Jännitevälipiiritaajuusmuuttajan moottorikaapelin maksimipituuden määrittely

Työssä tutkitaan, kuinka pitkää moottorikaapelia on jännitevälipiiritaajuusmuuttajan kanssa mahdollista käyttää niin, että määritellyt reunaehdot vielä toteutuvat. Tavoitteena on tuottaa tietoa myynnille, markkinoinnille, tuotehallinnalle sekä tuoteylläpidolle siitä, miten taajuus-muuttaja toimii pidemmillä moottorikaapeleilla kuin valmistaja suosittelee. Tutkitut moottori-kaapelipituudet olivat 175…1025 metriä ja tutkitut laitteet nimellislähtövirroiltaan 2,4...25 A. Työssä aihetta käsitellään jänniteheijastusten näkökulmasta. Lisäksi tutkitaan moottorikaapelin pituuden vaikutusta taajuusmuuttajan eri komponenttien lämpenemiseen. Taajuusmuuttajan toiminnallisuutta arvioidaan moottorin suunnanvaihtojen avulla sekä turvallista toimintaa oikosulkutestein. Tutkittujen taajuusmuuttajien kohdalla on mahdollista käyttää taajuusmuuttajavalmistajan suositusta pidempiä moottorikaapeleita. Moottoriliittimien ylijännitteitä aiheuttavat jännite-heijastukset eivät aiheuttaneet raja-arvoja ylittäviä huippujännitteitä tutkituilla laitekokoon-panoilla. Myös lämpötilannousu oli maltillista tai jopa vähäistä taajuusmuuttajasta mitatuilla komponenteilla. Moottorisäätö havaittiin toimintakykyiseksi pidemmilläkin moottorikaape-leilla, tosin moottorin vääntömomentti heikkeni moottorikaapelien pituutta kasvatettaessa. Virranmittaus toimi hyvin myös pitkillä kaapeleilla, tuottaen vikalaukaisun kaikissa tehdyissä oikosulkutilanteissa. Moottorin ja taajuusmuuttajan melutaso nousivat moottorikaapelien pi-tuutta kasvatettaessa, vaikkakin moottorin käynti oli tasaista ja katkotonta Moottorikaapelin pituutta voidaan kasvattaa 325 metriin kaikissa tutkituissa laitteissa ilman, että mikään tutkittu ominaisuus vielä olennaisesti heikkenisi. Vielä 525 metrin moottorikaape-leita on mahdollista käyttää, mutta tällöin vääntömomentin tuotto on jo heikompaa.

Monimoottorikäyttöjen suojaukset, mitoitus ja ohjeistus

Työssä tutkitaan pienitehoisen monimoottoritaajuusmuuttajakäytön yhteismuotovirtojen aiheuttamia ongelmia. Työn tavoitteena on muodostaa monimoottorikäyttöjen toteuttajille opastus, jonka avulla sähkökäytön suunnittelun alkuvaiheessa voidaan ottaa huomioon monimoottorikäytön erikoistarpeita. Työn teoriaosuudessa esitellään taajuusmuuttajan vaihtosuuntaustekniikan aiheuttamia ongelmia, moottorikaapelin mallintamista ja vertaillaan ongelmien ratkaisukeinoja pienitehoisten taajuusmuuttajien näkökulmasta. Yhteismuotoista virtaa tutkitaan mittaamalla rakennetulla monimoottorikäytöllä sekä simuloimalla vaihdellen kaapelin pituutta ja moottorien lukumäärää. Mittaamalla vertaillaan myös virran suodatusratkaisuja. Muodostettu simulointimalli on hyvin yksinkertainen ja luotettavammat virta-arvot saadaankin mittauksella. Kuitenkin työn perusteella voidaan antaa ohjeita monimoottorikäytön suunnittelulle. Esimerkiksi jokaiselle moottorille täytyy suunnitella erillinen suojaus ja taajuusmuuttaja on syytä mitoittaa todellisen kuormavirran mukaan. Yhteismuotoisen virran aiheuttamat ongelmat ovat sitä pienempiä, mitä vähemmän moottoreita on rinnakkain ja mitä lyhyempi moottorikaapelien yhteispituus on.

