Massimizzazione del rendimento di motori elettrici
Il progetto
Software di Ottimizzazione dedicato.
Motori elettrici sono ampiamente utilizzati in campo industriale e domestico. Importanti e significative riduzioni dei consumi energetici possono essere ottenute realizzando motori ad alte prestazioni. Esempi comuni di prestazioni del motore da migliorare il più possibile possono essere il rendimento e/o coppia. Dal punto di vista commerciale è necessario che questi nuovi motori siano realizzati con costi di costruzione contenuti in modo da renderli competitivi con i motori tradizionali. Questi obiettivi (prestazioni-costi) sono in contrasto tra di loro. La progettazione di motori in grado di realizzare degli efficienti compromessi di queste esigenza richiedono il supporto di metodologie matematiche sofisticate. In questo ambito si sono sviluppati vari software che, utilizzando dei codici di simulazione, permettono di determinare dei valori dei parametri di progetto di varie classi di mortori elettrici che assicurano a nuovi motori degli efficienti equilibri tra i vari obiettivi contrastanti.
La prima attività svolta in questo ambito ha riguardato lo sviluppo di una nuova metodologia per la progettazione ottima di un motore asincrono trifase da 7.5 kW – 4 poli. I motori tradizionali di questa classe presentavano un’efficienza nominale reale di 84.2%. L’uso del software proposto ha permesso di ottenere un nuovo motore che, quasi a parità di costi, aveva una con un’efficienza nominale reale del 90.2%. Nella attività più recente, si è proposto un codice per la progettazione di motori sincroni a riluttanza. Questo supporto alla progettazione ha permesso di identificare un nuovo motore di questa classe che presenta un significativo miglioramento della coppia rispetto a motori progettati con metodologie più tradizionali. Infatti si passa da una coppia di 0,43 Nm ad una di 0.71 Nm, mantenendo invariate tutte le altre prestazioni del motore.
I due precedenti contributi ed altri proposti in questo ambito sono descritti insieme alle metodologie corrispondenti nei lavori elencati nel seguito.
Riferimenti
A new method for the design optimization of three-phase induction motors
Multiobjective optimization techniques for the design of induction motors
Design of induction motors using a mixed-variable approach
Design optimization of switched reluctance motor for aerospace application