ITMI20100642A1 - Macchina elettrica, dispositivo di controllo per controllare detta macchina elettrica, sistema elettrico di propulsione comprendente detta macchina elettrica e detto dispositivo di controllo, e metodo per controllare detta macchina elettrica - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

“MACCHINA ELETTRICA, DISPOSITIVO DI CONTROLLO PER CONTROLLARE DETTA MACCHINA ELETTRICA, SISTEMA ELETTRICO DI PROPULSIONE COMPRENDENTE DETTA MACCHINA ELETTRICA E DETTO DISPOSITIVO DI CONTROLLO, E METODO PER CONTROLLARE DETTA MACCHINA ELETTRICAâ€

La presente invenzione à ̈ relativa a una macchina elettrica, un dispositivo di controllo per controllare la detta macchina elettrica, un sistema elettrico di propulsione comprendente detta macchina elettrica e detto dispositivo di controllo e un metodo per controllare la detta macchina elettrica.

In particolare, la presente invenzione riguarda una macchina elettrica, la quale comprende uno statore comprendente un pacco statorico di materiale ferromagnetico avente forma di corona circolare in cui sono praticate delle cave, e avvolgimenti statorici disposti in parte nelle cave; e un rotore.

Tale macchina elettrica à ̈ generalmente accoppiata ad un dispositivo di controllo, in particolare un inverter, disposto tra la macchina elettrica e una sorgente di alimentazione. Il dispositivo di controllo regola tensione e frequenza ai terminali degli avvolgimenti statorici della macchina elettrica. La coppia erogata dalla macchina elettrica ad un determinato numero di giri à ̈ funzione della tensione e della frequenza di alimentazione.

La coppia massima à ̈ funzione della frequenza ed à ̈ una caratteristica della macchina elettrica. A ogni frequenza, inoltre, la coppia massima dipende anche dal flusso magnetico statorico definito dagli avvolgimenti statorici.

In particolare, alimentando la macchina elettrica con il controllo scalare, che agisce direttamente sulla frequenza e sulla tensione ai terminali della macchina elettrica, la coppia massima à ̈ costante in un intervallo di frequenze che va da zero ad una frequenza nominale, e decresce in modo quadratico all’aumentare della frequenza dalla frequenza nominale fino ad una frequenza massima. Quanto detto limita l’applicazione di detta macchina elettrica asincrona multifase quando si ha la necessità di avere un determinato valore di coppia massima alla frequenza massima e in particolare nella maggior parte dei casi in cui à ̈ necessario che il rapporto tra la frequenza massima e la frequenza nominale sia maggiore di 2.

Una soluzione nota consiste nel dimensionare la macchina elettrica in modo da aumentare il valore di coppia massima alla frequenza nominale, poiché in questo modo si aumenta anche il valore di coppia massima alla frequenza massima.

Tuttavia questa soluzione aumenta le dimensioni e il peso della macchina elettrica e ne limita la flessibilità di impiego.

Secondo un’altra soluzione, la macchina elettrica viene dimensionata e alimentata in modo da aumentare il valore della frequenza nominale. In questo modo, infatti, aumenta anche il valore di coppia massima alla frequenza massima, dal momento che la coppia massima rimane costante su un intervallo di frequenze più ampio (ossia fino alla nuova frequenza nominale) e decresce comunque in modo quadratico all’aumentare della frequenza oltre la nuova frequenza nominale.

Tuttavia questa soluzione fa aumentare la corrente negli avvolgimenti della macchina elettrica e di conseguenza richiede dispositivi di controllo aventi dimensioni e costi maggiori.

È uno scopo della presente invenzione quello di realizzare una macchina elettrica che limiti gli inconvenienti dell’arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina elettrica che fornisca un determinato valore di coppia massima alla frequenza massima riducendo dimensioni e/o peso e/o complessità rispetto all’arte nota.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una macchina elettrica che abbia un rapporto tra frequenza massima e frequenza nominale maggiore dell’arte nota senza aumento di dimensioni e/o peso e/o complessità rispetto all’arte nota.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzata una macchina elettrica comprendente un rotore e uno statore che include un pacco statorico di materiale ferromagnetico avente una pluralità di cave e avvolgimenti statorici, per definire un flusso magnetico presentante un valore massimo di flusso magnetico definito in base ad un primo valore di coppia, associato ad una frequenza nominale; la macchina elettrica essendo strutturata per sviluppare una coppia massima pari a un primo valore di coppia quando alimentata con una tensione nominale a frequenza minore o uguale alla frequenza nominale; la macchina elettrica essendo strutturata per sviluppare in servizio continuo una coppia massima pari a un secondo valore di coppia quando alimentata con una tensione massima, maggiore della tensione nominale, alla frequenza massima.

