Valutazione tecnica delle moderne metodologie costruttive dei motori asincroni per il raggiungimento delle nuove classi di rendimento IE

This thesis aims to present industrial techniques which are used to improve the efficiency of the induction motors and, consequently, of the motor-driven systems. Energy efficiency needs are focused and the attention is paid to active materials properties, design and construction technologies of squirrel-cage induction motors. Excellent efficiency performances emerge from die-cast copper rotor cages, whose advantages and drawbacks are discussed. The typologies of commercialized induction motors and the methods used by manufacturers to achieve minimum efficiency values established by current standards are furthermore explored. After running a 7,5 kW induction motor preliminary design, some issues to improve the overall efficiency are employed using the finite element software Flux 11.2.

Il lavoro di tesi si pone come obiettivo di indagare le principali metodologie utilizzate in ambito industriale per migliorare il rendimento dei motori elettrici asincroni trifase e, conseguentemente, dei sistemi ad essi connessi. Vengono messe in evidenza le esigenze in fatto di efficienza energetica in questo settore; in particolare, si concentra l’attenzione sulle proprietà dei materiali costituenti il motore, sulla progettazione e sul tipo di tecnologia costruttiva impiegate per il raggiungimento delle classi di rendimento più elevate previste per un motore elettrico a induzione trifase con rotore a gabbia. Dalle analisi condotte emergono le ottime prestazioni, in termini di rendimento, ottenute dai motori a induzione con rotore in rame pressofuso, di cui vengono discussi i vantaggi e i limiti di utilizzo. Si esplorano inoltre le tipologie commercializzate di motore asincrono più efficienti e i metodi utilizzati dalle case costruttrici per il raggiungimento dei valori minimi di rendimento stabiliti dalle normative vigenti in ambito di efficienza energetica. Dopo aver eseguito il dimensionamento di massima di un motore a induzione da 7,5 kW, si cerca infine di tracciare un percorso che porti al miglioramento del relativo rendimento complessivo, utilizzando il software a elementi finiti, Flux 11.2.