Abiturientin historian ja yhteiskuntaopin tieto. Reaalikoevastaukset oppilaiden tiedonrakenteiden ja tiedon laadun ilmentäjinä

Lectio praecursoria

Tangokuningasta kunnioittaen

Luettua

Paras kirja Olavi Virrasta

Luettua

Valtakunnallinen lääketieteellisten alojen opiskelijavalintojen kehittämishanke

Valtakunnallisen lääketieteellisten alojen opiskelijavalintojen kehittämishankkeen projektijohtajaksi Turun yliopiston lääketieteellinen tiedekunta nimitti kliininen opettaja, LL, EL Veli-Matti Leinosen, joka kutsui osa-aikaiseksi projektikoordinaattoriksi KM Johanna Laineen 1.9.2006 alkaen. Lisäksi projektisihteerinä toimi KM Outi Jääskeläinen ajalla 1.10.- 30.11.2006. Hankkeelle perustettiin valtakunnallinen ohjausryhmä, johon lääketieteelliset tiedekunnat (5) ja eläinlääketieteellinen tiedekunta nimesivät edustajansa ja henkilökohtaisen varajäsenen. Niitä tiedekuntia, joissa on hammaslääketieteen koulutus, pyydettiin nimeämään edustaja ja varajäsen myös hammaslääketieteen alalta. Ohjausryhmään tiedekunnat nimesivät lokakuussa 2006 seuraavat edustajat ja varajäsenet: Helsingin yliopistosta professori Leena Kivisaari, professori Peter Holmberg, professori Jarkko Hietanen, yliopistolehtori Kimmo Suomalainen; yliopistonlehtori Mirja Ruohoniemi ja opintoasiainpäällikkö Sanna Ryhänen eläinlääketieteellisestä tiedekunnasta; Kuopion yliopistosta apulaisopettaja Rita Sorvari ja apulaisopettaja Jyrki Ågren; Oulun yliopistosta professori Martti Sorri, professori Hannu Rajaniemi, professori Kyösti Oikarinen ja professori Aune Raustia; Tampereen yliopistosta professori Seppo Nikkari ja opintoasiainpäällikkö Paula Järvenpää; Turun yliopistosta professori Pentti Kemppainen, varadekaani Markku Koulu, lehtori Jorma Paranko ja suunnittelija Heli Vinkka-Puhakka. Lisäksi ohjausryhmään kutsuttiin lääketieteellisten alojen valtakunnallisen valintatoimikunnan puheenjohtaja Kati Hakkarainen Tampereen yliopistosta ja lääketieteellisten alojen valintakokeen valtakunnallisen kehittämisryhmän puheenjohtaja Erkki Jyväsjärvi Helsingin yliopistosta. Hankkeen ohjausryhmän puheenjohtajana on toiminut projektijohtaja Veli-Matti Leinonen ja muistiot on laatinut projektikoordinaattori Johanna Laine, molemmat Turun yliopistosta. Asiantuntijoina hankkeessa olivat ylitarkastaja Birgitta Vuorinen opetusministeriöstä, Helsingin yliopistosta professori Kirsti Lonka, professori Patrik Scheinin ja tutkija Pekka Lahti-Nuuttila; Turun yliopistosta vararehtori Erno Lehtinen, erikoistutkija Sakari Ahola, emeritusprofessori Heimo Laato, professori Risto Rinne ja professori Arja Virta sekä Työterveyslaitokselta professori Matti Ylikoski. Muita asiantuntijoita olivat koulutusjohtaja Hannu Halila Suomen Lääkäriliitosta, toimistohammaslääkäri Annariitta Kottonen Suomen Hammaslääkäriliitosta, eläinlääkäri Minnami Mikkola Suomen Eläinlääkäriliitosta, opiskelija Juho Joutsa Suomen Medisiinariliitosta ja opiskelija Heini Niinimäki Eläinlääketieteen kandidaattiyhdistyksestä. Lisäksi ennen ohjausryhmän kokouksia käytiin henkilökohtaisia keskusteluja jokaisen tiedekunnan dekaanin tai varadekaanin ja muiden edustajien kanssa. Ohjausryhmä järjesti kokouksensa Helsingissä 9.2.2007, 2.3.2007, 20.4.2007, 11.5.2007 ja 14.6.2007. Ohjausryhmä osallistui myös keskustelutilaisuuteen Helsingissä 13.4.2007, johon kutsuttiin kuultavaksi opetusministeriön edustaja sekä ammattiliittojen ja opiskelijajärjestöjen edustajat. Selvitysraportin valmistelutyön ja kirjoittamisen osuudet jakaantuivat seuraavasti: projektijohtaja Leinonen vastasi luvuista 2, 3.3, 6.2 sekä 7, jonka kirjoittamisessa avusti projektikoordinaattori Laine. Luvut 1, 3.1, 3.2, 4, 5.1, 5.4 ja 6.3 kirjoitti projektikoordinaattori Laine. Projektisihteeri Jääskeläinen kirjoitti Leinosen avustamana luvut 5.2 ja 5.3. Luku 6.1 on kirjoitettu yhteistyössä tutkija Lahti-Nuuttilan kanssa. Saatuaan työnsä päätökseen projektijohtaja toimittaa sen tiedoksi opetusministeriölle, lääketieteellisille tiedekunnille ja eläinlääketieteelliselle tiedekunnalle.

