Motore sincrono a rotore avvolto - sistema innovativo di eccitazione rotorica senza spazzole

This thesis aims to study and verify the design feasibility of power supply rotor excitation circuit of a synchronous motor via an inserted transformer circuit rite in the stator and rotor slots. Compared to the different configurations present in the literature, we choose to power the excitation circuit thru a magnetically and electrically separated transformer circuit from the armature winding. The magnetic decoupling of the synchronous and transformer circuits are then studied to ensure the two windings can work separetely and indipendently from the working conditions. Once the magnetic decoupling is verified, the operating conditions of the rotary transformer are evaluated by recalling the theory of the three-phase rectifier and the three-phase asynchronous motor. The dynamics are studied in relation to a possible request for produced magnetic flux from the excitation current of the synchronism rotor winding. The theoretical model will be studied and designed analytically according to the project methodologies disposal of the electric machines acquired in this course of studies. The operational feasibility are then presented and compared to the solution to other types of synchronous motor present today.

Questa tesi ha l'obiettivo di studiare e verificare la fattibilità progettuale di alimentazione del circuito rotorico di eccitazione di un motore sincrono tramite un circuito trasformatorico inserito nelle cave di statore e di rotore. Rispetto alle diverse configurazioni presenti in letteratura si sceglie di alimentare il circuito d'eccitazione tramite un circuito trasformatorico magneticamente ed elettricamente separato dall'avvolgimento di armatura; se ne vuole studiare il disaccoppiamento magnetico dell'applicazione di sincronismo e di trasformazione in modo che possano lavorare indipendentemente senza disturbare l'azionamento dell'altro circuito. Verificata la possibilità di lavorare con due diversi avvolgimenti all'interno dello stesso circuito magnetico si valutano le condizioni di esercizio del trasformatore rotante richiamando la teoria del raddrizzatore trifase e del motore asincrono trifase. Se ne studiano le dinamiche in relazione ad una possibile richiesta di flusso magnetico prodotto dalla corrente di eccitazione dell'avvolgimento rotorico di sincronismo. Il modello teorico sarà studiato e progettato analiticamente secondo le metodologie di progettazione delle macchine elettriche acquisite in questo corso di studi per presentare poi la fattibilità di esercizio e paragonare questa soluzione alle altre tipologie di motore sincrono presenti al giorno d'oggi.