Il RILANCIO DELL' ECONOMIA

martedì 17 novembre 2009

da LAVOCE.INFO

Un futuro sostenibile
Marzio Galeotti

Fare ripartire il paese per riprendere il corso precedente significa sprecare una grande opportunità. L'occasione da cogliere è quella di indirizzare lo sviluppo in una diversa direzione, più improntata alla sostenibilità. Importante è fare interventi di tipo strutturale. 

Un intervento, in linea di principio neutrale rispetto al bilancio statale, è quello di detassare il lavoro e tassare maggiormente l'energia in base alle emissioni generate. Si dovrebbe rispolverare la proposta di carbon tax introdotta nella Legge finanziaria per il 1998 dall'allora ministro Ronchi. La proposta è in linea con quanto si va prospettando in Europa. 

Un secondo tipo di intervento è di natura regolamentare per omogeneizzare il regime di autorizzazione e controlli legati alla diffusione delle energie rinnovabili e alle misure di efficienza energetica, al fine di favorire lo sviluppo di nuovi settori di attività economica che portano con sé occupazione e iniziativa imprenditoriale. Qui è importante migliorare i meccanismi di coordinamento e raccordo tra l'amministrazione centrale e quelle locali. 
Infine, si tratta di disegnare opportuni incentivi alla ricerca e innovazione nel campo delle nuove tecnologie sulle fonti energetiche alternative e su quelle di risparmio ed efficienza energetica. 

Dovrebbero essere incentivi sia alla ricerca di base e applicata, sia di riorientamento delle abitudini di consumo energetico. 

Obiettivi e vantaggi

lunedì 16 novembre 2009

Rispetto ai limiti delle tecniche fino ad oggi utilizzate nella costruzione di motori elettrici, il New Magnetic Engine permette di realizzare un motore dotato di rendimento sostanzialmente costante su un'ampia gamma di carichi, tramite l'uso di magneti permanenti montati sullo statore e generanti un flusso magnetico che può essere controllato da una corrente elettrica relativamente bassa, la quale fluisce in bobine pure alloggiate sullo statore.
Il New Magnetc Engine si propone poi di raggiungere rendimenti superiori al 90% anche in versioni leggere e poco potenti, adatte all'uso in applicazioni domestiche e simili.
Un altro obiettivo dell'invenzione consiste nella riduzione della dispersione termica in virtù di rendimenti elevatissimi, sostanzialmente costanti al variare del carico, e di una scelta accurata dei materiali costruttivi.
I motori basati sulla presente invenzione possono fare a meno di un sistema di raffreddamento dinamico, migliorando così il rapporto peso/potenza.

Descrizione del New Magnetic Engine

L'invenzione, nella sua forma di realizzazione preferenziale, comprende tre motori elettrici che condividono il medesimo asse di rotazione e operano in fase, controllati da un encoder ottico, che determina istante per istante la posizione dei rotori rispetto ai relativi statori e che comunica con una centralina elettronica contenente un processore, il quale gestisce, tramite un driver, uno stadio finale di potenza, che determina l'erogazione di corrente nelle bobine presenti sugli statori.

Ciascun motore comprende un rotore e uno statore. Sullo statore si alternano, in numero minimo di due, magneti permanenti a forma di settore di corona circolare e segmenti statorici, composti da due poli ferromagnetici a contatto con i magneti permanenti e connessi da un nucleo su cui è avvolta una bobina di rame. La sezione di tale nucleo coincide con quella della testa polare di ciascun polo ferromagnetico e con quella di ciascuna cavità polare e testa polare presente sul rotore.

Motori elettrici: lo stato della tecnica

Esistono molti tipi di motori elettrici, che trovano applicazione nelle più svariate attività produttive. Caratteristiche fondamentali dei motori elettrici sono il rendimento, definito come rapporto tra la potenza (meccanica) erogata e la potenza (elettrica) assorbita, la potenza massima, che corrisponde al massimo carico che un motore può sostenere, il peso e il volume. Tipicamente un motore più potente risulta anche più pesante e voluminoso.

I motori elettrici a spazzole soffrono di un rapido logorio delle componenti dovuto alla presenza di corpi striscianti. Questi ultimi determinano anche una difficoltà nell'inversione del senso di rotazione.

