Teknisen auringonsuojauksen tukikonseptin liiketoimintalähtöinen arviointi

Työssä tutkitaan erään tekniseen auringonsuojaukseen keskittyneen yrityksen päätöstä tuottaa aloittelevia yrityksiä palveleva tukikonsepti. Konsepti sisältää mitoitusohjelmia, kokoonpano-ohjeita sekä markkinointimateriaalia. Oleellista on selvittää kannattaako yrityksen keskittyä kyseisiin asiakkaisiin, sekä onko konsepti oikea ratkaisu tälle segmentille. Tätä varten työssä tutustuttiin toimiala-analyysiin, strategiaan, segmentointiin sekä differointiin. Työssä selvitettiin, että Porterin viiden voiman malli on yhä toimiva aloitus toimiala-analyysin laatimiseen. Strategiaan liittyviä koulukuntia löytyy kirjallisuudesta useita erilaisia, oleellista on löytää oikea lähestymistapa kuhunkin tilanteeseen. Segmentointi on tärkeä vaihe, koska sen avulla selvitetään yrityksen eri asiakasryhmiä. Differointi on usein suositeltu keino kilpailuedun tavoittelemiseen. Työtä varten laadittiin yritykselle toimiala-analyysi. Lisäksi yritykselle etsittiin segmenttejä sekä pohdittiin sen mahdollisuuksia differointiin. Segmenttejä löydettiin kolme erilaista. Samalla todettiin, että paras tapa differoida yrityksen tuotteita on keskittyä tuotteiden aineettomiin ominaisuuksiin. Toimiala-analyysin, segmenttien sekä differointimahdollisuuksien perusteella päädyttiin siihen, että yrityksen päätös keskittyä enemmän uusiin ja aloitteleviin asiakkaisiin vaikuttaa järkevältä. Konseptin ominaisuuksien perusteella myös konsepti vaikuttaa hyvältä tavalta palvella kyseistä asiakassegmenttiä.

Comparison Structure Analysis

This study presents an automatic, computer-aided analytical method called Comparison Structure Analysis (CSA), which can be applied to different dimensions of music. The aim of CSA is first and foremost practical: to produce dynamic and understandable representations of musical properties by evaluating the prevalence of a chosen musical data structure through a musical piece. Such a comparison structure may refer to a mathematical vector, a set, a matrix or another type of data structure and even a combination of data structures. CSA depends on an abstract systematic segmentation that allows for a statistical or mathematical survey of the data. To choose a comparison structure is to tune the apparatus to be sensitive to an exclusive set of musical properties. CSA settles somewhere between traditional music analysis and computer aided music information retrieval (MIR). Theoretically defined musical entities, such as pitch-class sets, set-classes and particular rhythm patterns are detected in compositions using pattern extraction and pattern comparison algorithms that are typical within the field of MIR. In principle, the idea of comparison structure analysis can be applied to any time-series type data and, in the music analytical context, to polyphonic as well as homophonic music. Tonal trends, set-class similarities, invertible counterpoints, voice-leading similarities, short-term modulations, rhythmic similarities and multiparametric changes in musical texture were studied. Since CSA allows for a highly accurate classification of compositions, its methods may be applicable to symbolic music information retrieval as well. The strength of CSA relies especially on the possibility to make comparisons between the observations concerning different musical parameters and to combine it with statistical and perhaps other music analytical methods. The results of CSA are dependent on the competence of the similarity measure. New similarity measures for tonal stability, rhythmic and set-class similarity measurements were proposed. The most advanced results were attained by employing the automated function generation – comparable with the so-called genetic programming – to search for an optimal model for set-class similarity measurements. However, the results of CSA seem to agree strongly, independent of the type of similarity function employed in the analysis.

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.

Impedanssisovituksen tarkkailu jännitevälipiirillisessä taajuusmuuttajakäytössä

Invertterikäyttöjen pitkissä kuormakaapeleissa jännitteen aaltomuodossa on havaittavissa ylijännitteitä. Ylijännitteet johtuvat invertterikäytön käyttämien kytkinten ohjaamisesta pulssinleveysmodulaatiolla, niiden nopeista kytkeytymisistä ja itse järjestelmästä. Ylijännitteet ovat haitallisia järjestelmässä, joten niitä pyritään estämään esim. suodattamalla. Yksi käytännön sovellus sähkökoneen suotimena on RC-suodin. RC-suotimen toimintakyvyn aleneminen on kuitenkin oletettavaa, joten sähkökone altistuu tällöin ylijännitteille. Mittaamalla RC-suotimen kuntoa voidaan valvoa generaattorin kokemia ylijännitteitä. Työssä tarkastellaan järjestelmän häiriöitä ja ylijännitteitä, RC-suodinta sekä suotimen vajaatoimintatiloja, ja kehitetään mittaus tarkkailemaan vajaatoimintaa.

