Progettare 462

87 progettare 462 • maggio 2024 là, alcune aziende hanno combinato diversi tipi di motore, come ha fatto recentemente Koenigsegg Automoti- ve AB con il suo motore ‘raxial flux’. Infine, anche l’industria aerospaziale e navale si sta indirizzando verso so- luzioni elettriche. In definitiva, c’è un vasto panorama di opzioni da esplo- rare per ottenere il miglior progetto di motore, e la modellazione 3D sarà fondamentale per il suo successo. Calibrare modelli di motore 2D Una volta testati e impostati corretta- mente, i modelli di motore 2D e 2,5D possono essere davvero molto utili, soprattutto nell’ambito dell’ottimizza- zione topologica o della selezione dei parametri. Molti effetti 3D possono essere replicati o approssimati con modelli 2D. Questo vale per le mac- chine a flusso radiale e, in una certa misura, anche per quelle a flusso assiale. I modelli 2D presentano però diversi limiti.Tradizionalmente, dove- vano essere calibrati e verificati con cicli di prototipazione molto costosi. I produttori più affermati si sono ba- sati sui dati raccolti nel corso degli anni, attenendosi a progetti già noti. Oggi, grazie ai recenti progressi nello sviluppo di hardware e software, i modelli di motore 3D possono colma- re il gap, consentendo una notevole riduzione dei costi e uno sviluppo più rapido dei prodotti. Un importante passo preliminare è massimizzare l’affidabilità dei modelli 3D. A tale scopo, si possono esami- nare casi semplici per i quali si sa che la soluzione 2D è esatta, come un modello 3D che non è altro che una semplice estrusione. Queste con- figurazioni possono essere utilizzate per mettere a punto le mesh 3D e le impostazioni del solutore per trovare un buon compromesso tra velocità di soluzione e precisione. È possibile anche effettuare un confronto con le misure sperimentali. Da questo punto in poi, il modello 3D può assumere molte forme (con o senza skew, con o senza giri finali, con o senza segmentazione del magnete e così via) e si può ricorrere a un confron- to tra queste forme per isolare alcuni effetti. Il passo successivo consiste nel determinare fino a che punto questi effetti possono essere replicati in 2D e, se non è possibile, verificare se esiste una logica di fondo che può essere utilizzata per migliorare i modelli 2D così da riprodurre meglio i risultati 3D e, in ultima analisi, le misurazioni. In questa operazione, i modelli 3D saranno molto utili per mappare i punti chiave di interesse: anche se non sappiamo con precisione quali materiali verranno utilizzati o quali condizioni termiche verranno appli- cate, possiamo comunque indagare quali sono i parametri di input che hanno una forte influenza sulle pre- stazioni della macchina e quali pos- sono essere ignorati o sfruttati per risparmiare sui costi. Infine, è importante tenere presente che il motore elettrico è una macchina multifisica. Pertanto, un progetto otti- male terrà conto anche delle prestazio- ni meccaniche, acustiche e termiche. Un modello 2,5D, costituito da uno stack di tre modelli 2D. Questo modello combinato è in grado di approssimare varie configurazioni di skew.