Nella macchina elettrica realizzata secondo la presente invenzione, il valore di coppia massima alla frequenza massima risulta maggiore dell’arte nota a parità di peso e/o dimensioni e/o complessità.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare un dispositivo di controllo per controllare una macchina elettrica che riduca gli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un dispositivo di controllo per controllare una macchina elettrica avente una frequenza nominale, una tensione nominale, una frequenza massima, e una tensione massima in servizio continuo; il dispositivo di controllo essendo configurato per controllare una frequenza e una tensione della macchina elettrica, in un primo intervallo di frequenze inferiori o uguali alla frequenza nominale, secondo una prima modalità di controllo in cui la variazione della tensione à ̈ proporzionale alla variazione della frequenza; e, in un secondo intervallo di frequenze maggiori della frequenza nominale e minori o uguali alla frequenza massima, secondo una seconda modalità di controllo in cui la tensione à ̈ calcolata in base alla frequenza secondo una funzione; detta funzione definendo valori della tensione maggiori della tensione nominale e minori o uguali alla tensione massima.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ realizzare un sistema elettrico di propulsione che riduca gli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un sistema elettrico di propulsione comprendente una macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, e un dispositivo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14 accoppiato alla macchina elettrica.

Un altro scopo della presente invenzione à ̈ realizzare un metodo di controllo per controllare una macchina elettrica che ovvi agli inconvenienti dell’arte nota.

Secondo la presente invenzione à ̈ realizzato un metodo per controllare una macchina elettrica, comprendente le fasi di:

in un primo intervallo di frequenze inferiori a una frequenza nominale della macchina elettrica, controllare una frequenza e una tensione della macchina elettrica secondo una prima modalità di controllo, in cui la variazione della tensione della macchina elettrica à ̈ proporzionale alla variazione della frequenza della macchina elettrica, e in cui la tensione à ̈ minore o uguale a una tensione nominale della macchina elettrica; e

in un secondo intervallo di frequenze superiori alla frequenza nominale, controllare la frequenza e la tensione della macchina elettrica secondo una seconda modalità di controllo, in cui la tensione à ̈ calcolata in base alla frequenza secondo una funzione crescente almeno in un intervallo; detta funzione assumendo valori di tensione maggiori della tensione nominale e minori o uguali a una tensione massima della macchina elettrica.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di un suo esempio non limitativo di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:

- la figura 1 Ã ̈ una vista schematica, con parti asportate per chiarezza, di un sistema elettrico di propulsione realizzato in accordo con la presente invenzione;

- la figura 2 Ã ̈ una vista in elevazione laterale, in sezione e con parti asportate per chiarezza, di una macchina elettrica del sistema elettrico di propulsione di figura 1;

- la figura 3 Ã ̈ una diagramma rappresentante una coppia massima al variare di una frequenza della macchina elettrica di figura 2;

- la figura 4 Ã ̈ diagramma rappresentante una tensione al variare della frequenza della macchina elettrica di figura 2; e

- la figura 5 Ã ̈ una diagramma rappresentante un flusso magnetico al variare della frequenza della macchina elettrica di figura 2.

Nella figura 1 Ã ̈ indicato schematicamente e nel suo complesso con il numero di riferimento 1 un sistema elettrico di propulsione, in particolare un veicolo per autotrazione comprendente una macchina elettrica 2 asincrona multifase; un dispositivo di controllo 3, per esempio un inverter, per controllare la macchina elettrica 2; e una sorgente di alimentazione 4 ricaricabile, per esempio una batteria secondaria, per alimentare la macchina elettrica attraverso il dispositivo di controllo 3.

La sorgente di alimentazione 4 fornisce ai suoi terminali una tensione di alimentazione VAmassima continua.