Country Risk and Market Reactions to Earnings Announcements: Evidence from Finnish Stock Markets

The objective of this thesis is to examine the market reaction around earnings announcements in Finnish stock markets. The aim is to find out whether the extreme market conditions during the financial crisis are reflected in stock prices as a stronger reaction. In addition to this, the purpose is to investigate how extensively Finnish listed companies report the country segmentation of revenues in their interim reports and whether the country risk is having a significant impact on perceived market reaction. The sample covers all companies listed in Helsinki stock exchange at 1.1.2010 and these companies’ interim reports from the first quarter of 2008 to last quarter of 2009. Final sample consists of 81 companies and 630 firm-quarter observations. The data sample has been divided in two parts, of which country risk sample contains 17 companies and 127 observations and comparison sample covers 66 companies and 503 observations. Research methodologies applied in this thesis are event study and cross-sectional regression analysis. Empirical results indicate that the market reaction occurs mainly during the announcement day and is slightly stronger in case of positive earnings surprises than the reactions observed in previous studies. In case of negative earnings surprises no significant differences can be observed. In case of country risk sample and negative earnings surprise market reaction is negative already in advance of the disclosure contrary to comparison sample. In case of positive surprise no differences can be observed. Country risk variable developed during this study seems to explain only minor part of the market reaction.

Customer Driven Service Development – Technology-based Care and Services for the Elderly

The objective of this master’s thesis was to examine technology-based smart home devices and services. Topic was approached through basic theories, transaction cost theory and resource-based view in order to build basis for this thesis. Conceptual framework was discussed by means of networks, value networks and service systems which provide a useful framework for service development. The needs of the elderly living at home were discussed in order to find out which technology-based services could be used to satisfy the needs. Segmentation and need data collected previously during proactive home visits was exploited and additionally a survey targeted to experts and professionals of social and health care sector was done to verify the needs. Finally, the results of the survey were analyzed using quality function deployment method to figure out the most important and suitable service offerings for the elderly. As a conclusion of analysis, social media and monitoring services are the most useful technology-based services. However, traditional home services will still maintain their necessity too.

Keille yliopiston portit avautuvat? Tutkimus suomalaisiin yliopistoihin ja eri tieteenaloille valikoitumisesta 2000-luvun alussa

