Riassunto analitico
Il crescente impegno per la tutela dell’ambiente, ha interessato anche il mondo dell’ingegneria, ove le migliori competenze si sono cimentate con l’obiettivo di contrastare il fenomeno del riscaldamento globale e di ridurre i preoccupanti livelli di inquinamento raggiunti. Una soluzione volta a limitare il suddetto problema è stata individuata nell’introduzione e nello sviluppo della trazione ibrida.
Fondamentale, a tal proposito, risulta essere lo studio dei processi di trasmissione del calore all’interno di una macchina elettrica, con l’intento di massimizzarne l’efficienza.
Questa tesi si pone dunque lo scopo di modellare e analizzare in 3 dimensioni, dal punto di vista termico, un motore elettrico attraverso l’ausilio dei volumi finiti. Come è noto una delle maggiori difficoltà che si incontra nella modellazione dell’intera macchina è la rappresentazione 3D degli avvolgimenti uscenti (c.d. end turns) dalle cave statoriche.
Al fine di raggiungere lo scopo citato si propongono due diverse metodologie di rappresentazione degli avvolgimenti: nel primo si ha in una rappresentazione completa della macchina in cui gli end turns sono rappresentati da due toroidi e all’interfaccia tra questi ultimi e lo stator body è stata imposta una resistenza termica concentrata con le stesse caratteristiche termiche di epoxy e insulator in modo da simulare una loro effettiva presenza.
Nel secondo, invece, gli end turns sono effettivamente modellati e vicendevolmente “overlappanti”, così come l’insulator, mentre l’epoxy va a riempire il vuoto rimasto, dato dalla sostituzione dei toroidi. Tutto ciò al fine di ottenere un metodo di calcolo che rappresenti una fisica più realistica nella zona della macchina presa in considerazione.
Su questi modelli, inoltre vengono poi fatti calcoli con varie portate di fluido refrigerante (acqua), lato cooling jacket, così da cogliere in modo più esaustivo i gradienti termici assiali lungo la macchina.
Infine, nel presente lavoro, verranno illustrati i metodi di meshatura utilizzati e le impostazioni dei vari calcoli inerenti ai due modelli menzionati per poi procedere all’analisi e al confronto dei risultati ottenuti.
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