Desenvolvimento de um Range Extender para Veículo Elétrico

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Eletrónica Industrial e de Computadores

La paletina: un pinzell pla i prim

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. L’origen de l’autora és la Sénia, un poble d'uns 6000 habitants de la província de Tarragona, on, tot i el predomini actual de la fabricació de mobles, les primeres mostres d'industrialització foren el paper i els pinzells. L’arrelament de la indústria pinzellera de la seva família, ha estat el motiu que l’ha portat a desenvolupar aquest treball sobre la paletina, un tipus de pinzell. L'objectiu del treball ha estat dissenyar un model de paletina, a partir de proves pràctiques i d'estudis estadístics sobre quins són els components més adients. En primer lloc, es fa una descripció detallada dels components de la paletina. A continuació, s’estudia el seu procés de fabricació, primer des del punt de vista manual i després d'acord amb els procediments moderns. Finalment, a partir d'un experiment i amb el corresponent estudi estadístic, s’arriba a una nova proposta de paletina amb unes condicions òptimes de qualitat i rendiment. A més també es descriu el procés de fabricació de la paletina que es duia a terme uns cinquanta anys enrere i es pot valorar, així, tant el mèrit del procés en aquella època com també l'evolució tecnològica que s'ha dut a terme fins al moment.

A Utilização de Simuladores como Instrumento Pedagógico Estudo de Caso: ISCEE Cabo Verde

Os simuladores representam uma forma de transmissão e difusão do conhecimento, de um modo inovador face ao ensino tradicional das matérias. Esta forma de ensino pretende aplicar os métodos desde há muito utilizados nas ciências experimentais, em outras áreas do saber, onde a experiência laboratorial e o ensaio prático controlado não são possíveis. As ciências económicas e empresariais constituem, pela sua própria natureza, um ambiente propício à utilização de simuladores de ensino, dado que não é possível, ou ainda que eventualmente possível, não desejável, efetuar experiências em ambiente real para treino dos futuros profissionais. Este artigo foca-se na problemática da construção e utilização de simuladores para treino dos profissionais de gestão de empresas e relata um caso de estudo ocorrido no Instituto Superior de Ciências Económicas e Empresariais de Cabo Verde no ano letivo de 2013/2014. Abstract Simulators are an innovative way of knowledge transmission and dissemination when comparing to the traditional subject teaching. This form of education intends to apply the methods that have long been used in experimental sciences to other disciplinessuch as those where the controlled laboratory experiment or practical tests are not possible. The economic and business sciences are, by their very nature, conducive to the use of simulators in teaching, since it is not possible, or not desirable, to make experiments in a real life environment for training purposes. This article focuses on the issue of simulators construction and use whenapplied to the training of business management professionals, and reports a case study occurred at the Institute of Economics and Management of Cape Verde in academic year of 2013/2014.

DFM(A)-Aspects of an Advanced Cable Gland Design

Nowadays typical motor junction boxes do not incorporate cable glands, which would provide good electrical performance interms of electromagnetic compatibility. In this paper, a manufacturability and assembly analysis for the new construction of a rigid body feeder cable junction of an electric motor is presented especially for converter drives (practical tests were carried out at LUT during 2007). Although the cable junction should also clamp the cable to provide enough tensile strength, the phase conductors should not get squashed by the groundingconnection. In order to ensure good performance in an electrical mean especially in converter drives, the grounding of the cable should be connected 360 degrees around the cable. In this paper, following manufacturing technologies are discussed: traditional turning, precision and centrifugal casting, and rotation moulding. DFM(A)-aspects are presented in detail.

Kunnossapitohitsaus vaneritehtaassa

Diplomityöni tavoitteena on selvittää mekaanisen puunjalostuksen kunnossapitohitsauksessa huomioitavat asiat ja laatia niiden pohjalta vaneritehtaan käyttöön kunnossapitohitsauksen ohjeistus. Diplomityössä käsiteltiin yhtä kunnossapidon aluetta, hitsausta. Työssä esiteltiin erilaisia hitsaukseen liittyviä määritelmiä ja menetelmiä. Käytännön kokeet oli valittu esimerkkitehtaalle tärkeistä kohteista. Diplomityö tehtiin vaneriteollisuuden koneita suunnittelevaan ja toimittavaan yritykseen. Käytännön kokeet suoritettiin toimivassa vaneritehtaassa. Teoriaosassa keskityttiin sellaisiin osa - alueisiin, jotka liittyvät vaneritehtaan jokapäiväiseen kunnossapitohitsaukseen. Käytännön osuudessa havaittiin tiettyjä kokeesta toiseen toistuvia puutteita. Tällaisia olivat mm. vajaa hitsautumissyvyys, lisäaineiden käsittely, puikon koon valinta ja railon valmistus. Näiden seikkojen kautta vahvistui käsitys ohjeistuksen tarpeellisuudesta, joka oli jo työn tavoitteissa yhtenä päämääränä. Ongelmia esiintyi myös eräiden materiaalien hitsauksessa. Tämä alue tulee hoitaa kuntoon koulutuksella pikimmiten. Tilanne esimerkkitehtaassa kunnossapitohitsauksen osalta oli parempi kuin alun perin oletettiin. Muutamien puutteiden poistamisen, ohjeistuksen ja koulutuksen jälkeen tilanne tulee olemaan hyvä. Innostusta hitsauksen salojen selville saamiseen on kunnossapidon työntekijöiden joukossa.

