noctuidae) de los compuestos aislados de la parte aérea de Piper septuplinervium (Miq.) c. dc. y las inflorescencias de Piper subtomentosum Trel. & Yunck. (Piperaceae)

The bioassay-guided purification of ethanolic extracts from inflorescences of Piper subtomentosum Trel. & Yunck and aerial part of Piper septuplinervium (Miq. ) C. DC. led to isolation of five flavonoids, uvangoletin (1), galangin (2), chrysin (5), 5-hydroxy-4',7-dimethoxy-flavone (6), pinostrobin (7); one amide, N-p-coumaroil-tyramine (4); one acylglycerol, monopalmitin (3); one derivative of acid, protocatechuic acid (8); and glycosydated sterol, daucosterol (9). Their structures were elucidated on the basis of spectroscopy and spectrometry data and by comparison with data reported in the literature. The isolated compounds were tested against Spodoptera frugiperda. The results showed galangin and protocatechuic acid to be the most active (LC 50 13.63 and 17.16 ppm, respectively).

Magni ducatus Finlandiae Russiae partim, partim Sueciae subjecti; Sinus item Bothnici ac Finnici nova et accurata delineatio. Calamo et sumtibus Tobiae Conradi Lotter, Geogr. Aug. Vind. Cum Priv. S. Vic. in part. Rheni Suev. et Franc. juris.

Mittakaava [N. 1:1800000]. - Ulkoasu: 1 kartta : vär. ; 48,5 x 56,7 cm, lehti 50,2 x 58,5 cm.

Magni ducatus Finlandiae Russiae partim, partim Sueciae subjecti; Sinus item Bothnici ac Finnici nova et accurata delineatio. Calamo et sumtibus Matthaei Seutteri, S.C.M. Geogr. Aug. Vind. Cum Priv. S. Vic. in part. Rheni Suev. et Franc. juris

Mittakaava: [N. 1:1800000]. - Ulkoasu: 1 kartta : vär. ; 49 x 57,8 cm, lehti 53,5 x 64,3 cm.

Multilevel converter modulation: implementation and analysis

Multilevel converters provide an attractive solution to bring the benefits of speed-controlled rotational movement to high-power applications. Therefore, multilevel inverters have attracted wide interest in both the academic community and in the industry for the past two decades. In this doctoral thesis, modulation methods suitable especially for series connected H-bridge multilevel inverters are discussed. A concept of duty cycle modulation is presented and its modification is proposed. These methods are compared with other well-known modulation schemes, such as space-vector pulse width modulation and carrier-based modulation schemes. The advantage of the modified duty-cycle modulation is its algorithmic simplicity. A similar mathematical formulation for the original duty cycle modulation is proposed. The modified duty cycle modulation is shown to produce well-formed phase-to-neutral voltages that have lower total harmonic distortion than the space-vector pulse width modulation and the duty cycle modulation. The space-vector-based solution and the duty cycle modulation, on the other hand, result in a better-quality line-to-line voltage and current waveform. The voltage of the DC links in the modules of the series-connected H-bridge inverter are shown to fluctuate while they are under load. The fluctuation causes inaccuracies in the voltage production, which may result in a failure of the flux estimator in the controller. An extension for upper-level modulation schemes, which changes the switching instants of the inverter so that the output voltage meets the reference voltage accurately regardless of the DC link voltages, is proposed. The method is shown to reduce the error to a very low level when a sufficient switching frequency is used. An appropriate way to organize the switching instants of the multilevel inverter is to make only one-level steps at a time. This causes restrictions on the dynamical features of the modulation schemes. The produced voltage vector cannot be rotated several tens of degrees in a single switching period without violating the above-mentioned one-level-step rule. The dynamical capabilities of multilevel inverters are analyzed in this doctoral thesis, and it is shown that the multilevel inverters are capable of operating even in dynamically demanding metal industry applications. In addition to the discussion on modulation schemes, an overvoltage in multilevel converter drives caused by cable reflection is addressed. The voltage reflection phenomenon in drives with long feeder cables causes premature insulation deterioration and also affects the commonmode voltage, which is one of the main reasons for bearing currents. Bearing currents, on the other hand, cause fluting in the bearings, which results in premature bearing failure. The reflection phenomenon is traditionally prevented by filtering, but in this thesis, a modulationbased filterless method to mitigate the overvoltage in multilevel drives is proposed. Moreover, the mitigation method can be implemented as an extension for upper-level modulation schemes. The method exploits the oscillations caused by two consecutive voltage edges so that the sum of the oscillations results in a mitigated peak of the overvoltage. The applicability of the method is verified by simulations together with experiments with a full-scale prototype.