Verkkovaihtosuuntaajan vektorisäädön toteutus FPGA-piirillä

Verkkovaihtosuuntaajalla pystytään muuntamaan tasajännite vaihtojännitteeksi ja päinvastoin. Verkkovaihtosuuntaajan toiminta perustuu tehokytkinten ohjaukseen ja sopivan modulointimenetelmän käyttöön. Vektorisäädössä vaihtosuuntaajanvirrat ja jännitteet esitetään kompleksitasossa, jolloin virta- ja jännitekomponentit voidaan esittää vektoreina. Vektorisäädössä verkkovaihtosuuntaajan ohjaustoteutetaan laskemalla kompleksitasossa vektoreille arvot, jotka tuottavat vaihtosuuntaajan lähtöön halutun vektorin. Koska FPGA-piirit mahdollistavat nopean rinnakkaisen laskennan, soveltuvat ne hyvin vektorisäädön toteuttamiseen. FPGA-piirien rakenteesta johtuen on säätöjärjestelmän suunnittelussa huomioitava kiinteän pilkun lukujen riittävä bittileveys ja järjestelmän diskretointiaika. Työssä suunnitellaan verkkovaihtosuuntaajan vektorisäätö ja tutkitaan bittileveyden vaikutusta säädön toteuttamiseen FPGA-piirillä. Bittileveyden tarkasteluun esitetään käytettäväksi tilastollisia menetelmiä. Työssä tarkastellaan kiinteän pilkun järjestelmän ja liukulukujärjestelmän erosuureen tilastollisia tunnusmerkkejä sekä histogrammia. Tarkasteluissa huomattiin, että maksimivirhe itsessään ei tarjoa riittävästi tietoa erosuureen jakautumisesta. Näin ollen maksimivirhe ei ole kaikissa tilanteissa sovelias menetelmä riittävän bittitarkkuuden määrittämiseen. Työssä esitetään riittävän bittitarkkuuden määrittelemiseen käytettäväksi otossuureista otosvarianssia, keskipoikkeamaa ja vaihteluväliä.

