Identification of Some Additional Loss Components in High-Power Low-Voltage Permanent Magnet Generators

Permanent magnet generators (PMG) represent the cutting edge technology in modern wind mills. The efficiency remains high (over 90%) at partial loads. To improve the machine efficiency even further, every aspect of machine losses has to be analyzed. Additional losses are often given as a certain percentage without providing any detailed information about the actual calculation process; meanwhile, there are many design-dependent losses that have an effect on the total amount of additional losses and that have to be taken into consideration. Additional losses are most often eddy current losses in different parts of the machine. These losses are usually difficult to calculate in the design process. In this doctoral thesis, some additional losses are identified and modeled. Further, suggestions on how to minimize the losses are given. Iron losses can differ significantly between the measured no-load values and the loss values under load. In addition, with embedded magnet rotors, the quadrature-axis armature reaction adds losses to the stator iron by manipulating the harmonic content of the flux. It was, therefore, re-evaluated that in salient pole machines, to minimize the losses and the loss difference between the no-load and load operation, the flux density has to be kept below 1.5 T in the stator yoke, which is the traditional guideline for machine designers. Eddy current losses may occur in the end-winding area and in the support structure of the machine, that is, in the finger plate and the clamping ring. With construction steel, these losses account for 0.08% of the input power of the machine. These losses can be reduced almost to zero by using nonmagnetic stainless steel. In addition, the machine housing may be subjected to eddy current losses if the flux density exceeds 1.5 T in the stator yoke. Winding losses can rise rapidly when high frequencies and 10–15 mm high conductors are used. In general, minimizing the winding losses is simple. For example, it can be done by dividing the conductor into transposed subconductors. However, this comes with the expense of an increase in the DC resistance. In the doctoral thesis, a new method is presented to minimize the winding losses by applying a litz wire with noninsulated strands. The construction is the same as in a normal litz wire but the insulation between the subconductors has been left out. The idea is that the connection is kept weak to prevent harmful eddy currents from flowing. Moreover, the analytical solution for calculating the AC resistance factor of the litz-wire is supplemented by including an end-winding resistance in the analytical solution. A simple measurement device is developed to measure the AC resistance in the windings. In the case of a litz-wire with originally noninsulated strands, vacuum pressure impregnation (VPI) is used to insulate the subconductors. In one of the two cases studied, the VPI affected the AC resistance factor, but in the other case, it did not have any effect. However, more research is needed to determine the effect of the VPI on litz-wire with noninsulated strands. An empirical model is developed to calculate the AC resistance factor of a single-layer formwound winding. The model includes the end-winding length and the number of strands and turns. The end winding includes the circulating current (eddy currents that are traveling through the whole winding between parallel strands) and the main current. The end-winding length also affects the total AC resistance factor.

Kunnossapito-ohjelman rakentaminen RCM - menetelmän avulla

Työn tarkoituksena oli luoda UPM Kaukaan sellutehtaan kaustisointi- ja meesauunialueelle kunnossapito-ohjelma, RCM eli luotettavuuskeskeinen kunnossapitomenetelmää käyttäen. Tavoitteena oli luoda ennakkohuolto-ohjelma, joka pohjautuu laitekriittisyyksiin sekä optimoida kohdealueen laitteiden varaosien varastointia. Perustaksi työlle luotiin uusi kriittisyysluokittelumalli, joka perustuu PSK 6800 standardiin. Tarvittavien ennakkohuoltotoimenpiteiden määrittämisen apuna käytettiin toimenpiteiden määritysmatriisia. Varaosavaraston optimointia varten luotiin varaosien varastointitarpeen määritysmatriisi. Prosessin suorittamisessa korostui laaja ja osaava projektiryhmä, jonka avulla asioiden läpikäynnissä oli tarvittavat tiedot saatavilla. Projektiryhmässä oli mukana sekä kunnossapidon että käytön henkilöitä. Kunnossapito-ohjelmasta muodostui erittäin kattava. Seisokkia vaativat toimenpiteet ovat aikataulutettu siten, että niitä suoritetaan tasaisesti vuoden aikana. Uusien huoltorivien ansiosta alueen kunnossapito selkeytyy paljon.

Ilmatorjunnan vänrikkien käsityksiä sotilaskouluttajan asiantuntijuudesta perusyksikössä : fenomenografinen tutkimus