Tutkimuksessa tarkastellaan suomalaisiin yliopistoihin valikoitumista 2000-luvun alussa. Tarkastelu pohjautuu yliopistoon hakeneiden, opiskelemaan hyväksyttyjen ja opiskelupaikkaa ilman jääneiden taustojen vertailuun. Tutkimuksen tarkoituksena on selvittää, miten koulutuksellinen tasa-arvo toteutuu opiskelemaan pääsyssä. Erityistä huomiota kiinnitetään sukupuolten, eri-ikäisten, sosiaalisten ryhmien sekä eri alueella asuvien opiskelijavalinnoissa pärjäämiseen. Lisäksi pohditaan, millaiset taustatekijät ovat yhteydessä opiskelemaan pääsyyn ja miten suomalainen yliopistokenttä on lohkoutunut yliopistoittain ja aloittain hakijoiden ja sisään päässeiden taustojen perusteella. Tutkimuksen pääaineistona on henkilöpohjainen rekisteriaineisto, joka on laadittu valtakunnallisen hakijarekisterin (HAREK) ja Tilastokeskuksen yhteistyönä. Aineisto käsittää 40 %:n satunnaisotoksen vuonna 2003 suomalaisiin yliopistoihin hakeneista (N = 55 790). Aineiston muuttujat kuvaavat hakijoiden taustoja, elämäntilannetta, aiempaa koulutusta ja lapsuudenperheen asemaa. Tutkimuksessa hyödynnetään lisäksi kokonaisjoukosta muodostettua taulukkoaineistoa (N = 139 668). Yliopistoihin hakevat eivät ole yhtenäinen ryhmä. Vaikka suurin osa hakijoista oli nuoria, oli joukossa myös varttuneempia hakijoita, jotka olivat ehtineet hankkia koulutusta ja muuta elämänkokemusta. Päävalinnat toimivat siten myös aikuishakijoiden hakuväylänä; erillisvalintoja eivät hyödynnä läheskään kaikki, joilla siihen olisi mahdollisuus. Klusterianalyysin avulla hakijoista voitiin erottaa neljä ryhmää: 1) nuoret ylioppilaat, 2) toisen tutkinnon suorittajat, 3) koulutuspääoman kartuttajat sekä 4) aikuiset lisäkouluttautujat. Opiskelemaan pääsyyn vaikuttavia tekijöitä analysoitiin logistisen regressioanalyysin avulla. Analyysin mukaan hakijan iällä oli muista taustatekijöistä riippumaton vaikutus opiskelemaan pääsyyn niin, että todennäköisyys päästä yliopistoon vähenee hakijan iän kohotessa. Parhaiten opiskelemaan pääsivät kaikkein nuorimmat, alle 20-vuotiaat hakijat, jotka siis useimmiten ovat saman kevään ylioppilaita. Vanhemmille hakijoille oli usein kertynyt jo koulutusta, mutta aiemmat tutkinnot paransivat sisäänpääsyn mahdollisuuksia vain, mikäli ne olivat korkea-asteelta. Alemmilla ammatillisilla tutkinnoilla oli pikemminkin opiskelemaan pääsyä heikentävä vaikutus. Myös se, mitä hakija oli tehnyt ennen valintakokeita, vaikutti sisäänpääsyn mahdollisuuksiin. Parhaiten valinnoissa pärjäsivät päätoimiset opiskelijat, heikoiten työttömät hakijat. Vaikka miesten hyväksymisprosentit olivat keskimäärin korkeammat kuin naisten, sukupuoli ei osoittautunut itsenäiseksi opiskelemaan pääsyä selittäväksi tekijäksi. Naisten huonompi pärjääminen valinnoissa selittyykin pitkälti sukupuolten eriytyneillä alavalinnoilla. Naisten suosimat alat kun ovat pääsääntöisesti vaikeapääsyisempiä kuin miesten. Tutkimuksessa selvisi myös, että kaupunkilaisuus lisäsi todennäköisyyttä tulla hyväksytyksi. Toisaalta opiskelemaan pääsy erosi myös asuinmaakunnittain, mikä kertoo lähinnä siitä, että eri yliopistojen sisäänpääsyasteissa on varsin suuria eroja. Yliopistojen lohkoutuminen hakijoiden sosiaalisen taustan mukaan oli paljon selvempää kuin alojen. Kaikki pääkaupunkiseudun yliopistot – lukuun ottamatta Teatterikorkeakoulua – luokittuivat isän asemalla mitaten elitistisiksi. Matalimmista taustoista haettiin Lapin, Joensuun ja Vaasan yliopistoihin. Alojen paikka elitistisyyskansanomaisuus -ulottuvuudella vaihteli suuresti yliopistoittain. Teknillistieteellinen, matemaattis-luonnontieteellinen ja kauppatieteellinen ala sijoittuivat kuitenkin keskimääräistä ylemmäs, kun taas kasvatustiede ja farmasia olivat kansanomaisimpia hakukohteita. Opiskelijaksi valikoitumisen peruselementit toistuivat myös tässä tutkimuksessa: koulutetuimpien ja hyvässä asemassa olevien vanhempien jälkeläiset saivat opiskelupaikan useammin kuin muut. Yliopistolaitoksessa vuosikymmenten saatossa toteutetut rakenteelliset muutokset eivät siis ole muuttaneet valikoitumisen peruslinjaa, joskin uutena huomiona nousi maanviljelijöiden jälkeläisten hyvä valinnoissa pärjääminen. Maanviljelijäperheestä tulevien opiskelemaan pääsyn todennäköisyys oli kaikkein suurin.