Con riferimento alla figura 2, la macchina elettrica 2 comprende uno statore 6 includente un pacco statorico 7 di materiale ferromagnetico avente forma di corona circolare in cui sono praticate una pluralità di cave 8, e avvolgimenti statorici 9 disposti in parte nelle cave 8; e un rotore 10 a gabbia di scoiattolo comprendente barre rotoriche 11 conduttrici, due anelli rotorici 12 (nella figura 2 à ̈ visibile un solo anello rotorico 12) di materiale conduttore che cortocircuitano agli estremi le barre conduttrici 11 e un albero (non illustrato nelle figure allegate) per trasmettere la rotazione all’esterno della macchina elettrica 2.

In una variante della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate le barre rotoriche e i due anelli rotorici sono sostituiti da avvolgimenti rotorici, di conseguenza il rotore à ̈ un rotore avvolto.

Ciascun avvolgimento statorico 9 presenta un terminale (non illustrato nelle figure allegate) ed à ̈ associato ad una fase della macchina elettrica 2. Ciascun avvolgimento statorico 9 comprende un numero N di conduttori 15 collegati in serie attivi per definire un flusso magnetico Φ. In altre parole, la macchina elettrica 2 ha un numero N di conduttori 15 in serie per fase che a loro volta definiscono un numero di conduttori 15 in serie per cava 8.

La macchina elettrica 2, in uso, presenta tensioni U e frequenza f ai terminali degli avvolgimenti statorici 9. Le tensioni U sono le tensioni efficaci concatenate ai terminali degli avvolgimenti statorici 9.

Con riferimento alla figura 3, la macchina elettrica 2 à ̈ caratterizzata da una coppia massima Tmaxche varia in base alla frequenza f della macchina elettrica 2 ed à ̈ in relazione, attraverso la frequenza di scorrimento, a una velocità SP del rotore 10.

La coppia massima Tmaxà ̈ costante e pari a un primo valore di coppia T1da una frequenza nulla ad una frequenza nominale fn, e presenta valori decrescenti all’aumentare della frequenza f dalla frequenza nominale fnad una frequenza massima fmax. Il primo valore di coppia T1rappresenta quindi il massimo valore di coppia massima Tmaxdella macchina elettrica 2.

La frequenza massima fmaxà ̈ definita in base a un valore massimo di velocità SPmaxdel rotore 10 che à ̈ tipicamente stabilito come specifica in fase di progetto secondo l’utilizzo desiderato della macchina elettrica 2. La frequenza nominale fnà ̈ definita come il massimo valore di frequenza f tale per cui la coppia massima Tmaxsia uguale al primo valore di coppia T1. In altre parole la frequenza nominale fnstabilisce il valore di frequenza f fino al quale la macchina elettrica 2 esibisce una coppia massima Tmaxpari al primo valore di coppia T1. Sia il primo valore di coppia T1, sia la frequenza nominale fnsono tipicamente stabiliti come specifiche di progetto in base all’utilizzo desiderato della macchina elettrica 2.

Gli avvolgimenti statorici 9 della macchina elettrica 2, quando sono alimentati con la tensione U, determinano il flusso magnetico Φ, riportato nella figura 5. Tale flusso magnetico Φ definisce la coppia massima Tmax. Il pacco statorico 7 comprende lamierini di materiale ferromagnetico, ed à ̈ strutturato in base a un valore massimo di flusso magnetico Φ1. Di conseguenza, la struttura del pacco statorico 7 à ̈ definita dal primo valore di coppia T1.

Il flusso magnetico Φ à ̈ funzione, tra le altre cose, della tensione U, della frequenza f e del numero N di conduttori 15 in serie.

La macchina elettrica 2 presenta una tensione nominale Unche corrisponde al valore di tensione U da applicare con frequenza nominale fnalla macchina elettrica 2 affinché la coppia massima Tmaxdella macchina elettrica 2 sia uguale al primo valore di coppia T1.

Con riferimento alla figura 2, lo statore 8 Ã ̈ strutturato per poter supportare una tensione massima Umax, in servizio continuo, maggiore della tensione nominale Un.

