Macchine a riluttanza assistita: studio dei magneti per i rotori = Assisted reluctance machines: study of magnets for rotors

La macchina a riluttanza assistita è una macchina sincrona che deriva direttamente dalla macchina a riluttanza. Quest’ultima è caratterizzata dall’avere un rotore privo di avvolgimenti e anisotropo, che però non è a poli salienti. Per renderlo anisotropo si utilizzano dei fori all’interno del rotore, che vengono chiamati “barriere di flusso”. Nel motore a riluttanza queste barriere sono vuote, mentre nel motore a riluttanza assistita l’obiettivo è quello di riempirle con dei magneti permanenti, per garantire la presenza di flusso che migliora il rapporto di anisotropia (Ld/Lq). benefici principali delle macchine a riluttanza assistita, rispetto alla macchina a riluttanza risultano essere l’incremento della coppia (due contributi: quello dato dall’anisotropia e quello dato dai magneti) e l’incremento del cosφ. Grazie all’assenza di perdite Joule di rotore questa macchina risulta più efficiente di una macchina asincrona, inoltre è anche più economica. Per questo motivo i magneti scelti sono raramente in terre rare (costo elevato) ma sono in ferrite oppure sono plastomagneti. Per cui è necessario trovare alternative ai magneti tradizionali in terre rare, che siano più economiche e che siano sostenibili da processi industriali per produzioni su larga scala. Lo scopo della tesi è trovare diverse soluzioni tecnologiche per “riempire” le barriere di flusso del rotore di un motore a riluttanza. Per farlo si sono utilizzate tre tipologie di plastomagneti simulando il processo di iniezione (injection molded polymer bonded magnets). I tre prototipi di riluttanza assistita e quello a riluttanza, dopo essere stati assemblati, sono stati installati in un banco prove, grazie al quale sono state verificate le caratteristiche dinamiche e di coppia. Queste misure sono state confrontate con simulazioni eseguite tramite Matlab e FEMM. L’obiettivo è quindi di confrontare le tre macchine con i magneti con quella a riluttanza, valutandone l’effettivo beneficio, e di verificare la bontà delle simulazioni svolte al calcolatore, confrontandole con le misure del banco prova.