Design and optimization of an outer rotor permanent magnets brushless motor

This thesis aims to demonstrate the path to follow in order to design a very specific topology of motor: an outer rotor brushless permanent magnets motor (ORPMBL). Throughout this thesis, the applications for this kind of motor will be addressed as well as its advantages. The design procedure will basically divide itself in three parts: first, an analytical method for the modelling of the motor will be discussed in details and from it an algorithm in Matlab will be written; second, an optimization method using a genetic algorithm (GA) will be used in the written Matlab algorithm in order to obtain minimum mass and maximum efficiency; and third, the resulting geometry of the motor from the optimization process will be drawn and simulated in a software using a Finite Elements Method (FEM).

Questa tesi mira a dimostrare il percorso da seguire al fine di progettare una topologia del motore molto specifica: un motore di magneti permanenti brushless rotore esterno (ORPMBL). In questa tesi verranno affrontate le applicazioni per questo tipo di motore e i suoi vantaggi. La procedura di progettazione si dividerà fondamentalmente in tre parti: in primo luogo, un metodo analitico per la modellazione del motore sarà discusso in dettaglio e da esso verrà scritto un algoritmo in Matlab; in secondo luogo, nell'algoritmo Matlab scritto verrà utilizzato un metodo di ottimizzazione che utilizza un algoritmo genetico (GA) al fine di ottenere massa minima e massima efficienza; e in terzo luogo, la geometria risultante del motore dal processo di ottimizzazione verrà disegnata e simulata in un software che utilizza un metodo agli elementi finiti (FEM).