Per servizio continuo in una condizione d’uso si intende che la condizione d’uso à ̈ compatibile con il funzionamento della macchina elettrica 2 per un tempo prolungato senza che la macchina elettrica 2 subisca danni a causa della detta condizione d’uso. Al contrario per servizio limitato in una condizione d’uso, s’intende la condizione d’uso compatibile con il funzionamento della macchina elettrica 2 solo per un tempo limitato, al di sopra del quale la macchina elettrica 2 si danneggia a causa della detta condizione d’uso.

La tensione massima Umaxà ̈ definita in base alla tensione di alimentazione VAdella sorgente di alimentazione 4, in particolare la tensione massima Umaxà ̈ uguale alla tensione di alimentazione VA.

Il numero N di conduttori 15 in serie à ̈ definito in base alla tensione massima Umax, al valore massimo di flusso magnetico Φ1, alla frequenza nominale fne alla frequenza massima fmax.

La tensione nominale Unà ̈ funzione del valore massimo del flusso magnetico Φ1, del numero N di conduttori 15 in serie e della frequenza nominale fn.

La macchina elettrica 2 Ã ̈ configurata in base ai seguenti requisiti di progetto:

a) Frequenza nominale fne primo valore di coppia T1;

b) Frequenza massima fmaxe secondo valore di coppia T2definito dal valore di coppia massima Tmaxdesiderato alla frequenza massima fmax.

La tensione nominale Une il numero N di conduttori 15 in serie per fase sono definiti in base ai requisiti di progetto a) e b).

I requisiti a) e b) vengono soddisfatti utilizzando la formula:

U µN× f × Tmax[1] dove N à ̈ il numero di conduttori in serie per fase. In particolare per soddisfare il requisito b) si pone la tensione U uguale alla tensione massima Umaxche à ̈ uguale alla tensione VA, la frequenza f uguale alla frequenza massima fmaxe Tmaxuguale al secondo valore di coppia T2.

In base a quanto detto sopra, si ottiene un numero N di conduttori 15 in serie parametrizzato in funzione della frequenza massima fmax, del secondo valore di coppia T2e della tensione massima Umax.

Per soddisfare il requisito a), si utilizza la formula [1] in cui si pone f = fn, Tmax= T1e si utilizza il numero N di conduttori 15 in serie parametrizzato appena trovato. In questo modo si ottiene la tensione nominale Unparametrizzata in base a T1, T2, fn, fmaxe Vmax.

Dal momento che la frequenza massima fmax, il secondo valore di coppia T2,la frequenza massima fmax, la frequenza nominale fnom, e il primo valore di coppia T1sono tutti valori noti e definiti a priori in base all’utilizzo desiderato della macchina elettrica 2, si ricava la tensione nominale Undella macchina elettrica 2. Una volta ricavata la tensione nominale Un, si ricava il numero N di conduttori 15 in serie della macchina elettrica 2 dal numero N di conduttori 15 in serie parametrizzato.

In altre parole, durante la fase di progettazione, si sceglie una tensione nominale Uninferiore alla tensione massima Umaxe un numero N di conduttori 15 in serie in modo da ottenere il valore massimo di flusso magnetico Φ1.

Infatti, il flusso magnetico Φ à ̈ proporzionale alla tensione U e inversamente proporzionale al numero N di conduttori 15 in serie. Quindi, il valore massimo di flusso magnetico Φ1può essere ottenuto anche con tensione nominale Uninferiore alla tensione massima Umax, pur di scegliere un numero N di conduttori 15 in serie inferiore a quello richiesto per avere il valore massimo di flusso magnetico Φ1con la tensione massima Umax.

Il numero N di conduttori 15 in serie e la tensione nominale Unvengono definiti in modo tale per cui alla frequenza massima fmaxapplicando la tensione massima Umax, la macchina elettrica 2 presenti una coppia massima Tmaxpari al secondo valore di coppia T2. Inoltre, la macchina elettrica 2 presenta il primo valore di coppia T1quando alimentata con tensione nominale Une frequenza nominale fn. I requisiti a) e b) sono soddisfatti senza aumentare le dimensioni della macchina elettrica 2 attraverso un controllo scalare appropriato che sarà illustrato in seguito.

La detta macchina elettrica 2 quindi può essere alimentata in servizio continuo con una tensione U maggiore della tensione nominale Un, purchà ̈ non superiore alla tensione massima Umax, a una frequenza f maggiore della frequenza nominale fne minore o uguale della frequenza massima fmax.

