Prove di vibrazioni e progetto di struttura meccanica di prototipo di motore elettrico ironless

I sistemi di accumulo di energia costituiscono una tecnologia abilitante per le energie rinnovabili, poiché di natura tipicamente discontinua, dato che consentono uno svincolo temporale tra produzione ed utilizzo. In particolare, gli accumulatori elettromeccanici costituiscono una valida alternativa ai più diffusi accumulatori elettrochimici in termini di eco-sostenibilità e tempi di ricarica. L’elaborato tratta lo studio vibrazionale di un prototipo di macchina elettrica sincrona ironless a magneti permanenti, destinata ad un sistema di accumulo elettromeccanico dimensionato per utilizzo domestico. Prove sperimentali sono state eseguite facendo funzionare la macchina come generatore, trascinata da un motore elettrico asincrono al banco prova; ci si è focalizzati sull’analisi del segnale vibratorio rilevato da un trasduttore accelerometrico installato sulla flangia statorica della macchina, testata in suoi diversi punti di funzionamento a diverse velocità di rotazione. Sono stati, poi, sviluppati diversi codici MATLAB per elaborare i dati sperimentali, ottenuti in prove eseguite a velocità sia variabile che costante. Il confronto dei risultati ha confermato la convergenza dei modelli, consentendo di individuare le frequenze proprie del sistema e le armoniche della frequenza di rotazione della macchina. È stato, inoltre, sviluppato, a seguito di un processo di reverse engineering volto alla rilevazione delle quote dimensionali dei vari componenti della macchina, un modello CAD della stessa; questo getta le basi per sviluppi futuri del progetto, del quale risulta utile la definizione dei modelli tridimensionali delle altre parti comprese nel sistema (anch’esse soggette all’eccitazione della rotazione della macchina), unitamente alla definizione dei materiali delle varie parti ed alle condizioni di vincolo tra queste, al fine di sviluppare un’analisi modale che consenta di determinare le deformate di ogni componente e indagare le cause della risposta vibratoria del sistema.