Tasasähkönjakeluverkon vaihtosuuntaaja galvaanisella erotuksella

Suomessa sähkönjakeluverkko koostuu pääasiassa 20 kV ja 400 V jännitetasoista. Tällöin sähkö viedään lähelle kuluttajia suuremmalla jännitetasolla ja muunnetaan alhaisemmaksi lähellä asiakkaita. Haittapuolena on se, että haja-asutusalueilla jakelumuuntajien määrä kasvaa suureksi, koska ne täytyy sijoittaa lähelle kuluttajaa. Vaihtoehtona on toteuttaa osa sähkönjakelusta tasajännitteellä, jolloin tehollinen jännite olisi suurempi. Tällöin sähköä voitaisiin siirtää pidempiä matkoja ilman, että asiakaskohtaisia tai muutaman asiakkaan kattavia 20 kV siirtolinjoja tarvitsisi käyttää. Tämä taasen edellyttää asiakaskohtaisien vaihtosuuntaajien käyttöä. Tässä työssä esiteltävällä 1 kVA vaihtosuuntaajalla muodostetaan tasasähköjakeluverkosta saatavasta 750 V tasasähköstä yksivaiheista (230 VRMS, 50 Hz) verkkojännitettä. Laite on suunniteltu toteuttamaan galvaaninen erotus mahdollisimman hyvän hyötysuhteen puitteissa. Vaihtosuuntaaja on toteutettu käyttämällä resonanssikonvertteria, joka vaihtosuuntaa jakelujännitteen korkeataajuiseksi vaihtojännitteeksi. Tämän jälkeen toteutetaan galvaaninen erotus käyttäen suurtaajuusmuuntajaa. Tätä seuraa syklokonvertteri, joka pulssintiheysmodulaatiota soveltaen muodostaa lähtöjännitteen. Tämä suodatetaan lopuksi LC- alipäästösuotimella säröltään standardin mukaiseksi. Laite on jaettu työssä kolmeen osaan, joista jokaisen toiminta on selitetty ja simuloitu itsenäisesti. Lopussa koko järjestelmä on simuloitu yhtenä kokonaisuutena. Hyötysuhteeksi arvioitiin karkeasti 94 % ja lopullisista tuloksista voidaan päätellä, että laitteen toteuttaminen prototyypiksi voisi olla kannattavaa.

Heating control of an electrical motor

Electrical motors on a ship attackable to different factors which decrease these lifetimes. One of the main external factors on a ship which usually is a reason of the motor failure is a moisture condensation which decreases the motor winding insulation and increase a probability of the short circuit. Therefore, the protection against moisture is necessary for ship electrical motors. The motor should be protected against moisture all time when it does not operate. The necessity of such protection requires a lot of energy consumption. This master’s thesis is focused on the creation of the electrical motor thermal model and on the different methods of the motor protection against moisture analysis with energy consumption point of view.

Distributed ControlArchitecture of Power Electronics Building-Block-Based Frequency Converters

The increasing power demand and emerging applications drive the design of electrical power converters into modularization. Despite the wide use of modularized power stage structures, the control schemes that are used are often traditional, in other words, centralized. The flexibility and re-usability of these controllers are typically poor. With a dedicated distributed control scheme, the flexibility and re-usability of the system parts, building blocks, can be increased. Only a few distributed control schemes have been introduced for this purpose, but their breakthrough has not yet taken place. A demand for the further development offlexible control schemes for building-block-based applications clearly exists. The control topology, communication, synchronization, and functionality allocationaspects of building-block-based converters are studied in this doctoral thesis. A distributed control scheme that can be easily adapted to building-block-based power converter designs is developed. The example applications are a parallel and series connection of building blocks. The building block that is used in the implementations of both the applications is a commercial off-the-shelf two-level three-phase frequency converter with a custom-designed controller card. The major challenge with the parallel connection of power stages is the synchronization of the building blocks. The effect of synchronization accuracy on the system performance is studied. The functionality allocation and control scheme design are challenging in the seriesconnected multilevel converters, mainly because of the large number of modules. Various multilevel modulation schemes are analyzed with respect to the implementation, and this information is used to develop a flexible control scheme for modular multilevel inverters.