In alcuni motori senza spazzole, il rotore alloggia magneti permanenti o avvolgimenti, che ostacolano il raggiungimento di un elevato numero di giri a causadella difficoltà di mantenere il rotore bilanciato. Inoltre la forza centrifuga sottopone le componenti presenti sul rotore a sforzi crescenti con il numero di giri, che a lungo andare determinano danneggiamenti alla struttura del motore. Gli avvolgimenti presenti nei motori senza spazzole sono generalmente molto complicati sia dal punto di vista della geometria che, conseguentemente, della produzione.

I motori a riluttanza variabile privi di un encoder, che controlli istante per istante la posizione relativa di rotore e statore, sono soggetti al rischio di perdere il passo e di fermarsi a seguito di un cambiamento improvviso nel carico.

Il Prototipo MK12 - Step by step

venerdì 13 novembre 2009

Il motore è dimensionato per lavorare con un flusso di 1,7 T nei nuclei e nelle teste polari. Le perdite del lamierino non vanno ad influenzare la resa finale del motore, che anche lavorando al limite della saturazione risulta essere superiore al 90%, resa misurata facendo il rapporto fra l’energia meccanica disponibile sull’asse, e l’energia elettrica in ingresso prima dell’inverter.

I magneti utilizzati sono al neodimio, che mantenendo invariata la loro rimanenza fino a 150 °C riescono ad avere un flusso di circa 1,42 T. Per poter portare i nuclei a 1,7 T concentrando il flusso dei magneti, si hanno a disposizione due soluzioni, una di queste due è quella di aumentare la superficie del magnete. Per fare ciò si è però costretti ad aumentare significativamente anche la superficie di appoggio del magnete dovendo aumentare la dimensione e quindi il diametro del motore. Di conseguenza si va ad aumentare il peso ed il volume del motore a scapito del rapporto peso potenza. Per ovviare a ciò abbiamo progettato dei magneti a sezione circolare (spicchio di torta), così facendo abbiamo sottratto ferro al motore sostituendolo con il magnete che è quindi aumentato in termini di volume e superficie presentando una forza di attrazione assai maggiore. Utilizzando questa soluzione abbiamo potuto alleggerire il motore in termini di quantità di ferro lasciando invariato il diametro e potendo però portare i nuclei a 1,7 T.

Il Prototipo MK12

Il New Magnetic Engine si basa sul principio della deviazione magnetica generata all'interno di un parallel path. L'intuizione è nata dalle prime analisi e sperimentazioni del Motore di Flynn.
Ciò che differisce dal motore di Flynn è innanzitutto lo spunto sulla partenza, infatti i motori di Flynn avendo una geometria “monofase” non riescono, se non in parte, a prediligere un senso di rotazione, per questo sulla partenza tendono ad avere un andamento irregolare (effetto tergicristallo). Flynn per ovviare a ciò, sulla sua geometria, e più in particolare sulle teste polari dello statore, ha pensato di fare un piccolo “dente” per rendere “irregolare” il passaggio del flusso magnetico. Questo “dente” infatti posto sull’estremità delle teste polari, tende a saturarsi e quindi a trasmettere sul rotore meno flusso rispetto all’estremità opposta, per questo il rotore tenderà ad avviarsi nella direzione dell’estremità senza interruzioni e cioè dove viene attratto con maggior flusso.

La criticità riscontrata con questa soluzione è nell'esperienza che comunque non si avrà mai un avvio deciso e violento, come si può avere in un motore brushless e in un qualsiasi motore trifase, ma avremo solamente un effetto ridotto della “indecisione” del verso di rotazione. Fra l’altro questo tipo di geometria ha il difetto di non avere la reversibilità del moto del rotore in quanto il rotore tenderà ad avviarsi sempre nello stesso senso. Se volessimo poi forzare il rotore a girare in senso opposto, avremo che il motore una volta avviato avrà una resa inferiore dovuta alla saturazione locale del “dentino”.



La nostra idea invece per risolvere il problema dello spunto è quella di sfasare tre rotori sul medesimo asse avente ognuno una sfasatura di 4 gradi. I tre statori sono invece allineati e paralleli fra di loro. Questo ci permette di avere un motore Trifase e di non avere quindi nessun tipo di problema sullo spunto e sulla reversibilità del moto. Grazie a ciò abbiamo la possibilità di sostituire qualsiasi motore elettrico con il prototipo MK12 senza incorrere in nessun tipo di problema di incompatibilità.