93741 - ELECTRIC MOTOR DESIGN M

Conoscenze e abilità da conseguire

The aims of the Course are to train the students to the specific knowledge regarding the traditional methodologies for the analaysis and the design of the electrical machines. Furthermore, the appropriate use of simulation software and thermal and electromagnetic field analysis will be presented and discussed. Special attention is paid to the design of brushless machines, with reference to different topology employed in the automotive sector for both traction in BEV and in HEV and for auxiliary drives (EPS,HVAC, fans).

Contenuti

Considerazioni generali sulla progettazione dei motori elettrici. Dati della targhetta e parametri coinvolti nella progettazione dei motori elettrici.


Materiali per l'ingegneria elettrica


Materiali conduttori, materiali isolanti, materiali magnetici morbidi (laminazioni, compositi), magneti permanenti.


Perdite nei materiali dei motori elettrici ed effetti della temperatura.


Raffreddamento dei motori elettrici


Conduzione termica, convezione e radiazione. Reti termiche equivalenti, aumento di temperatura, tipi di carico e potenze nominali.


Analisi agli elementi finiti dei motori elettrici


Introduzione all'uso del software agli elementi finiti per l'analisi della progettazione dei motori elettrici.


Motori a induzione


Equazioni di progettazione per macchine a corrente alternata. Reattanza di dispersione degli avvolgimenti a corrente alternata con bobina e barra. Circuito equivalente e calcolo dei parametri dei motori a gabbia di scoiattolo.


Calcoli di progettazione, effetti della selezione dei parametri di progettazione. Progettazione libera e vincolata. Esempi di calcoli di progettazione.


Convalida della progettazione tramite approccio analitico e numerico.


Macchine rotanti senza spazzole


Relazioni di progettazione per macchine a magneti permanenti montate in superficie.


Scelte di progettazione di base, riduzione della coppia di cogging, avvolgimenti a scanalature frazionate, smagnetizzazione.


Convalida della progettazione tramite approccio analitico e numerico, effetti dei materiali non lineari.

Testi/Bibliografia

I file pdf delle diapositive utilizzate durante le lezioni sono indispensabili e sufficienti per la preparazione all'esame.


Per padroneggiare e approfondire la conoscenza degli azionamenti elettrici si possono prendere in considerazione i seguenti libri:

J. Pyrhonen, T. Jokinen, V. Hrabovcova: Design of Rotating Electrical Machines, John Wiley & Sons, Great Britain.

J. F. Gieras, M. Wing: Permanent Magnet Motor Technology. Marcel Dekker, Inc., New York, Basel.

 

 

Metodi didattici

Gli esercizi sviluppati presentano esempi di applicazione delle materie teoriche.


Viene inoltre proposto lo sviluppo di argomenti specifici che portano alla discussione finale della relazione prodotta.


Per quanto riguarda i metodi didattici di questa unità didattica, tutti gli studenti devono frequentare online i Moduli 1 e 2 su Salute e Sicurezza.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame comprende sia lo sviluppo di un progetto che una prova orale.

L'esame consiste nella presentazione e discussione di una relazione sulle procedure di progettazione di motori specifici, seguendo la metodologia studiata durante il corso.

La valutazione dell'esame riguarda il soddisfacimento dei requisiti del motore, la validazione elettromagnetica attraverso l'analisi agli elementi finiti e la giustificazione delle scelte progettuali effettuate e della metodologia utilizzata.


L'esame consiste nella presentazione e discussione di una relazione sulle procedure di progettazione di motori specifici, seguendo la metodologia studiata durante il corso.

La valutazione dell'esame riguarda il soddisfacimento dei requisiti del motore, la validazione elettromagnetica attraverso l'analisi agli elementi finiti e la giustificazione delle scelte progettuali effettuate e della metodologia utilizzata.

Studenti con disturbi specifici dell'apprendimento (SLD) o disabilità temporanee o permanenti: Si raccomanda di contattare preventivamente l'ufficio universitario competente (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/en). L'ufficio proporrà agli studenti interessati gli adeguamenti necessari, che dovranno comunque essere sottoposti all'approvazione del docente con almeno 15 giorni di anticipo. Il docente ne valuterà l'idoneità, tenendo conto degli obiettivi didattici del corso.

Strumenti a supporto della didattica

Durante le lezioni vengono utilizzati proiettori e presentazioni su PC.


Ambiente di simulazione numerica e ad elementi finiti basato su Matlab.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Giacomo Sala