Progetto e realizzazione di un azionamento "dual inverter" per macchine sincrone a riluttanza

L'oggetto della tesi consiste nella progettazione e realizzazione di un azionamento Dual Inverter a singola alimentazione per il controllo di macchine elettriche sincrone a pura riluttanza con centro stella aperto. La configurazione dell'azionamento prevede l’utilizzo di un solo pacco batteria collegato al primo inverter, mentre il secondo è direttamente alimentato da un condensatore flottante posizionato sul rispettivo bus DC; in altre parole, tale struttura può essere vista come un sistema alimentato da un singolo inverter con l’aggiunta di un compensatore della potenza reattiva di macchina. La configurazione studiata possiede le potenzialità per essere utilizzata sia in ambito automotive, che in applicazioni industriali. Tale sistema, oltre a migliorare lo sfruttamento del convertitore principale facendolo lavorare a fattore di potenza unitario, accresce il limite di tensione disponibile ai capi degli avvolgimenti della macchina a parità di tensione del pacco batterie e amplia la regione a coppia e a potenza costante, ritardando i deflussaggi per ottenere maggior coppia elettromagnetica ad elevate velocità. L'elaborato realizzato prevede una caratterizzazione sperimentale della macchina elettrica utilizzata, allo scopo di realizzare un sistema di controllo ottimizzato e una comparazione analitica tra l’azionamento dotato di singolo inverter e quello dotato di compensatore della potenza reattiva, per la verifica delle basi teoriche presenti in letteratura. Tutto ciò è stato poi confermato attraverso simulazioni in ambiente Simulink e prove sperimentali eseguite mediante sistema di prototipazione rapida dSPACE. L'azionamento è stato collaudato, testato e risulta essere funzionante per ogni valore del rapporto di tensione dei bus DC; dalle varie fasi del progetto sono stati ricavati risultati omogenei e concordi, che certificano l'efficienza del sistema e confermano la validità dei vantaggi dedotti dallo studio preliminare.