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.

Relação entre resistência de linhagens tropicais de milho à podridão de espiga e ao acúmulo de fumonisinas provocados por Fusarium verticillioides

A infecção de grãos de milho por Fusarium verticillioides, agente causal da podridão da espiga, pode resultar na produção de micotoxinas do grupo das fumonisinas. A resistência genética é a forma de controle mais eficiente dessa enfermidade. Assim, o objetivo do trabalho foi buscar fontes de resistência em linhagens de milho tropical à F. verticillioides e à produção de fumonisinas. Seis linhagens tropicais de milho, três, pré-classificadas como resistentes e três, pré-classificadas como suscetíveis à F. verticillioides, foram submetidas à inoculação do patógeno e posteriormente, avaliadas quanto à severidade da podridão de espiga, incidência de grãos sintomáticos e concentração de fumonisinas. Os resultados mostraram que as linhagens R1 e R3 apresentaram alta resistência à infecção do patógeno. No entanto, apenas a R3 foi resistente ao acúmulo de fumonisinas. Dessa forma, sugere-se que a ausência de relação entre intensidade da doença e níveis de fumonisinas seja fator inerente desse patossistema. Assim, não é possível assegurar que grãos assintomáticos quanto à infecção por F. verticillioides, estejam livres de contaminação por fumonisinas.

Interação entre fungos micorrízicos arbusculares e fósforo no desenvolvimento da algaroba [Prosopis juliflora (Sw) DC]

Acompanhou-se, durante 100 dias, o desenvolvimento de mudas de algaroba (Prosopis juliflora (Sw) DC) em relação à presença ou ausência de fungos micorrízicos arbusculares (FMA), nativos ou introduzidos, combinada com adição ou não de fósforo ao solo. Foi usado solo Podzólico Vermelho-Amarelo com pH ácido (4,7) e 2 mg.dm-3 de solo de P extraível por resina. O experimento teve delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial com duas condições de solo (esterilizado ou não), três níveis de fósforo (acréscimo de 0, 50 e 100 kg de P.ha-1) e duas condições de inoculação (inoculado ou não), com quatro repetições. No solo não esterilizado, apenas o diâmetro do colo respondeu à inoculação com esporos de FMA, quando foi usada a dose P100; o aumento de altura, número de folhas e massa seca foi possivelmente devido à adição de fósforo ao solo. No solo esterilizado, a inoculação resultou no aumento de altura, número de folhas, diâmetro de colo e massa seca das mudas na presença ou na ausência de P (P0 e P50), em relação àquelas no solo não-inoculado. Com o aumento da dose de fósforo (P100), os benefícios da inoculação não foram mais verificados, sendo a colonização e a produção de esporos favorecidas pela adição de P ao solo. Prosopis juliflora foi considerada micotrófica facultativa, pois respondeu tanto à inoculação com FMA quanto à adição de fósforo.

Germinação de sementes e crescimento inicial de plânturas de Pseudopiptadenia psilostachya (DC.) G.P.Lewis & M.P.Lima (Leguminosae) em diferentes anbientes de luz

A expansão da atividade madeireira e a elevada taxa de desmatamento na Amazônia têm intensificado a necessidade de estudos sobre as técnicas mais adequadas para a produção de mudas que possam ser usadas em atividades de reflorestamento e de plantio em florestas. Este estudo teve como objetivo avaliar: a) se a taxa de germinação de sementes de Pseudopiptadenia psilostachya difere entre sementes colhidas na copa e coletadas no chão da floresta; e b) qual o efeito do grau de sombreamento no viveiro sobre a germinação de sementes e o desenvolvimento inicial de plântulas dessa espécie. Seis repetições de 10 sementes colhidas na copa e coletadas no chão foram colocadas em germinador. A taxa de germinação não diferiu entre os dois métodos de obtenção de sementes, sendo recomendada a coleta de frutos no chão. No viveiro, quatro repetições de 25 sementes foram colocadas para germinar a pleno sol e em 30, 50 e 70% de sombra. Em cada tratamento de luz, 40 plântulas foram sorteadas, e sua "performance" foi avaliada quatro meses após a semeadura. Tanto a germinação das sementes quanto o crescimento em diâmetro e acúmulo de biomassa das plântulas foram superiores em 30 e 50% de sombreamento, em comparação com pleno sol. Os resultados indicaram que o crescimento de plântulas de P. psilostachya é favorecido em condições relativamente altas de iluminação, embora algum sombreamento seja necessário, e que a produção de mudas dessa espécie é de fácil execução, ao menos nos estágios iniciais de desenvolvimento das plântulas.

