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Tesi etd-04192017-214512


Thesis type
Tesi di laurea magistrale
Author
ROFFI, MICHELE
URN
etd-04192017-214512
Title
Comparison of Different Cooling Fan Designs for Electric Motors
Struttura
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA ENERGETICA
Supervisors
relatore Prof. Desideri, Umberto
Parole chiave
  • acoustic noise
  • axial fan
  • centrifugal fan
  • CFD
Data inizio appello
11/05/2017;
Consultabilità
Parziale
Data di rilascio
11/05/2020
Riassunto analitico
Il mercato mondiale dei motori elettrici si sta muovendo verso classi di efficienza Premium/IE3, Super-Premium/IE4 ed Ultra-Premium/IE5. A causa dei così elevati standard di efficienza raggiunti dai motori trifasici ad induzione, il processo migliorativo nella progettazione di tali motori considera importante qualunque dettaglio che possa avere ripercussioni nelle perdite, anche se esso innalza l’efficienza globale di sole poche frazioni percentuali.
In fase di ottimizzazione, le industrie manifatturiere di motori sembrano focalizzare la loro ricerca nel ridurre le perdite elettromagnetiche, spesso trascurando le perdite meccaniche (attrito e ventilazione); infatti per ridurre le perdite dovute alla ventilazione nei motori completamente chiusi raffreddati mediante ventilazione esterna superficiale, la strategia più comunemente adottata è quella di ridurre il diametro del ventilatore, di tipo centrifugo bidirezionale.
Nel seguente lavoro vengono analizzate due innovativi sistemi di ventilazione, volti ad apportare migliorie sia in termini di incremento dell’efficienza globale del motore, che in termini di riduzione della rumorosità del motore.
Nel prima parte del documento verrà analizzata la progettazione di un ventilatore di tipo assiale, che riducendo le perdite fluidodinamiche del sistema di ventilazione, è proposto a tutte quelle applicazioni nelle quali il motore è destinato a funzionare per tutto il suo ciclo di vita con uno specifico verso di fissato; tale progettazione basa i propri risultati su uno studio congiunto di fluidodinamica computazionale e test sperimentali.
Nella seconda parte è invece analizzato un innovativo ventilatore di tipo centrifugo, capace di adattare il flusso elaborato al variare della velocità di rotazione mediante un sistema di pale flessibili. Tale fan, presentando una curva caratteristica della portata molto più piatta rispetto a quella di un ventilatore centrifugo al variare della velocità di rotazione, se da una parte si presenta come una possibile soluzione al problema di sovradimensionamento dei motori elettrici alimentati da inverter dal momento che garantisce un opportuno raffreddamento del corpo macchina anche alle basse velocità, dall’altra permette anche una consistente riduzione delle perdite per ventilazione alle alte frequenze.
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