Vuotasapainon hallinta kokosiltasyötetyssä muuntajassa

Keskitaajuudella toimivia muuntajia käytetään laajalti tehoelektroniikkasovelluksissa kuten DC/DC-konverttereissa ja muissa hakkuriteholähteissä. Muuntaja on induktiivinen komponentti, jonka magneettisen tasapainon säilyttäminen hakkuriteholähteissä on laitteen virheettömän toiminnan kannalta tärkeää. Muuntajaa syöttävän virtapiirin on muodostettava symmetrinen syöttöjännite, jotta muuntajan vuo ei ajaudu positiiviseen tai negatiiviseen kyllästykseen. Tässä diplomityössä esitetään muuntajan sähkömagneettinen toimintaperiaate, kyllästymisen syyt hakkuriteholähteissä sekä kehitetään aktiivinen ohjaus vuotasapainon säilyttämiseksi. Hakkuriteholähteissä käytettävissä muuntajissa on monesti useampi kuin kaksi käämiä. Tässä työssä tutkittavassa muuntajassa on useita ensiöitä ja useita toisioita ja muuntajaa syötetään keskitaajuudella. Tämä tuo uusia ongelmia verrattuna perinteiseen yksivaiheiseen DC/DC-konvertteriin. Näihin ongelmiin esitetään ratkaisut diplomityön tutkimuksessa.

Esiopetuskirjojen harjoitukset kielellisen tietoisuuden kehittäjinä

Tutkimus oli kasvatustieteellinen varhaiskasvatuksen alan tutkimus, jossa hyödynnettiin kielitieteellistä käsitteistöä. Tutkimuksen kohteena olivat esiopetuskirjojen kielellisen tietoisuuden harjoitukset. Aineistona oli 12 esiopetuksen harjoituskirjaa ja opettajan opasta. Kirjoissa oli yhteensä yli 2000 sivua ja yli 1300 harjoitusta. Tarkemmassa analyysissä olleiden harjoitusten määrä oli noin 460. Analyysimenetelmänä käytettiin sisällönanalyysiä, jonka avulla tutkittiin, millaisia kielellisen tietoisuuden harjoituksia esiopetuskirjoissa oli ja miten harjoitukset etenivät. Kielellisen tietoisuuden harjoitukset luokiteltiin fonologisen, morfologisen ja syntaktisen tietoisuuden harjoituksiin. Fonologinen tietoisuus käsitettiin lapsen kyvyksi havaita ja käsitellä kielen äännerakennetta. Morfologisella tietoisuudella tarkoitettiin kykyä havaita ja käsitellä kielen morfeemeja eli pienimpiä merkityksellisiä osia. Syntaktisella tietoisuudella tarkoitettiin lapsen tietoisuutta siitä, miten lauseet rakentuvat. Olennaisiksi piirteiksi fonologisen tietoisuuden harjoituksissa identifioituivat harjoitusten edellyttämä tai harjoittama tietoisuuden taso, harjoitusten kohteena olevien lingvististen yksiköiden taso ja harjoitustyyppi sekä morfologisen ja syntaktisen tietoisuuden harjoituksissa tietoisuuden taso ja harjoitustyyppi. Tutkimuksessa luotiin aikaisempien tutkimusten pohjalta mallit siitä, miten eri harjoitukset etenisivät optimaalisesti lapsen kielellisen tietoisuuden kehittymisen kannalta. Eri harjoituskirjojen harjoitusten etenemistä verrattiin näihin malleihin. Fonologisen tietoisuuden harjoituksista voitiin tunnistaa viisi päätyyppiä, joista useat jakautuivat vielä alatyypeiksi. Harjoitusten alatyypit ilmaisivat yleensä harjoituksissa käytettävän kognitiivisen operaation – käytettiinkö harjoituksessa tunnistamista, yhdistämistä vai osiin jakamista. Tämä samoin kuin harjoituksessa käytetty lingvistinen yksikkö (sana, loppusointu, tavu tai äänne) ja tietoisuuden taso olivat yhteydessä harjoituksen vaikeuteen. Tutkimuksissa ja interventioissa esiopetusikäisilläkin käytettyjä muunteluharjoituksia, joissa sanasta tai tavusta poistetaan osa, siihen lisätään osa tai osaa siirretään, harjoituskirjoissa ei ollut. Morfologisen tietoisuuden harjoitukset kohdistuivat yhdyssanoihin, taivutuspäätteisiin tai johdoksiin. Syntaktisen tietoisuuden harjoituksista identifioitui yhdentoista harjoituslajin alatyypin kautta kuusi päätyyppiä. Tutkimusta voidaan hyödyntää esiopetuskirjojen arvioinnissa ja laatimisessa sekä varhaiskasvatus- ja esiopetuspedagogiikassa.

Globaalin regressiomallin lokalisointi homogeenisissa ositteissa

Seloste artikkelista: Segmentation of model localization subareas by Getis statistics / Minna Räty & Annika Kangas. - Julkaisussa: Silva Fennica 44 (2010) : 2, s. 303-317.

