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Negli ultimi anni, le macchine elettriche ad avvolgimenti concentrati hanno ricevuto sempre più attenzioni principalmente per le loro caratteristiche di un elevato rapporto coppia - peso e basso costo di produzione. Per contro, rispetto alle più diffuse macchine ad avvolgimenti distribuiti, sono note per avere un forte contenuto armonico spaziale che può dare origine a vari inconvenienti tra cui aumento delle perdite e forze radiali indesiderate tra rotore e statore (UMP). Nella presente tesi viene presentato un rigoroso metodo di valutazione del contenuto armonico di un avvolgimento concentrato. Sono analizzate in particolare l'efficacia nel produrre l'armonica fondamentale, le perdite prodotte nei magneti e le forze agenti tra rotore e statore. Infine viene proposto un metodo per l'ottimizzazione del contenuto armonico per ciascuno di questi aspetti e la sua applicazione ad una macchina prototipale. In the last years, fractional slot concentrated winding (FSCW) electric machines have received increasing attention due mainly to their characteristics of high torque-weight ratio and low manufacturing cost. Conversely, if compared with traditional distributed winding machines, FSCW machines are known to produce a high spatial harmonic content, which may lead to several inconveniences as higher losses and undesired unbalanced magnetic pull (UMP) between rotor and stator. In this thesis, a rigorous method for the evaluation of the harmonic content of an FSCW is presented. In particular, a sound analysis is focused on the effectiveness in producing the fundamental harmonic, the arising of magnet losses and UMP. Finally, a method to optimize the harmonic content for each of these aspects is presented along with the application to a prototype machine. |