CO2:n käyttö puhdistuksessa ja inerttinä kaasuna öljynjalostusympäristössä

Tutkimuksen tavoitteena on löytää CO2:lle puhdistus- ja inertointikohteita öljynjalostusympäristöstä. CO2:na käytettäisiin Porvoon vetylaitokselta sivutuotteena tulevaa CO2:a. Vetylaitokselta saatava CO2-virta ei ole riittävän puhdasta käytettäväksi suoraan pesuissa ja inertoinnissa. CO2:n eri olomuotoja voidaan käyttää puhdistuksessa. Tutkimuksen lähtökohtana olleen ylikriittisen CO2:n tehokkuus perustuu sen liuottavuuteen. Huonosti liukenevien aineiden liukoisuus ylikriittiseen CO2:in paranee lisäaineiden ja pinta-aktiivisten aineiden käytöllä. Kiinteä CO2 jäädyttää ja poistaa epäpuhtauden sublimoitumisesta aiheutuvan paineaallon voimasta. Kuivajääpuhdistus soveltuu parhaiten tasaisten pintojen puhdistamiseen. Ylikriittisellä CO2:lla onnistuu nykyisellä teknologialla vain pienien kappaleiden puhdistaminen. Kuivajääpuhdistuksen toimivuutta kokeiltiin käytännössä Neste Oilin Porvoon jalostamolla hyvin tuloksin. Tasaisilta pinnoilta saatiin poistetuksi bitumia ja rasvakerros. Käyttökustannusvertailussa osoittautui ylikriittistä CO2:a käyttävä laitteisto halvemmaksi ja kuivajääpuhallus kalliimmaksi kuin konventionaaliset menetelmät. Säiliöiden paineistamiseen ja inertointiin käytetään yleisesti N2:ä. N2:llä inertoitavia kohteita voitaisiin korvata CO2:lla. CO2:n käyttöä rajoittavia seikkoja on hinta ja sen reaktiivisuus alkalimetallien kanssa. Vertailtaessa näiden kahden liukoisuuksia hiilivetyihin osoittautui CO2 monin kerroin liukoisemmaksi. Tämän ominaisuuden ansiosta CO2 voisi olla hyvä väliaine laitteiden hiilivetyvapaaksi saattamisessa.

Moniensiöinen muuntaja taajuudenmuuttajakäytössä

Suuritehoisissa pumppu- ja puhallinkäytöissä käytetään usein suurnopeusmoottoria,jota syötetään välijännitteellä. Suurjännitetaajuudenmuuttajat ovat kalliita, eikä niitä ole aina edes mahdollista valmistaa. Tutkimuksen kohteena on rinnakkaisilla pienjännitetaajuudenmuuttajilla toteutettu sähkökäyttö, jossa pienjännite nostetaan moniensiöisellä muuntajalla suurjännitteeksi (6,6 kV) ja syötetään edelleen kuormana olevalle suurnopeusmoottorille. Opinnäytetyössä tutkitaan moniensiöisen muuntajan syöttöä rinnakkaisilla taajuudenmuuttajilla sekä niiden aiheuttamia häiriöitä toisilleen. Työssä tutkitaan myös harmonisten yliaaltojen vaikutuksia muuntajan häviöihin ja magnetointiominaisuuksiin. Taajuudenmuuttajan lähtöjännite ja -virta suodatetaan sinisuotimella, jonka parametreja simuloidaan Simulink- ohjelmistolla. Tavoite on löytää optimaaliset parametrit taajuudenmuuttajanlähtösuotimelle käyrämuotojen ja suotimeen jäävän tehon suhteen. Työssä tarkasteltiin sinisuodinta, johon jää 3 prosenttia syöttöjännitteestä. LC-suodin kompensoi sähkökäytön loistehon lähes kokonaan, joten taajuudenmuuttajien antotehon kannalta suotimet ovat perusteltuja. Taajuudenmuuttajan näennäisteho putoaa 22 prosenttia, joten taajuudenmuuttajat voidaan vastaavasti mitoittaa pienemmiksi.

