Analisi di un nuovo banco prova per la diagnostica di un motore brushless a magneti permanenti superficiali

In this thesis, the new test bench in the laboratory of “Diagnostics and Design of Electrical Machines” in the University of Pavia is analyzed. The test bench features a brushless surface permanent magnet motor, designed by the company Comer srl, connected via a mechanical coupling to the hysteresis brake, made by Magtrol of the AHB-24 series. The motor was powered through an inverter, designed by Delta of the C2000 series, at different power frequencies. The data are taken through the acquisition system (DAQ) so as to have the interface with the system installed on the (Labview) computer, then the measurements are processed through the code written for these analyses on Matlab. The study focuses on the analysis of fundamental motor parameters such as current, torque and vibration. In the first part of the thesis, the state of the art regarding permanent-magnet machines is described and the principles of operation are explained, and then all the issues regarding the motor are explored. Next, all the tools used in this thesis and the software (especially Labview and Matlab) are described. Once all the tools used are covered, the signal is treated with the sampling theorem, the signal spectrum, and then Fourier transforms are described. The study then moves to the actual analysis of the various motor parameters measured using the Labview acquisition board connected directly to the computer. Initially, the measurements in the no-load conditions and then the loaded conditions were covered. In addition, another analysis was carried out by changing the power frequency from 180Hz to 120Hz to see the actual change in the calculated parameters. The study moves to the analysis of the motor with the presence of an eccentricity, caused by the insertion of a washer of a few millimeters under the motor basement, to analyze the differences present on the measurements processed using Matlab software. At this point, a final consideration is reported on the condition of the surface permanent magnet brushless motor present in the test bench.

In questa tesi viene analizzato il nuovo banco prova presente nel laboratorio di “Diagnostica e costruzioni elettromeccaniche” nell’Università di Pavia. Il banco di prova presenta un motore brushless a magneti permanenti superficiali, progettato dall’azienda Comer srl, collegato tramite un giunto meccanico al freno ad isteresi, realizzato da Magtrol, della serie AHB-24. Il motore è stato alimentato tramite un inverter, progettato da Delta, della serie C2000, a diverse frequenze di alimentazione. I dati vengono prelevati tramite il software di acquisizione (DAQ) in modo da avere l’interfaccia con il sistema installato sul computer (Labview), successivamente le misurazioni vengono elaborate tramite il codice scritto per queste analisi su Matlab. Lo studio si concentra sull’analisi dei parametri fondamentali del motore, come corrente, coppia e vibrazioni. Nella prima parte della tesi, viene descritto lo stato dell’arte per quanto riguarda le macchine a magneti permanenti e vengono spiegati i principi di funzionamento, per poi approfondire tutte le tematiche riguardanti il motore. Successivamente vengono descritti tutti gli strumenti adoperati in questa tesi e i software (in modo particolare Labview e Matlab). Una volta trattati tutti gli strumenti impiegati, viene trattato il segnale con il teorema di campionamento, lo spettro del segnale e successivamente vengono descritte le trasformate di Fourier. Lo studio poi si sposta verso l’analisi effettiva dei vari parametri del motore misurati tramite l’utilizzo della scheda d’acquisizione Labview collegata direttamente al computer. Inizialmente si è trattato delle misurazioni nelle condizioni a vuoto e successivamente delle condizioni a carico. Inoltre, è stato effettuato un’altra analisi modificando la frequenza di alimentazione da 180Hz a 120Hz per vedere l’effettivo cambiamento dei parametri analizzati. Lo studio si sposta sull’analisi del motore con la presenza di un’eccentricità, provocata artificialmente tramite l’inserimento di una rondella sotto la base del motore, per analizzare le differenze presenti sulle misurazioni elaborate tramite il software Matlab. A questo punto, viene svolta una considerazione finale sulle condizioni del motore brushless a magneti permanenti superficiali presente nel banco prova.