Advanced design of direct drive PM machines

The following thesis takes into consideration some aspects regarding the design of permanent magnet machines. The growing interest in this type of emachines is due to certain characteristics that they present: high torque density, possibility of eliminating the gear-box and then subsequent reduction of costs and maintenance, etc.. Many applications are found in the field of wind generators, electric traction and rope traction. The special construction of such machines, such as the presence of fractional-slot windings, the large size and large powers that they may present, lead to the need of considering some issues often not properly investigated during the machine design. To this aim, the thesis examines the following two aspects: the rotor losses in machines with fractional-slot windings and the fault tolerance.

Il seguente lavoro di tesi prende in considerazione alcuni aspetti riguardanti il progetto di macchine a magneti permanenti. Il crescente interesse rivolto a questo tipo di macchine è dovuto ad alcune caratteristiche che esse presentano: alta densità di coppia, possibilità di eliminazione del riduttore di giri e quindi conseguente riduzione di costi e manutenzione, ecc. Molte applicazioni si trovano nel campo della generazione eolica, della trazione elettrica e della trazione a fune. Le particolarità costruttive di tali macchine, quali ad esempio la presenza di avvolgimenti a cave frazionarie, le notevoli dimensioni e le grosse potenze che esse possono presentare, portano a dover considerare alcune problematiche spesso non propriamente investigate durante la progettazione. A questo scopo, il lavoro di tesi analizza i seguenti due aspetti: le perdite rotoriche in macchine con avvolgimenti frazionari e la tolleranza ai guasti.