La macchina elettrica 2 comprende un sistema di raffreddamento (non rappresentato nelle figure allegate) dimensionato per una potenza termica Ptdi raffreddamento uguale a una potenza nominale Pndefinita in base alla tensione nominale Un, alla corrente assorbita alla tensione nominale Une al rendimento della macchina elettrica 2.

Con riferimento alla figura 1, il sistema elettrico di propulsione 1 comprende un’interfaccia utente 18 accoppiata al dispositivo di controllo 3 per fornire una velocità desiderata SPd, e un sensore di velocità (non illustrato nelle figure allegate) accoppiato al rotore 10 per rilevare la velocità SP rotorica.

Il dispositivo di controllo 3 regola la tensione U la e frequenza f con un controllo scalare, in base alla velocità desiderata SPde alla velocità SP rotorica rilevata. Qui e nel seguito, per controllo scalare si intende un metodo di controllo per una macchina elettrica asincrona che agisce sulla frequenza e sulla tensione efficace ai terminali della macchina elettrica e in cui non vengono calcolate la componente diretta e la componente in quadratura della grandezza elettrica (tensione o corrente) utilizzata per controllare la macchina elettrica 2.

Con riferimento alla figura 4, il dispositivo di controllo 3 opera in accordo a una prima modalità di controllo quando la frequenza f à ̈ minore o uguale alla frequenza nominale fn, e in accordo a una seconda modalità di controllo, quando la frequenza f à ̈ superiore alla frequenza nominale fne minore o uguale alla frequenza massima fmax.

Nella prima modalità di controllo, la variazione della tensione U à ̈ proporzionale alla variazione della frequenza f, come mostrato in figura 4. In altre parole, al crescere della frequenza f, il dispositivo di controllo 3 aumenta il valore della tensione U in modo proporzionale alla frequenza f stessa. Con riferimento alla figure 3 e 5, quando il dispositivo di controllo 3 opera nella prima modalità di controllo la macchina elettrica 2 presenta una coppia massima Tmaxuguale al primo valore di coppia T1e un flusso magnetico Φ uguale al valore massimo di flusso magnetico Φ1.

Nella seconda modalità di controllo, la tensione U à ̈ calcolata in base alla frequenza f secondo una funzione u1(f) e assume valori di tensione U maggiori della tensione nominale Une minori o uguali alla tensione massima Umax. In un diagramma frequenza-tensione, la funzione u1(f) à ̈ una curva che unisce un punto definito dalla tensione nominale Une dalla frequenza nominale fncon un altro punto definito dalla tensione massima Umaxe dalla frequenza massima fmax. I valori di tensione U definiti dalla funzione u1(f) sono, almeno in un intervallo, crescenti al crescere della frequenza f. Inoltre la funzione u1(f) presenta, almeno in un intervallo, una derivata positiva e decrescente all’aumentare della frequenza f.

In una forma di realizzazione alternativa della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate, la funzione u1(f) Ã ̈ una linea spezzata.

In un’ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione non illustrata nelle figure allegate, la funzione u1(f) à ̈ un linea rettilinea che unisce il punto definito dalla tensione nominale Une dalla frequenza nominale fncon il punto definito dalla tensione massima Umaxe dalla frequenza massima fmax.

I valori della funzione u1(f) sono definiti in base ai valori di coppia massima Tmaxdesiderata e/o ai valori di flusso magnetico Φ desiderati.

Con riferimento alla figura 5, quando il dispositivo di controllo 3 agisce secondo la seconda modalità di controllo, il flusso magnetico Φ dalla frequenza nominale fnalla frequenza massima fmax, almeno in un intervallo, decresce meno rapidamente di una funzione k/f all’aumentare della frequenza f. In altre parole, il flusso magnetico Φ dalla frequenza nominale fnalla frequenza massima fmaxpresenta, a parità di frequenza, valori maggiori di una curva A’ che à ̈ ottenuta alimentando la macchina elettrica 2 con la tensione nominale Una frequenze superiori alla frequenza nominale fn.