Harjateräspulttien tuotannon kehitys eri kustannusympäristöissä

Työssä kartoitettiin eri kierteenvalmistusmenetelmät ja valittiin sopivin vaihtoehto harjateräspulttien kierteiden valmistukseen. Työssä painotettiin etenkin läpimenoaikaa ja työkalukustannuksia. Valitun menetelmän pohjalta suunniteltiin kolme eri automaatiotason tuotantosolua tuotteiden valmistukseen Suomessa ja Slovakiassa sekä laskettiin niiden investointikustannukset ja – hyödyt. Tuotannonsuunnittelussa otettiin huomioon myös muut pultin valmistusvaiheet kierteenvalmistuksen lisäksi sekä selvitettiin nykyisten prosessiparametrien tehokkuus. Työssä löydettiin nykyistä nopeampi ja työkalukustannuksiltaan halvempi menetelmä kierteiden valmistukseen. Myös nykyisiä prosessiparametreja saatiin nopeutettua. Työn pohjalta valittu tuotantosolu päätettiin toteuttaa käytännön testien onnistuessa.

Power line communication in motor cables of variable-speed electric drives − analysis and

Data transmission between an electric motor and a frequency converter is required in variablespeed electric drives because of sensors installed at the motor. Sensor information can be used for various useful applications to improve the system reliability and its properties. Traditionally, the communication medium is implemented by an additional cabling. However, the costs of the traditional method may be an obstacle to the wider application of data transmission between a motor and a frequency converter. In any case, a power cable is always installed between a motor and a frequency converter for power supply, and hence it may be applied as a communication medium for sensor level data. This thesis considers power line communication (PLC) in inverter-fed motor power cables. The motor cable is studied as a communication channel in the frequency band of 100 kHz−30 MHz. The communication channel and noise characteristics are described. All the individual components included in a variable-speed electric drive are presented in detail. A channel model is developed, and it is verified by measurements. A theoretical channel information capacity analysis is carried out to estimate the opportunities of a communication medium. Suitable communication and forward error correction (FEC) methods are suggested. A general method to implement a broadband and Ethernet-based communication medium between a motor and a frequency converter is proposed. A coupling interface is also developed that allows to install the communication device safely to a three-phase inverter-fed motor power cable. Practical tests are carried out, and the results are analyzed. Possible applications for the proposed method are presented. A speed feedback motor control application is verified in detail by simulations and laboratory tests because of restrictions for the delay in the feedback loop caused by PLC. Other possible applications are discussed at a more general level.

Invertteripääteasteen suunnittelu

Invertteritekniikalla voidaan toteuttaa nykyaikainen, monipuolinen ja tehokas pääteaste moneen eri käyttötarkoitukseen. Tässä työssä suunnitellaan invertteripääteaste mittalaite- ja virtalähdesovelluksiin. Suunnittelussa otetaan huomioon muunneltavuus, valmistuskustannukset ja mitat. Näiden kriteerien lisäksi pääteaste suunnitellaan niin, että se täyttää mittalaite- ja virtalähdesovelluksien vaatimat standardit. Pääteasteen teho rajoittuu 500 VA:iin, mutta vaatimukset lähtöjännitteen erimuotoisuudelle aiheuttavat suunnittelulle omat vaikeutensa. Työssä täytyy tutkia, minkälainen tuloaste, invertteri, suodin ja lähtöaste sopivat parhaiten pääteasteen toteutukseen. Sopivien topologioiden löydyttyä pääteaste simuloidaan tietokoneella, jonka jälkeen voidaan suunnitella prototyyppi käytännön testauksia varten. Suunnittelussa päädyttiin seuraaviin topologioihin: Tuloasteeksi valittiin PFC-piiri, joka on nykyaikana pakollinen invertterikäytössä, koska verkkoon palaavat harmoniset yliaaltokomponentit täytyy suodattaa. Invertteritopologiaksi valittiin kokosiltainvertteri, jolla saadaan parhaiten muutettua lähtöjännitteen taajuutta ja amplitudia. Suodintopologiaksi valittiin LC-suodin, jolla saadaan tehokkaasti suodatettua invertterin aiheuttamat harmoniset yliaallot. Lähtöön sijoitetaan muuntaja, jonka muuntosuhdetta muuntamalla saadaan lähtöjännite halutuksi eri käyttötarkoituksia varten.