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on kuvata ilmatorjunta-aselajissa palvelevien vänrikkien käsityksiä sotilaskouluttajan asiantuntijuudesta. Tutkimuksen tarve nousee yhteiskunnan koulutusjärjestelmän muutoksista, mikä kiistatta vaikuttavat puolustusvoimien koulutuskulttuuriin. Koulutuskulttuuri ohjaa sotilaskouluttajien jokapäiväisiä toimintoja. Tutkitusti asiantuntijuutta on tuotu ammatillisissa organisaatioissa alas. Asiantuntijatyössä yhdistyvät alan tiedon hallinta, suunnittelu, pohdinta, toteutus, kokemus, reflektio ja kehittäminen. Tutkimushenkilöinä tässä tutkimuksessa olivat 6 määräaikaista reserviupseeria ilmatorjuntaaselajista. He kaikki työskentelivät kouluttajan tehtävissä ilmatorjunnan perusyksiköissä. Kiinnostuksen kohteena olivat heidän käsityksensä sotilaskouluttajan asiantuntijuudesta, sen kehittymisestä sekä asiantuntijan työympäristöstä. Varsinainen tutkimusaineisto kerättiin teemahaastatteluilla, joita tuettiin avoimiin kysymyksiin perustuvalla lomakehaastattelulla. Haastatteluin kerätty aineisto analysoitiin laadullisesti ja fenomenografisesti kategorioihin. Käsityksissä asiantuntijuus nähtiin oman alan tiedon hallintana ja jatkuvana kehityshalukkuutena. Sotilaskoulutuksessa asiantuntijuus toisaalta nähtiin osittain hyvän kouluttajan olemuksena, toisaalta se ei aina ollut itseisarvo hyvästä kouluttajuudesta. Asiantuntijan työympäristössä perusyksikössä merkittävinä piirteinä nähtiin koulutuskulttuurin vaikutus. Perusyksikössä toimintaa ohjaavat vanhemmat kouluttajat, rutiinit ja totutut mallit. Nuori kouluttaja saattaa joutua kulttuuriristiriitaan kohdatessaan perusyksikön organisaatiokulttuurin. Työympäristö vaatii ammattilaisilta mukautumista muutoksiin, ja siihen vastataan yhteisin voimavaroin. Asiantuntijaksi kehitytään jatkuvasti kokemuksen ja ajan kanssa. Käsitykset edustivat melko hyvin muutospaineen alla muovautuvan koulutus kulttuurin yleisiä piirteitä.

Eläkkeellä olevien sotilaslentäjien tuki- ja liikuntaelinoireilu

Tuki- ja liikuntaelinsairaudet ovat Suomen väestön yleisimmin kipua sekä eniten työkyvyttömyyttä aiheuttava pitkäaikaissairauksien ryhmä (Pohjolainen 2005, 12). Sotilaslentäjillä tuki- ja liikuntaelinoireiden esiintyvyys vaihtelee 32 prosentista 89 prosenttiin palveluksessa olevien sotilaslentäjien keskuudessa (Hämäläinen 1999; Kikukawa, Tachibana & Yagura 1995). Taistelukenttä asettaa vaatimuksensa sotilaslentäjän toimintakyvylle. Työympäristön kuormittavuus ja lentäjän toimintakyvyn rajoittuneisuus saattavat ilmetä epäsuhtana, joka lisää tuki- ja liikuntaelinsairauden riskiä (ks. Aro 2004, 22–23; Heliövaara ym. 1993). Sotilaslentäjän kokiessa toimintakykyä rajoittavia tuki- ja liikuntaelinoireita hänen taistelukelpoisuutensa on kyseenalainen. Tässä tutkimuksessa käsitellään Suomen ilmavoimien eläkkeellä tai reservissä olevien sotilaslentäjien tuki- ja liikuntaelinoireilua. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, millainen sotilaslentäjän tuki- ja liikuntaelinoireiden esiintyvyys on lentovuosien jälkeen, kun kuormittavuus on palautunut normaalille tasolle. Tuki- ja liikuntaelinoireita tarkastellaan sotilaslentäjän toimintakyvyn näkökulmasta. Tutkimusote on kvantitatiivinen, ja otoksena ovat vuosina 1990–2006 eläkkeelle tai reserviin siirtyneet sotilaslentäjät (n=84). Tuki- ja liikuntaelinoireiden esiintyvyyttä ja haittavaikutuksia selvitetään kyselytutkimuksella tilastollisin menetelmin. Tarkastelussa sotilaslentäjille on asetettu verrokkiryhmä (n=38), jonka tuloksia käytetään tutkimuksessa vertailuaineistona. Lentäjistä 13 %:lla oli todettu ammattitaudiksi luokiteltu niskan kulumasairaus. 19 % oli kokenut usein ja 56 % joskus lentämisen aiheuttamia tuki- ja liikuntaelinoireita. Sotilaslentäjillä tuki- ja liikuntaelinperustaisen haitan esiintymisen keskiarvo oli 29 mm, mikä kuvaa lähes kohtalaista haitan esiintymistä. Tilastollisessa analyysissä sotilaslentäjien kokema haitta nukkuessa erosi tilastollisesti merkitsevästi verrokkien kokemasta haitasta (p=.018). Keskiarvollisesti sotilaslentäjillä esiintyi verrokkeihin nähden enemmän tuki- ja liikuntaelinten oireilua, mutta oireilulla oli pienempi vaikutus mielialaan kuin verrokeilla. Niskakivut olivat eläkkeellä olevilla lentäjillä vähentyneet, mutta alaselän oireet lisääntyneet uranaikaisiin oireisiin verrattuna. Nuoremmat lentäjät näyttivät kokevan tuki- ja liikuntaelinoireita enemmän, mikä viittaisi oireilun tasaantumiseen ikääntymisen myötä. Sotilaslentäjien tuki- ja liikuntaelinoireilulla ei ollut laaja-alaista vaikutusta toimintakykyyn suoriutua jokapäiväisen elämän toiminnoista. Nykyistä palveluksessa olevien lentäjien tuki- ja liikuntaelinoireiden seurantatutkimusta tulisi jatkaa koskemaan eläkeikää. Eläkkeellä olevien sotilaslentäjien toimintakykyä olisi tarkasteltava kliinisillä tutkimuksilla esimerkiksi kertausharjoitusten yhteydessä.

Sosiologian ytimessä

Kirjallisuusarvostelu

Kuvaus aikuisten neuropsykologisen kuntoutuksen käytännöistä

Liite 1 artikkeliin Neuropsykologinen kuntoutus : suositus hyvistä käytännöistä aikuispotilailla.