Di conseguenza dal momento che la coppia massima Tmaxà ̈ proporzionale al quadrato del flusso magnetico Φ, dalla frequenza fnalla frequenza massima fmax, la coppia massima Tmaxdecresce in misura minore di una diminuzione quadratica all’aumentare della frequenza f. In altre parole la coppia massima Tmaxdalla frequenza nominale alla frequenza massima presenta valori a parità di frequenza maggiori di una curva A†che à ̈ ottenuta alimentando la macchina elettrica 2 con la tensione nominale Una frequenze superiori alla frequenza nominale fn.

Inoltre, in una forma di attuazione non limitativa, il dispositivo di controllo 3 à ̈ configurato per porre la tensione U uguale alla tensione massima Umaxesclusivamente nell’intorno della frequenza massima fmax, e porre la tensione U uguale alla tensione nominale Unesclusivamente nell’intorno della frequenza nominale fn.

In definitiva il dispositivo di controllo 4 definisce un metodo di controllo scalare perché regola direttamente la tensione U e la frequenza f ai capi della macchina elettrica 2, senza calcolare la componente diretta e la componente in quadratura della tensione. Quindi, non aumenta la complessità del sistema di controllo.

La presente invenzione à ̈ particolarmente vantaggiosa perché consente di ottenere un rapporto relativamente alto tra la frequenza massima e la frequenza nominale senza aumentare le dimensioni della macchina elettrica. Inoltre, il metodo descritto definisce un innovativo controllo scalare che offre maggiori prestazioni del controllo scalare dell’arte nota, senza aumentare, di fatto, la complessità del controllo. Inoltre il sistema di propulsione realizzato secondo la presente invenzione risulta relativamente leggero e meno ingombrante dell’arte nota.

La macchina elettrica 2 à ̈ usata prevalentemente come motore elettrico, di conseguenza il dispositivo di controllo 3 alimenta la macchina elettrica 2 dalla sorgente di alimentazione 4 secondo quanto detto precedentemente. La presente invenzione può essere applicata anche quando la macchina elettrica 2 à ̈ utilizzata come generatore e di conseguenza il dispositivo di controllo 3 ricarica la sorgete di alimentazione 4 agendo in modo analogo a quanto detto precedentemente.