Mobiilin seuranta- ja ohjausjärjestelmän toteutus

Työn tavoitteena on tutkia ja suunnitella kuinka paikkatietoa, mobiililaitteita sekä matkapuhelinverkkoja käyttäen voidaan toteuttaa käyttäjien seuranta- ja ohjausjärjestelmä. Järjestelmän avulla käyttäjät voivat seurata reaaliaikaisesti muiden käyttäjien sijainteja sekä ohjata muita käyttäjiä haluttuihin sijainteihin mobiililaitteen avulla. Järjestelmä pyritään suunnittelemaan laajennettavaksi. Lähtökohtana on toteuttaa seurannan sekä ohjauksen toteuttavat runkokomponentit, joiden päälle voidaan toteuttaa erityyppisiä sovelluksia. Tutkittavia asioita ovat matkapuhelinverkkojen tiedonsiirtomahdollisuudet, paikannustekniikat, mobiililaitteiden suorituskyky sekä resurssit, käyttäjien yksityisyyden ja tiedonsiirron turvaaminen sekä mobiililaitteista sekä langattomuudesta aiheutuvat haasteet yleisesti. Tutkimusten sekä suunnittelun pohjalta järjestelmästä toteutetaan esimerkkisovellus, jolla suoritetaan käytännön testaus. Testauksessa mitataan järjestelmän resurssien käyttöä ja suorituskykyä sekä testataan suunnittelun pohjalta tehtyjen ratkaisujen toimivuutta. Lopuksi työssä analysoidaan järjestelmän toimivuutta testaus- sekä mittaustulosten pohjalta.

Développement logiciel par transformation de modèles

La recherche en génie logiciel a depuis longtemps tenté de mieux comprendre le processus de développement logiciel, minimalement, pour en reproduire les bonnes pratiques, et idéalement, pour pouvoir le mécaniser. On peut identifier deux approches majeures pour caractériser le processus. La première approche, dite transformationnelle, perçoit le processus comme une séquence de transformations préservant certaines propriétés des données à l’entrée. Cette idée a été récemment reprise par l’architecture dirigée par les modèles de l’OMG. La deuxième approche consiste à répertorier et à codifier des solutions éprouvées à des problèmes récurrents. Les recherches sur les styles architecturaux, les patrons de conception, ou les cadres d’applications s’inscrivent dans cette approche. Notre travail de recherche reconnaît la complémentarité des deux approches, notamment pour l’étape de conception: dans le cadre du développement dirigé par les modèles, nous percevons l’étape de conception comme l’application de patrons de solutions aux modèles reçus en entrée. Il est coutume de définir l’étape de conception en termes de conception architecturale, et conception détaillée. La conception architecturale se préoccupe d’organiser un logiciel en composants répondant à un ensemble d’exigences non-fonctionnelles, alors que la conception détaillée se préoccupe, en quelque sorte, du contenu de ces composants. La conception architecturale s’appuie sur des styles architecturaux qui sont des principes d’organisation permettant d’optimiser certaines qualités, alors que la conception détaillée s’appuie sur des patrons de conception pour attribuer les responsabilités aux classes. Les styles architecturaux et les patrons de conception sont des artefacts qui codifient des solutions éprouvées à des problèmes récurrents de conception. Alors que ces artefacts sont bien documentés, la décision de les appliquer reste essentiellement manuelle. De plus, les outils proposés n’offrent pas un support adéquat pour les appliquer à des modèles existants. Dans cette thèse, nous nous attaquons à la conception détaillée, et plus particulièrement, à la transformation de modèles par application de patrons de conception, en partie parce que les patrons de conception sont moins complexes, et en partie parce que l’implémentation des styles architecturaux passe souvent par les patrons de conception. Ainsi, nous proposons une approche pour représenter et appliquer les patrons de conception. Notre approche se base sur la représentation explicite des problèmes résolus par ces patrons. En effet, la représentation explicite du problème résolu par un patron permet : (1) de mieux comprendre le patron, (2) de reconnaître l’opportunité d’appliquer le patron en détectant une instance de la représentation du problème dans les modèles du système considéré, et (3) d’automatiser l’application du patron en la représentant, de façon déclarative, par une transformation d’une instance du problème en une instance de la solution. Pour vérifier et valider notre approche, nous l’avons utilisée pour représenter et appliquer différents patrons de conception et nous avons effectué des tests pratiques sur des modèles générés à partir de logiciels libres.

