Progettazione e realizzazione di un motore lineare tubolare a magneti permanenti raffreddato ad azoto liquido
Autore
Alessandro Fatica - Università degli Studi di Cassino - [2005-06]
Documenti
Abstract
Nel presente lavoro sono state affrontate tutte le tematiche tipiche della progettazione di una macchina elettrica, l’uso di azoto liquido, ha reso necessaria la ricerca e la selezione di materiali capaci di resistere a tale temperatura e l’esigenza di costruire ulteriori apparati e componenti come ad esempio il banco prova per la verifica della resistenza meccanica dei cuscinetti in azoto liquido, o la vasca criogenica, necessaria per effettuare tutte le prove e misurazioni in azoto liquido.
A tutto ciò si è aggiunto la necessità di munirsi di ulteriori componenti, non direttamente correlati con la realizzazione della macchina, ma necessari al suo corretto dimensionamento e funzionamento come: le sonde di temperatura criogeniche e la relativa centralina di misura, i sensori lineari ad effetto Hall, tutti i dispositivi di protezione individuale da contatto con liquidi criogenici come guanti, scarponi, visiere e grembiule e i sistemi di areazione e controllo del tenore di ossigeno nell’aria che sono stati opportunamente valutati e quindi acquistati al fine di eseguire tutte le prove in massima sicurezza.
In una prima fase sono stati testati tutti i materiali necessari alla costruzione del motore sia a temperatura ambiente sia in azoto liquido, si sono quindi scelti quei materiali che garantivano il miglior compromesso tra prestazioni elettriche e meccaniche, in seguito in conformità a tali scelte si è progettato e quindi costruito il motore che è stato testato nel suo complesso in ambiente criogenico, valutando tra l’altro la possibilità e gli eventuali vantaggi in termini economici di utilizzare semplice rame per la costruzione degli avvolgimenti invece che superconduttore HTS.
A tutto ciò si è aggiunto la necessità di munirsi di ulteriori componenti, non direttamente correlati con la realizzazione della macchina, ma necessari al suo corretto dimensionamento e funzionamento come: le sonde di temperatura criogeniche e la relativa centralina di misura, i sensori lineari ad effetto Hall, tutti i dispositivi di protezione individuale da contatto con liquidi criogenici come guanti, scarponi, visiere e grembiule e i sistemi di areazione e controllo del tenore di ossigeno nell’aria che sono stati opportunamente valutati e quindi acquistati al fine di eseguire tutte le prove in massima sicurezza.
In una prima fase sono stati testati tutti i materiali necessari alla costruzione del motore sia a temperatura ambiente sia in azoto liquido, si sono quindi scelti quei materiali che garantivano il miglior compromesso tra prestazioni elettriche e meccaniche, in seguito in conformità a tali scelte si è progettato e quindi costruito il motore che è stato testato nel suo complesso in ambiente criogenico, valutando tra l’altro la possibilità e gli eventuali vantaggi in termini economici di utilizzare semplice rame per la costruzione degli avvolgimenti invece che superconduttore HTS.
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