Bag-of-Features Approach to Unsupervised Visual Object Categorisation

The large and growing number of digital images is making manual image search laborious. Only a fraction of the images contain metadata that can be used to search for a particular type of image. Thus, the main research question of this thesis is whether it is possible to learn visual object categories directly from images. Computers process images as long lists of pixels that do not have a clear connection to high-level semantics which could be used in the image search. There are various methods introduced in the literature to extract low-level image features and also approaches to connect these low-level features with high-level semantics. One of these approaches is called Bag-of-Features which is studied in the thesis. In the Bag-of-Features approach, the images are described using a visual codebook. The codebook is built from the descriptions of the image patches using clustering. The images are described by matching descriptions of image patches with the visual codebook and computing the number of matches for each code. In this thesis, unsupervised visual object categorisation using the Bag-of-Features approach is studied. The goal is to find groups of similar images, e.g., images that contain an object from the same category. The standard Bag-of-Features approach is improved by using spatial information and visual saliency. It was found that the performance of the visual object categorisation can be improved by using spatial information of local features to verify the matches. However, this process is computationally heavy, and thus, the number of images must be limited in the spatial matching, for example, by using the Bag-of-Features method as in this study. Different approaches for saliency detection are studied and a new method based on the Hessian-Affine local feature detector is proposed. The new method achieves comparable results with current state-of-the-art. The visual object categorisation performance was improved by using foreground segmentation based on saliency information, especially when the background could be considered as clutter.

Marketing Plan of Electric Vehicle Charging Solutions to USA

The purpose of the Thesis was to evaluate the business environment of electrical vehicle charging equipment (EVSE) in USA, find the key issues of entering the US EVSE markets and to form a marketing plan for possible market entry. The external market research analyzed the environment, customers, competitors and demand of EVSEs. In the internal analysis the focus was on resources and capabilities, offering, performance, business relations and US related issues. The research about the business environment was done using already available information from market studies and seminars. In external analysis there were also two semi-structured interviews from market experts used. The internal analysis was done mostly by interviews, but also company’s internal data sources were used. The interviews were semi-constructed and included eight interviewees from each part of EVSE value chain. The research findings were analyzed using SWOT analysis, which was converted to a so called TOWS matrix for extracting strategies. As a result of the Thesis, valuable information about the US markets and their requirements for EVSEs was gained. By matching the strengths of the case company and market requirements, customer segmentation and targeting were done and a marketing plan was constructed for the case company to help their management to evaluate the feasibility of possible market entry and investments to USA.

Tuulivoimatoimialan yrityksen nykytilan analyysi ja asiakaslähtöinen liiketoimintastrategia

Tämä tutkimus on tehty tuulivoimatoimialalla toimivan yrityksen toimeksiannosta. Tutkimuksen tavoitteena oli luoda kohdeyritykselle liiketoimintastrategiaehdotus. Kohdeyrityksen toiveena oli saada tutkimukseen myös teorian näkemys asiakaslähtöisyydestä. Tutkimuksen on tarkoitus antaa yritykselle pohtimisen aihetta liiketoimintastrategian luomiseen ja toimia pohjana, kun yhtiön johto tekee päätöksiä tulevasta strategiasta. Tutkimuksessa tehtiin perusteellinen tuulivoimatoimialan analyysi toimialaraporttien ja yrityksen johdon ja henkilökunnan haastattelujen avulla. Lisäksi kartoitettiin kohdeyrityksen nykytilaa ja strategista asemaa alalla suorittamalla SWOT-analyysi ja toimialan rakenteellinen analyysi. Tutkimuksessa selvitettiin myös keinoja kilpailuedun saavuttamiseksi asiakaslähtöisyyden avulla. Tietoja yrityksen toiminnasta on kerätty haastattelemalla yhtiön johtoa ja henkilökuntaa sekä osallistumalla aktiivisesti yhtiön jokapäiväiseen toimintaan. Tutkimuksen tuloksena syntyi kohdeyrityksen liiketoimintatilanteeseen soveltuva liiketoimintastrategia, jolla on mahdollista saavuttaa kilpailuetua tuulivoimatoimialalla. Asiakaslähtöisyys huomioitiin tutkimuksessa tuomalla asiakasjohtamisen malli strategiatyöhön. Tutkimuksessa luotiin kaksi erilaista segmentointimallia, joiden avulla yritys voi kohdentaa toimintaansa oikeille asiakkaille oikealla tavalla. Asiakaslähtöinen liiketoimintastrategiaehdotus muodostettiin hyödyntämällä teorian näkemyksiä ja työssä tehtyjen analyysien tuloksia.