Risulta infine evidente che alla macchina elettrica 1 qui descritta e al suo impiego possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (26)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Macchina elettrica comprendente un rotore (10) e uno statore (6) che include un pacco statorico (7) di materiale ferromagnetico avente una pluralità di cave (8) e avvolgimenti statorici (9), per definire un flusso magnetico (Φ) presentante un valore massimo di flusso magnetico (Φ1) definito in base ad un primo valore di coppia (T1), associato ad una frequenza nominale (fn); la macchina elettrica (2) essendo strutturata per sviluppare una coppia massima (Tmax) pari a un primo valore di coppia (T1) quando alimentata con una tensione nominale (Un) a frequenza minore o uguale alla frequenza nominale (fn); la macchina elettrica (2) essendo strutturata per sviluppare in servizio continuo una coppia massima (Tmax) pari a un secondo valore di coppia (T2) quando alimentata con una tensione massima (Umax), maggiore della tensione nominale (Un), alla frequenza massima (fmax).
2. 2. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 1, in cui ciascun avvolgimento statorico (9) comprende un numero (N) di conduttori (15) collegati in serie e in cui la tensione nominale (Un) e il numero (N) di conduttori (15) collegati in serie sono definiti in base alla tensione massima (Umax).
3. 3. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 2, in cui la tensione nominale (Un) e il numero (N) di conduttori (15) collegati in serie sono definiti in base al secondo valore di coppia (T2).
4. 4. Macchina elettrica secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la tensione nominale (Un) e il numero (N) di conduttori (15) collegati in serie sono definiti in base alla frequenza massima (fmax).
5. 5. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 4, in cui la tensione nominale (Un) e il numero (N) di conduttori (15) collegati in serie sono definiti in base alla frequenza nominale (fn).
6. 6. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 5, in cui la tensione nominale (Un) e il numero (N) di conduttori (15) collegati in serie sono definiti in base al primo valore di coppia (T1).
7. 7. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente un sistema di raffreddamento dimensionato per una potenza termica (Pt) uguale a una potenza nominale (Pn) definita in base alla tensione nominale (Un).
8. 8. Macchina elettrica secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il pacco statorico (7) Ã ̈ strutturato in base al primo valore di coppia (T1).
9. 9. Dispositivo di controllo per controllare una macchina elettrica (2) avente una frequenza nominale (fn), una tensione nominale (Un), una frequenza massima (fmax), e una tensione massima (Umax) in servizio continuo; il dispositivo di controllo (3) essendo configurato per controllare una frequenza (f) e una tensione (U) della macchina elettrica (2), in un primo intervallo di frequenze inferiori o uguali alla frequenza nominale (fn), secondo una prima modalità di controllo in cui la variazione della tensione (U) à ̈ proporzionale alla variazione della frequenza (f); e, in un secondo intervallo di frequenze maggiori della frequenza nominale (fn) e minori o uguali alla frequenza massima (fmax), secondo una seconda modalità di controllo in cui la tensione (U) à ̈ calcolata in base alla frequenza (f) secondo una funzione (u1(f)); detta funzione (u1(f)) definendo valori della tensione (U) maggiori della tensione nominale (Un) e minori o uguali alla tensione massima (Umax).
10. 10. Dispositivo di controllo secondo la rivendicazione 9, in cui la funzione (u1(f)) presenta, almeno in un intervallo, una derivata positiva e decrescente all’aumentare della frequenza (f).
11. 11. Dispositivo di controllo secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui la funzione (u1(f)) definisce una linea che collega un primo punto definito dalla tensione nominale (Un) e dalla frequenza nominale (fn) e un secondo punto definito dalla tensione massima (Umax) e dalla frequenza massima (fmax); detta linea (u1(f)) essendo preferibilmente curva o spezzata o rettilinea.
12. 12. Dispositivo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 11, configurato in modo che la funzione (u1(f)) comprenda un punto definito dalla tensione nominale (Un) e da una frequenza nominale (fn) e un punto definito dalla tensione massima (Umax) e da una frequenza massima (fmax); e configurato per variare la tensione (U) e la frequenza (f) secondo la funzione (u1(f)) in modo che, a ciascun valore di frequenza dalla frequenza nominale (fn) alla frequenza massima (fmax), un valore di un flusso magnetico (Φ) della macchina elettrica (2) sia maggiore di una prima curva (A’) che à ̈ ottenuta alimentando la macchina elettrica (2) con la tensione nominale (Un) a frequenze superiori alla frequenza nominale (fn).
13. 13. Dispositivo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 12, configurato in modo che la funzione (u1(f)) comprenda un primo punto definito dalla tensione nominale (Un) e dalla frequenza nominale (fn) e un secondo punto definito dalla tensione massima (Umax) e dalla frequenza massima (fmax); e configurato per variare la tensione (U) e la frequenza (f) secondo la funzione (u1(f)), in modo che, ad ogni valore dalla frequenza nominale (fn) alla frequenza massima (fmax), un valore della coppia massima (Tmax) sia maggiore di una seconda curva (A†) che à ̈ ottenuta alimentando la macchina elettrica (2) con la tensione nominale (Un) a frequenze superiori alla frequenza nominale (fn).