Romania and Bulgaria - two new EU members

Euroopan Unionin itälaajentuminen toukokuun 1. päivä 2004 onmerkittävä käännekohta pan-eurooppalaisessa integraatioprosessissa. EU sai kymmenen uutta jäsenmaata, joista kahdeksan on niin kutsuttuja siirtymätalousmaita. Kaksi siirtymätalousmaata, Romania ja Bulgaria, eivät päässeet liittymään Euroopan Unioniin vielä 2004. Niiden tuli parantaa taloudellista kilpailukykyään ennenjäsenyyttä. Ne liittyivät unioniin tammikuun 1. päivä, 2007. Siten 'uusia jäsenmaita' on kaikkiaan kymmenen. Romania and Bulgaria ovat naapurimaita Mustanmeren länsirannalla. Vuonna 2005 Romanian väkiluku oli 21,6 miljoonaa ja Bulgaria 7,7 miljoonaa. Kummankin maan väliluku on ollut laskussa suunnitelmatalouden jälkeisellä kaudella. Ennen suunnitelmatalouden kautta Romania ja Bulgaria olivat maatalousyhteiskuntia, joiden elintaso oli vaatimaton. Keskusjohtoisen suunnitelmatalouden kaudella maat kokivat nopean teollistumisen ja kaupungistumisen.Molemmat yhteiskunnat muuttuivat dramaattisesti lyhyessä ajassa. Suunnitelmatalouden kaudella nopeasti syntynyt teollisuus Romaniassa ja Bulgariassa ei toiminut markkinoiden ehdoilla vaan valtion suunnitelmien mukaisesti. Kun markkinatalous 1990-luvun alussa nosti päätään, kävi ilmeiseksi, että monet teollisuuslaitokset näissä maissa eivät olleet elinkelpoisia globaalin kapitalismin olosuhteissa. Työttömyys alkoi kasvaa nopeasti molemmissa maissa. Kaupungistuminen otti takapakkia: ihmisiä muutti takaisin maatalouden piiriin selviytyäkseen hengissä. Tämä synnytti suuria muuttovirtoja. Taloudellisilla päätöksillä yritettiin helpottaa siirtymäkauden vaikutuksia mm. tukemalla teollisuutta ja viivyttämälläyksityistämistä. Tämä taloudellisen reformin viivytys johti siihen, että Romania ja Bulgaria eivät olleet mukana Euroopan Unionin historiallisessa itälaajenemisessa vuonna 2004. Raportissa tarkastellaan sitä hyvin selvää muutosta, joka näissä maissa on tapahtunut vuosituhannen vaihteessa. Molemmissa uusissa EU-maissa talouden kehitys on hyvin dynaamista ja se yhdistyy melko hyvin kehittyvään vakauteen. Kuitenkin inflaatioaste on selvästi korkeampi kuin läntisessä Euroopassa.Valtiontalous on alijäämäinen sekä Romaniassa että Bulgariassa, mutta vahva ulkomaisten investointien virta auttaa näiden alijääminen rahoittamisessa. Bulgaria and Romania ovat elintasoasteikon alapäässä EU-27 vertailussa. Näillä mailla ei ole varaa tiheään sosiaaliseen turvaverkkoon. Romaniasta ja Bulgariasta on tapahtunut melko mittavaa maastamuuttoa. Molemmissa maissa työttömyysaste on edelleen suhteellisen korkea. Suurista tuloeroista johtuen uusimmissaEU-jäsenmaissa on suuria sosiaalisia jännitteitä. Korruptio ja järjestäytynyt rikollisuus eivät ole kadonneet EU-jäsenyyden myötä. Nykyisissä olosuhteissa ei voida taata myöskään poliittista vakautta. Läheisessä Unkarissa, jossa elintaso on olennaisesti korkeampi kuin Romaniassa ja Bulgariassa, oppositio marssi kaduille vuonna 2006. Väkivaltaisia yhteenottoja syntyi paikallisten poliisivoimien jamielenosoittajien välille. Bulgarian nimellinen palkkataso on hämmästyttävän alhainen ja alle Romanian palkkatason. Bulgarian valuutta on merkittävästi aliarvostettu. Tämä tuo ylimääräistä kilpailukykyä Bulgarian työvoimavaltaisille tuotantoaloille ja lisäksi parantaa Bulgarian hintaetua turismin alalla. Bulgarian valtion budjetti on kuitenkin suhteellisesti alijäämäisempi kuin Romanian,jonka valuutta ei ole yhtä aliarvostettu. Voidaan olettaa, että Romania ja Bulgaria kilpailevat keskenään ulkomaisista investoinneista. Ulkomaisten investointien virta molempiin maihin on osoittanut melko nopeasti kasvavaa trendiä. Tämä positiivinen kehitys vahvistuu erittäin todennäköisesti edelleen EU-jäsenyyden vaikutuksesta.

