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Progettazione e realizzazione di un motore lineare tubolare a magneti permanenti raffreddato ad azoto liquido

Informazioni tesi

  Autore: Alessandro Fatica
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2005-06
  Università: Università degli Studi di Cassino
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettrica
  Relatore: Maurizio Scarano
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 211

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.

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5 PREFAZIONE When a scientist thinks of something, he asks,–‘Why?’ When an engineer thinks of something, he asks,–‘Why not?’ Questo lavoro ha lo scopo di dimostrare le potenzialità e l’eventuale convenienza, nel realizzare un motore lineare di tipo tubolare, raffreddato in azoto liquido che utilizzi i normali conduttori in rame rispetto a soluzioni HTS. Le potenzialità introdotte dall’uso di liquidi criogenici risiedono principalmente nel notevole calo della resistività dei conduttori, con conseguente riduzione delle perdite per effetto Joule, quando essi si trovano a lavorare a temperature estremamente basse. Ciò comporta una riduzione dei consumi da parte della macchina e soprattutto un incremento del rapporto potenza peso. In questo lavoro sono state affrontate tutte le problematiche tipiche della progettazione di un motore lineare, inoltre, 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

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