14. 14. Dispositivo di controllo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 13, configurato per porre la tensione (U) uguale alla tensione massima (Umax) solo attorno alla frequenza massima (fmax), e porre la tensione (U) uguale alla tensione nominale (Un) solo attorno alla frequenza nominale (fn).
15. 15. Sistema elettrico di propulsione comprendente una macchina elettrica (2) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, e un dispositivo di controllo (4) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 9 a 14 accoppiato alla macchina elettrica (2).
16. 16. Sistema elettrico di propulsione secondo la rivendicazione 15, comprendente una sorgente di alimentazione (4), per fornire una tensione di alimentazione (VA); la macchina elettrica (2) essendo accoppiata alla sorgente di alimentazione (4) attraverso il dispositivo di controllo (4); e in cui la tensione massima (Umax) della macchina elettrica (2) Ã ̈ definita in base alla tensione di alimentazione (VA) della sorgente di alimentazione (4), preferibilmente la tensione massima (Umax) Ã ̈ sostanzialmente uguale alla tensione di alimentazione (VA).
17. 17. Sistema elettrico di propulsione secondo la rivendicazione 16, in cui un rapporto tra la tensione nominale (Un) e la tensione massima (Umax) Ã ̈ definito in base al primo valore di coppia (T1), al secondo valore di coppia (T2), alla frequenza nominale (fn), e alla frequenza massima (fmax).
18. 18. Metodo per controllare una macchina elettrica (2), comprendente le fasi di: in un primo intervallo di frequenze inferiori a una frequenza nominale (fn) della macchina elettrica (2), controllare una frequenza (f) e una tensione (U) della macchina elettrica (2) secondo una prima modalità di controllo, in cui la variazione della tensione (U) della macchina elettrica (2) à ̈ proporzionale alla variazione della frequenza (f) della macchina elettrica (2), e in cui la tensione (U) à ̈ minore o uguale a una tensione nominale (Un) della macchina elettrica (2); e in un secondo intervallo di frequenze superiori alla frequenza nominale (fn), controllare la frequenza (f) e la tensione (U) della macchina elettrica (2) secondo una seconda modalità di controllo, in cui la tensione (U) à ̈ calcolata in base alla frequenza (f) secondo una funzione (u1(f)) crescente almeno in un intervallo; detta funzione (u1(f)) assumendo valori di tensione (U) maggiori della tensione nominale (Un) e minori o uguali a una tensione massima (Umax) della macchina elettrica (2).
19. 19. Metodo secondo la rivendicazione 18, in cui la funzione (u1(f)) presenta, almeno in un intervallo, una derivata positiva e decrescente all’aumentare della frequenza (f).
20. 20. Metodo secondo la rivendicazione 18 o 19, in cui la funzione (u1(f)) definisce una linea che collega un punto definito dalla tensione nominale (Un) e dalla frequenza nominale (fn) e un punto definito dalla tensione massima (Umax) e dalla frequenza massima (fmax); detta linea (u1(f)) essendo preferibilmente curva o spezzata o rettilinea.
21. 21. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 20, in cui la funzione (u1(f)) comprende un punto definito dalla tensione nominale (Un) e dalla frequenza nominale (fn) e un punto definito dalla tensione massima (Umax) e dalla frequenza massima (fmax); il metodo comprendendo la fase di variare la tensione (U) e la frequenza (f) secondo la funzione (u1(f)) in modo che, per ciascuna frequenza dalla frequenza nominale (fn) alla frequenza massima (fmax), la macchina elettrica (2) presenti un valore di un flusso magnetico (Φ) maggiore di una prima curva (A’) che à ̈ ottenuta alimentando la macchina elettrica (2) con la tensione nominale (Un) a frequenze superiori della frequenza nominale (fn).
22. 22. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 21, in cui la funzione (u1(f)) comprende un punto definito dalla tensione nominale (Un) e dalla frequenza nominale (fn) e un punto definito dalla tensione massima (Umax) e dalla frequenza massima (fmax); il metodo comprendendo la fase di variare la tensione (U) e la frequenza (f) secondo la funzione (u1(f)) in modo che, per ciascuna frequenza dalla frequenza nominale (fn) alla frequenza massima (fmax), un valore di coppia massima (Tmax) sia maggiore di una seconda curva (A†) che à ̈ ottenuta alimentando la macchina elettrica (2) con la tensione nominale (Un) a frequenze superiori alla frequenza nominale (fn).
23. 23. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 22, in cui la tensione massima (Umax) Ã ̈ applicata solo attorno alla frequenza massima (fmax), e in cui la tensione nominale (Un) Ã ̈ applicata solo attorno alla frequenza nominale (fn).
24. 24. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 23, in cui la macchina elettrica (2) Ã ̈ dimensionata per una potenza termica (Pt) uguale a una potenza nominale (Pn) definita dalla tensione nominale (Un).
25. 25. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 24, in cui la macchina elettrica (2) Ã ̈ alimentata da una sorgente di alimentazione (4) fornente una tensione di alimentazione (VA) attraverso un dispositivo di controllo (3); la tensione massima (Umax) essendo sostanzialmente uguale alla tensione di alimentazione (VA) della sorgente di alimentazione (4).
26. 26. Metodo di controllo scalare secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 18 a 25, preferibilmente il metodo di controllo scalare controllando direttamente solamente la tensione (U) e la frequenza (f) ai capi della macchina elettrica (2).