Mitta-anturin mittauselektroniikan kehittäminen teräksen puutislepinnoituksen ohjaukseen

Työn tarkoituksena oli kehittää mittauselektroniikka puutislepinnoitusprosessin ohjaukseen. Mittauselektroniikalla on tarkoitus mitata pikoampeeriluokan virtoja mittaanturilta, jossa virtaa kuuma, noin 250 ºC asteinen kaasu. Mitta-anturin toiminta perustuu ioniliikkuvuusspektrometriaan. Työssä tutkitaan pikoampeeriluokan virtojen mittaamista sekä mittauskytkennöissä käytetyn virta-jännitemuuntimen ominaisuuksia ja mitoittamista. Työ tarkastelee myös T-kytkennän käyttöä vahvistimen takaisinkytkennässä. Jännitekertojakytkentöjä käsitellään teoreettisesti mitta-anturin biasjännitteiden luomiseksi vähäisellä piirilevypinta-alalla. Työssä suunniteltiin mittauselektroniikan esivahvistinprototyypit sekä mitta-anturin biasjännitekytkentä. Mitta-anturin kuumien olosuhteiden vuoksi on mittauselektroniikka siirrettävä etäämmäksi mitta-anturista. Prototyyppikytkennöillä sekä laboratoriomittauksilla selvitettiin mittauselektroniikan esivahvistimien siirtämiseen liittyviä ongelmia. Biasjännitekytkennän suunnittelussa pyrittiin kytkentä toteuttamaan mahdollisimman vähällä piirilevypinta-alalla. Mittauselektroniikka todettiin laboratoriomittausten perusteella toimivaksi puutislepinnoitusprosessissa suoritettavia koemittauksia varten.

Moottorimalliton skalaarisäätö

Työssä tutkitaan nopeusanturittoman vaihtovirtakäytön skalaarisia ohjaus- ja säätömenetelmiä. Työn alussa esitetään perusteoriat taajuusmuuttajista ja oikosulkumoottoreista. Tämän jälkeen esitellään yleisimmin kirjallisuudessa esiintyneet skalaariohjaukset ja –säädöt. Vektorisäätöä ja erityisesti moottoriparametrien vaikutusta säädön toimivuuteen esitellään lyhyesti. Työn tavoitteena on ACS800 taajuusmuuttajan skalaarisäädön tutkiminen. ACS800:n nykyinen skalaarisäätö on liian sidoksissa vektorisäätöön, joten simulointien ja kirjallisuustutkimuksen tarkoituksena on täysin vektorisäädöstä eriytetyn skalaarisäädön kehitysmahdollisuuksien tutkiminen. Kirjallisuudessa esiintyneiden säätöjen avulla muodostetaan diskreettiaikainen toteutus skalaarisäädölle vaihtovirtakäytössä, jossa on käytössä virran ja välipiirijännitteen takaisinkytkentä. Säädettävää moottoria mallinnetaan jatkuvaaikaisella L-sijaiskytkennällä. Välipiirin mallinnus toimii myös jatkuva-aikaisena lukuun ottamatta välipiirin tasavirtakomponenttia, joka muodostetaan virran takaisinkytkennän ja PWM-modulaattorin kytkinasentojen avulla. Simuloinnin tarkoituksena on mallintaa skalaarisäädön suurimpia ongelmia, kuten virta- ja välijännitesäätöä. Tuloksista voidaan päätellä, että perussäädöt toimivat moitteettomasti, mutta erityisesti virtasäätöä tulisi kehittää.