Riassunto analitico
L’obiettivo del presente lavoro di tesi è di caratterizzare il motore elettrico montato sulla monoposto ibrida del team “Modena MMR-Hybrid” partecipante al campionato Formula SAE hybrid. In questo lavoro si è cercato di esporre tutte le analisi eseguite sul motore elettrico in maniera chiara ed esaustiva, così che possano essere d’aiuto ai futuri componenti del team per familiarizzare con i sistemi progettati e, quindi, essere facilitati per un futuro sviluppo degli stessi. Dopo una descrizione della competizione Formula SAE hybrid e di come la Università di Modena e Reggio Emilia vi partecipa attivamente, sono state analizzate le varie architetture di propulsione ibrida e il funzionamento di questa tipologia di vetture. In particolare, ci si è occupati della caratterizzazione di un motore elettrico con magneti permanenti montati sul profilo esterno di rotore. Nella prima fase, tramite un algoritmo analitico scritto in Matlab, sono state ricavate le principali grandezze geometriche del motore, una volta definiti i limiti meccanici e i parametri elettromagnetici da rispettare. Successivamente, si è proceduto a una validazione dei risultati ottenuti analiticamente utilizzando Flux di Altair basato su soluzione numeriche agli elementi finiti. In seguito, è stato possibile effettuare un processo di reverse engineering al fine di personalizzare il motore tramite le caratteristiche di quello già realizzato per la monoposto, ma di cui non si avevano informazioni progettuali. Quindi è stata svolta un’analisi elettromagnetica, per il calcolo delle induttanze e per la ricerca della posizione di rotore per massimizzare la coppia nel funzionamento a corrente nominale, e un’analisi termica per verificare che le temperature raggiunte durante il funzionamento fossero accettabili e di come esse incidessero sulle performance del motore tramite la smagnetizzazione dei magneti. Infine, è stato simulato il funzionamento del motore a vari regimi di rotazione e con diverse correnti di alimentazione, tenendo conto di tutti quei fenomeni che avvicinassero il comportamento del motore alla realtà, e confrontando i risultati ottenuti con quelli dei test effettuati a banco, per verificare la validità dei modelli sviluppati.
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