Variações genéticas na qualidade do sistema radicular de mudas de candeia (Eremanthus erythropappus (DC.) MacLeish)

Com o objetivo de estimar os parâmetros genéticos relativos às qualidades do sistema radicular de candeia, foram utilizadas mudas provenientes de 24 progênies de polinização livre do Parque Estadual Quedas do Rio Bonito em Lavras, MG. Dois meses após a germinação, as imagens das raízes de nove mudas de cada progênie, distribuídas em três classes de tamanho (grande, maiores mudas dentro de cada progênie, médio, mudas médias dentro da progênie e pequeno, mudas em torno de 5 cm), foram obtidas por scanner óptico. Posteriormente, as mesmas raízes foram coradas com corante azul de astra 0,1%, durante 15 min, e novamente analisadas. As leituras indicaram diferenças significativas entre material não-corado e corado, enfatizando o seu uso. Na análise de variância, houve diferenças significativas entre as progênies e entre os tamanhos analisados quanto aos caracteres de raízes: comprimento total, área da superfície, diâmetro médio e número de raízes finas. Os ganhos genéticos esperados com a seleção evidenciaram que esses caracteres devem ser estudados nas mudas grandes, pois apresentam os maiores valores esperados.

Características físicas e nutricionais da matriz de encapsulamento na produção de sementes sintéticas de pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.)

A pimenta-longa (Piper hispidinervum C. DC.) é um arbusto da família Piperaceae, nativa da região amazônica, que vem despertando o interesse das indústrias de cosméticos e bioinseticidas pelo alto teor de safrol, óleo essencial extraído das folhas e talos. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência de características físicas e nutricionais da matriz de encapsulamento durante a produção de sementes sintéticas de pimenta-longa. Sementes germinadas de pimenta-longa foram utilizadas como material de encapsulamento. Em ambos os experimentos, a influência da constituição (água ou meio Murashige e Skoog) e consistência da cápsula (alginato de sódio 1% ou 2%) e do tempo de complexação (10, 20 e 30 min) em CaCl2, na abertura das cápsulas, foi avaliada. Depois de encapsulados, os materiais foram transferidos para frascos com meio de MS e mantidos em sala de crescimento, onde, quinzenalmente, foi avaliada a taxa de emergência e crescimento das plântulas encapsuladas. Verificou-se que o emprego de um endosperma artificial composto por 1% de alginato de sódio em meio de MS foi o tratamento que promoveu os melhores resultados para a emergência e posterior crescimento de plântulas oriundas de sementes sintéticas aos 30 dias da semeadura em meio MS sólido, independentemente do tempo de complexação utilizado.

Estágio de colheita e substrato para o teste de germinação de sementes de ipê (Tabebuia chrysotricha (Mart. ex DC.) Standl.)

Durante o processo de maturação, as sementes passam por modificações físicas, bioquímicas e fisiológicas até atingir o ponto ideal de colheita, quando apresentam a capacidade máxima de germinação e vigor. O objetivo deste trabalho foi identificar o estágio de colheita e o substrato mais favorável à germinação das sementes e ao crescimento de plântulas de Tabebuia chrysotricha. Os frutos de T. chrysotricha foram colhidos em 16 árvores- matriz na Fazenda Lageado, em Botucatu, SP, em quatro estágios de colheita: fruto fechado menor (ME), fruto fechado maior (MA), fruto em início de abertura (IA) e fruto aberto e em início de dispersão das sementes (D). Para caracterizar os estágios de colheita, foi utilizada a coloração dos frutos e das sementes, mensurados a espessura, a largura e o comprimento dos frutos e determinado o teor de água das sementes. O efeito do estágio de colheita sobre a qualidade das sementes foi verificado mediante o teste de germinação sobre areia e sobre papel a 25 ºC, avaliado após 21 dias da semeadura; e o vigor, pelo teste da primeira contagem (7 dias) e do comprimento de plântulas (21 dias). Os resultados indicaram que as sementes de Tabebuia chrysotricha devem ser colhidas quando o fruto estiver em início de abertura. Este estágio de colheita também pode ser identificado pelo teor de água das sementes de 59,6%. O substrato areia mostrou-se mais favorável ao teste de germinação e ao crescimento das plântulas.