Programmi di calcolo utilizzati: SPEED programma a parametri concentrati per l analisi elettromagnetica preliminare di macchine elettriche rotanti;

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1 Programmi di calcolo utilizzati: SPEED programma a parametri concentrati per l analisi elettromagnetica preliminare di macchine elettriche rotanti; FLUX 2D e 3D programma ad elementi finiti per l analisi avanzata di dispositivi elettromagnetici (geometria del motore / generatore importata da SPEED tramite gli Overlay di FLUX); Motor-CAD programma a parametri concentrati per l analisi termica di macchine elettriche rotanti ( dialoga con SPEED per realizzare calcoli elettromagnetici-termici in maniera iterativa); PORTUNUS programma di simulazione per l analisi di sistemi meccatronici ( dialoga con FLUX per realizzare la simulazione dell intero azionamento: batteria conv. DC/AC motore/generatore conv. AC/DC batteria). 1

2 SPEED WFR IPM Rotore a magneti permanenti interni (IPM) al posto di quello a poli salienti avvolto (WFR): manca l avvolgimento di eccitazione NO perdite per effetto Joule nel rotore. 2

3 SPEED Vantaggi di un rotore a magneti permanenti interni (IPM) rispetto ad un rotore a magneti permanenti superficiali (SPM): non necessita di bandaggio dei magneti si riduce il traferro magnetico, minore coppia di allineamento, ma maggiore coppia di riluttanza (quest ultima praticamente assente negli SPM), minore corrente di corto-circuito i magneti sono meno soggetti alla smagnetizzazione, i magneti interni sono anche meno soggetti alla formazione di eddy-current.

4 SPEED percorso di una fase : WFR & IPM WFR & IPM fasi : Avvolgimento statorico fasi già analizzato per la configurazione con rotore a poli salienti avvolto. 4

5 SPEED WFR IPM A parità di ingombri dello Stadio Principale e di avvolgimento statorico, si ottengono praticamente le stesse tensioni a vuoto: qui sono visualizzate le tensioni concatenate (@ 6 krpm) per la configurazione IPM c è una minore influenza della 5^ e 7^ armonica. 5

6 FLUX 2D 6

7 FLUX 3D In azzurro: non-meshed-coil simulano l avvolgimento del motore/generatore 7

8 PMBSG Permanent Magnet Brushless Starter-Generator Motor-CAD: analisi termica basata su circuito termico equivalente 8

9 a b c PMBSG Permanent Magnet Brushless Starter-Generator PORTUNUS Simulazione dell intero azionamento: batteria conv. DC/AC motore/generatore conv. AC/DC batteria batteria conv. DC/AC motore : Circuito d'avviamento Battery Voltage E1.V+dVCable 12 Circuito d'avviamento VLoad 10 m 20 m 30 m 40 m t/s + VM Current Input Control Voltage AM_IN.I MM11.V AM_IN AM E1 R:=Rcont1*Nc + E TR:=BatteryVoltage-dVCable Name Value BatteryVoltage MM11 + Multimeter Three Phase Inverter + 3-Phase / 2-Level el Inverter Block Control - Vtt:=Vtht Rbt:=Rdson Vtd:=Vthd Rbd:=Rbd Name Value Multimeter MM31 Name RLoad LLoad Xd R:=RLoad L:=LLoad Value 0 Load Currents 10 m 20 m 30 m 40 m t/s Rph1.I Rph2.I Rph3.I m 20 m 30 m 40 m t/s Current and Voltage on Phase 3 Rph3.I VLoad.V [*100] Speed Freq 0 10 m 20 m 30 m 40 m t/s 0 10 m 20 m 30 m 40 m t/s 9

10 Srl Via della Chiesa 16, Borgonovo Val Tidone (Piacenza) Tel Fax a.tassi@spinmag.it ENGINEERING PROTOTIPAZIONE CORSI programmi di progettazione per dispositivi elettromagnetici e meccatronica FLUX 2D 3D PORTUNUS SPEED MOTOR-CAD INCA 10