Figures of merits and comparative analysis of synchronous motor with different PM dispositions

In the recent years, Permanent magnet synchronous motor (PMSM) have been increasingly used in many industrial applications owing their high efficiency, high power density, compact structure, and fast dynamic response. Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is well adapted when a high power to volume ratio and a high efficiency over a wide torque and speed range are required. The objective of this thesis work is to introduce, analyze and compare the different disposition of permanent magnet employed in synchronous machine and to examine their advantages and limitations for a traction application. It is known that the range of the constant power speed is greatly influenced by the PM rotor structures and thus, it is possible to improve the constant power speed range by optimizing the rotor design, several optimizing techniques are discussed.

Negli ultimi anni, il motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) è stato sempre più utilizzato in molte applicazioni industriali grazie all’elevata densità di potenza, alla struttura compatta e alla rapida risposta dinamica. Il motore sincrono a magneti permanenti (PMSM) è ben adattato quando sono richiesti un elevato rapporto potenza/volume e un’elevata efficienza su un ampio intervallo di coppia e velocità. L’obiettivo di questo lavoro di tesi è quello di introdurre, analizzare e confrontare la diversa disposizione del magnete permanente impiegato nella macchina sincrona e di esaminare i loro vantaggi e limiti per un’applicazione di trazione. È noto che la gamma della velocità di potenza costante è fortemente influenzata dalle strutture del rotore PM e quindi, è possibile migliorare la gamma di velocità di potenza costante ottimizzando il progettazione del rotore.