Avvolgimenti multi-conduttore per motori elettrici operanti a frequenza elevata

This thesis addresses the topic of reducing AC losses in high-frequency (500 Hz – 2.0 kHz) windings of electric machines. The main objective is to design motors that operate at high frequencies in order to achieve higher power density by increasing the rated speed and the number of poles, thus reducing the overall mass of the motor. This aspect is particularly important in the automotive and aerospace sectors, where compact size and high-power density are key factors. The research work focuses on the design of windings suitable for high frequencies, aiming to meet the required specifications and limit additional losses. Various types of windings are analyzed, with particular attention given to Hairpin-type bar conductors. The idea of replacing solid conductors with subdivided/transposed ones is introduced with the goal of determining the optimal arrangement to limit winding AC losses.

Questa tesi affronta il tema della riduzione delle perdite AC negli avvolgimenti ad alte frequenze (500 Hz – 2.0 kHz) delle macchine elettriche. L'obiettivo principale è progettare motori che operino a frequenze elevate, al fine di ottenere una maggiore densità di potenza attraverso l'aumento della velocità nominale e del numero di poli, riducendo così la massa complessiva del motore. Questo aspetto riveste particolare importanza nei settori automobilistico e aerospaziale, dove le dimensioni ridotte e l'alta densità di potenza sono fattori chiave. Il lavoro di ricerca si concentra sulla progettazione di avvolgimenti adeguati alle alte frequenze, in modo da soddisfare i requisiti richiesti e limitare le perdite aggiuntive. In particolare, vengono analizzate diverse tipologie di avvolgimenti, con particolare attenzione ai conduttori in barra di tipo Hairpin. L'idea di suddividere questi conduttori viene introdotta con l'obiettivo di determinare la disposizione ottimale per limitare le perdite AC.