Power cycling lifetime estimation of IGBT power modules based on chip temperature modeling

In this doctoral thesis, methods to estimate the expected power cycling life of power semiconductor modules based on chip temperature modeling are developed. Frequency converters operate under dynamic loads in most electric drives. The varying loads cause thermal expansion and contraction, which stresses the internal boundaries between the material layers in the power module. Eventually, the stress wears out the semiconductor modules. The wear-out cannot be detected by traditional temperature or current measurements inside the frequency converter. Therefore, it is important to develop a method to predict the end of the converter lifetime. The thesis concentrates on power-cycling-related failures of insulated gate bipolar transistors. Two types of power modules are discussed: a direct bonded copper (DBC) sandwich structure with and without a baseplate. Most common failure mechanisms are reviewed, and methods to improve the power cycling lifetime of the power modules are presented. Power cycling curves are determined for a module with a lead-free solder by accelerated power cycling tests. A lifetime model is selected and the parameters are updated based on the power cycling test results. According to the measurements, the factor of improvement in the power cycling lifetime of modern IGBT power modules is greater than 10 during the last decade. Also, it is noticed that a 10 C increase in the chip temperature cycle amplitude decreases the lifetime by 40%. A thermal model for the chip temperature estimation is developed. The model is based on power loss estimation of the chip from the output current of the frequency converter. The model is verified with a purpose-built test equipment, which allows simultaneous measurement and simulation of the chip temperature with an arbitrary load waveform. The measurement system is shown to be convenient for studying the thermal behavior of the chip. It is found that the thermal model has a 5 C accuracy in the temperature estimation. The temperature cycles that the power semiconductor chip has experienced are counted by the rainflow algorithm. The counted cycles are compared with the experimentally verified power cycling curves to estimate the life consumption based on the mission profile of the drive. The methods are validated by the lifetime estimation of a power module in a direct-driven wind turbine. The estimated lifetime of the IGBT power module in a direct-driven wind turbine is 15 000 years, if the turbine is located in south-eastern Finland.

Applications and Benefits of Adaptive Pulsed GMAW

In ship and offshore terminal construction, welded cross sections are thick and the number of welds very high. Consequently, there are two aspects of great importance; cost and heat input. Reduction in the welding operation time decreases the costs of the work force and avoids excessive heat, preventing distortion and other weld defects. The need to increase productivity while using a single wire in the GMAW process has led to the use of a high current and voltage to improve the melting rate. Unfortunately, this also increases the heat input. Innovative GMAW processes, mostly implemented for sheet plate sections, have shown significant reduction in heat input (Q), low distortion and increase in welding speed. The aim of this study is to investigate adaptive pulsed GMAW processes and assess relevant applications in the high power range, considering possible benefits when welding thicker sections and high yield strength steel. The study experimentally tests the usability of adaptive welding processes and evaluates their effects on weld properties, penetration and shapes of the weld bead.The study first briefly reviews adaptive GMAW to evaluate different approaches and their applications and to identify benefits in adaptive pulsed. Experiments are then performed using Synergic Pulsed GMAW, WiseFusionTM and Synergic GMAW processes to weld a T-joint in a horizontal position (PB). The air gap between the parts ranges from 0 to 2.5 mm. The base materials are structural steel grade S355MC and filler material G3Si1. The experiment investigates heat input, mechanical properties and microstructure of the welded joint. Analysis of the literature reveals that different approaches have been suggested using advanced digital power sources with accurate waveform, current, voltage, and feedback control. In addition, studies have clearly indicated the efficiency of lower energy welding processes. Interest in the high power range is growing and a number of different approaches have been suggested. The welding experiments in this study reveal a significant reduction of heat input and a weld microstructure with the presence of acicular ferrite (AF) beneficial for resistance to crack propagation. The WiseFusion bead had higher dilution, due to the weld bead shape, and low defects. Adaptive pulse GMAW processes can be a favoured choice when welding structures with many welded joints. The total heat reduction mitigates residual stresses and the bead shape allows a higher amperage limit. The stability of the arc during the process is virtually spatter free and allows an increase in welding speed.