Studio e ottimizzazione delle sollecitazioni meccaniche in un motore sincrono a riluttanza

L’obiettivo dello studio è verificare la fattibilità di produzione del rotore di un motore sincrono a riluttanza pura tramite additive manufacturing e, successivamente, sfruttare le peculiarità di tale tecnologia per migliorarne le prestazioni. La libertà di design, consentita dalla Selective Laser Melting, permette di effettuare l’ottimizzazione topologica sul rotore, senza essere limitati dagli intrinsechi limiti di produzione. Dopo una prima parte più teorica, che serve ad introdurre alcune delle nozioni base inerenti al tema, nella seconda parte dell'elaborato si effettua un’analisi strutturale agli elementi finiti su un rotore avente i profili delle barriere di riluttanza già elettromagneticamente ottimizzati e se ne verifica lo stato tensionale. Successivamente, si interviene con l’obiettivo di massimizzare le prestazioni meccaniche e incrementare la massima velocità di rotazione. Si inseriscono, dunque, supporti di materiale nelle barriere per rinforzare la struttura e si convalidano i risultati con una nuova analisi elettromagnetica. Si scopre che l’introduzione delle “ribs” non solo riduce la coppia di riluttanza, ma inficia anche l’oscillazione di coppia, annullando l’ottimizzazione magnetica a monte dello studio.