Ocean data dissemination: new challenges for data integration

In the decade since OceanObs `99, great advances have been made in the field of ocean data dissemination. The use of Internet technologies has transformed the landscape: users can now find, evaluate and access data rapidly and securely using only a web browser. This paper describes the current state of the art in dissemination methods for ocean data, focussing particularly on ocean observations from in situ and remote sensing platforms. We discuss current efforts being made to improve the consistency of delivered data and to increase the potential for automated integration of diverse datasets. An important recent development is the adoption of open standards from the Geographic Information Systems community; we discuss the current impact of these new technologies and their future potential. We conclude that new approaches will indeed be necessary to exchange data more effectively and forge links between communities, but these approaches must be evaluated critically through practical tests, and existing ocean data exchange technologies must be used to their best advantage. Investment in key technology components, cross-community pilot projects and the enhancement of end-user software tools will be required in order to assess and demonstrate the value of any new technology.

Brytmånens utformning vid trädfällning - Jämförande studier av böjmotstånd och gångjärnseffekt : Designing felling hinge in tree felling - Comparative studies of bending resistance and hinge effect

Vid trädfällning med motorsåg sparar man en så kallad brytmån som skall fungera som ett gång¬järn när trädet fälls. Om brytmånen går av tidigt finns en risk att trädet faller okontrolle¬rat. De rekommendationer som finns säger att brytmånens bredd skall göras proportionell mot trädets diameter. Genom att teoretiskt och praktiskt undersöka vilka krafter brytmånen utsätts för och vad den håller för har det varit möjligt att dra vissa slutsatser om hur en bra brytmån skall se ut. Ett viktigt resultat är att en bred brytmån (över 30-40 mm) är mycket trög att böja och inte fungerar i det avseendet att den går av redan vid små böjningar. Teoretiska be¬räkningar och praktiska försök visar att en relativt smal brytmån håller för belastningen vid rakt motlut även på stora träd. Som ny rekommendationen föreslås att brytmånens bredd inte bör vara mer än 30 mm. Av försöken kan man också dra slutsatsen att frusen ved är stel och brister tidigt, varför svår¬fällda träd inte bör fällas när veden är fryst.A felling hinge is used when felling trees by help of chain saw. If the hinge breaks early in the fall of the tree there is a great risk that the tree will fall without control. Present recommenda¬tions in Sweden say that the thickness of the felling hinge shall be made in proportion to the stem diameter. By use of theoretical and practical examinations of the forces stressing the felling hinge, and the strength of the wood itself, it has been possible to draw conclusions regarding the correct design of a felling hinge. One important result is that a thick felling hinge (over 30-40 mm) is very hard to bend and does not work well as it looses most of its strength already at a small forward bending angel. Theoretical calculations and practical tests show that a relatively narrow felling hinge will manage very well the forces when felling trees with lean opposite to the felling direction even for large trees. Our new recommendation is that the thickness of the felling hinge in normal Swedish conditions should not exceed 30 mm. Through the studies it can also be seen that frozen, brittle wood breaks at small bending angels. For that reason particularly difficult trees not should be felled when the wood is frozen.

Recording and Using Provenance in a Protein Compressibility Experiment

Very large scale computations are now becoming routinely used as a methodology to undertake scientific research. In this context, `provenance systems' are regarded as the equivalent of the scientist's logbook for in silico experimentation: provenance captures the documentation of the process that led to some result. Using a protein compressibility analysis application, we derive a set of generic use cases for a provenance system. In order to support these, we address the following fundamental questions: what is provenance? how to record it? what is the performance impact for grid execution? what is the performance of reasoning? In doing so, we define a technologyindependent notion of provenance that captures interactions between components, internal component information and grouping of interactions, so as to allow us to analyse and reason about the execution of scientific processes. In order to support persistent provenance in heterogeneous applications, we introduce a separate provenance store, in which provenance documentation can be stored, archived and queried independently of the technology used to run the application. Through a series of practical tests, we evaluate the performance impact of such a provenance system. In summary, we demonstrate that provenance recording overhead of our prototype system remains under 10% of execution time, and we show that the recorded information successfully supports our use cases in a performant manner.

A New Impedance Measurement System for PZT-Based Structural Health Monitoring

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Structural Health Monitoring based on AR models and PZT sensors

This paper presents a new approach for damage detection in Structural Health Monitoring (SHM) systems, which is based on the Electromechanical Impedance (EMI) principle and Autoregressive (AR) models. Typical applications of EMI in SHM are based on computing the Frequency Response Function (FRF). In this work the procedure is based on the EMI principle but the results are determined through the coefficients of AR models, which are computed from the time response of PZT transducers bonded to the monitored structure, and acting as actuator and sensors at the same time. The procedure is based on exciting the PZT transducers using a wide band chirp signal and getting its time response. The AR models are obtained in both healthy and damaged conditions and used to compute statistics indexes. Practical tests were carried out in an aluminum plate and the results have demonstrated the effectiveness of the proposed method. © 2012 IEEE.