2017/2018

2018/2019

DM270

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL'INFORMAZIONE

INGEGNERIA ELETTRICA

Energetica

2°

Annualità Singola (01/10/2018 - 14/06/2019)

12

Integrazione di semplici equazioni differenziali; Scomposizione in armoniche di una forma d’onda periodica; Uso di diagrammi vettoriali; Cenni sul funzionamento a regime delle macchine elettriche, sulle valvole di potenza a semiconduttore e sui convertitori statici.

Il corso è costituito da 2 moduli, dei quali l'uno è mutuato dai primi 9cfu di Industrial Drives for Industry Applications, mentre il secondo (3 cfu) tratta dei sitemi ad aria compressa.

Electrical Drives for Industrial Applications (9 cfu)-
Vengono presentati gli aspetti relativi al comportamento in regime statico e dinamico delle macchine elettriche, in particolare macchine a induzione e motori brushless, alimentate da convertitori statici, all'operazione degli inverter a frequenza variabile, agli schemi regolazione con controllo di coppia e di e velocità. Nel corso delle lezioni vengono sottolineati gli aspetti legati al risparmio energetico e si accenna alle applicazioni con carichi fluidodinamici.

Energy Efficiency in Compressed Air Systems (3 cfu)-

L'insegnamento è seguito dagli studenti delle LM in Ingegneria Elettriica, percorso Energetica.

Di seguito vengono elencati sommariamente per ciascuno dei due moduli gli argomenti presentati a lezione.

Electrical Drives for Industrial Applications (9cfu, nota: gli argomenti sono presentati per macrotemi e non in ordine cronologico) -

Equazione di equilibrio meccanico: coppie e inerzie riflesse, caratteristche statiche dei carichi e degli attuatori, stabilità del punto di lavoro, jerk, rapporto ottimo di trasmissione, accoppiamento elastico motore-carico, regioni a coppia e potenza costante.

Azionamenti con motore a induzione alimentati da inverter
Equazioni del motore valide in regime comunque variabile: esempi di simulazione; cambio del sistema di riferimento e trasformazioni di Park; rappresentazione vettoriale di grandezze trifasi; Orientamento di Campo (Controllo Vettoriale): principio operativo, controllo diretto e indiretto; funzionamento in deflussaggio.

Inverter trifase: configurazioni attive e nulle, modulazione con l'utilizzo di vettori di tensione (Space Vector Modulation); esagono limite, scelta della sequenza delle configurazioni; distorsione della tensione dovuta ai tempi morti; tensione di modo comune.


Regolazione e dinamica degli azionamenti elettrici
Caratteristiche e modelli delle macchine in regime comunque variabile, funzioni di trasferimento, stabilità del funzionamento; regolazione ad anello aperto e chiuso, controllo di corrente: sistemi di riferimento fisso e rotante, controllo ad isteresi e con regolatori PI, disaccoppiamento nel controllo delle componenti di corrente, controllo predittivo. Regolazione di velocità e di posizione negli azionamenti; schemi di regolazione in cascata e cenni ad altri metodi di controllo. Azionamenti con macchine in corrente continua alimentate da raddrizzatore e da chopper.

Macchine Brushless
Motori sincroni a magneti permanenti sul rotore (brushless): cenni costruttivi, tipi di magneti e loro disposizione, forze elettromotrici indotte ad andamento trapezio e sinusoidale; macchine isotrope e anisotrope; espressione della coppia e cogging; circuiti di comando e schemi di regolazione; caratteristiche di coppia degli azionamenti con macchine brushless. Operazione in indebolimento di campo: definizione dei principali metodi di controllo (MTPA, MTPV) e luoghi geometrici (coppia, limite di tensione e di corrente, ecc.)

Energy Efficiency in Compressed Air Systems (3cfu) -

Electrical Drives for Industrial Applications (9cfu)-
Lezioni (ore/anno in aula): 52
Esercitazioni (ore/anno in aula): 28
Attività pratiche /Seminari (ore/anno in aula): 4


Energy Efficiency in Compressed Air Systems (3cfu) -

Electrical Drives for Industrial Applications (9cfu)
Di seguito sono indicati alcuni testi di carattere generale sugli azionamenti elettrici; altro materiale (fotocopie lucidi, appunti, articoli, cataloghi e simili), normalmente sotto forma di link ad indirizzi sul Web, verrà fornito dal docente nel corso delle lezioni. Vedi piattaforma KIRO.

Legnani, Tiboni, Adamini. Meccanica degli Azionamenti vol. 1 - Azionamenti Elettrici. Progetto Leonardo, Bologna, 2002.

W. Leonhard. Control of Electrical Drives. Springer Verlag, 1998.

Bimal K. Bose. Power Electronics and Variable Frequency Drives. Technology and Applications. IEEE Press, 1997.

Mohan, Undeland, Robbins. Elettronica di potenza. Convertitori e applicazioni. Hoepli, Milano, 2005.

Murphy, Turnbull. A.C. current control. Pergamon Press,1988.

L. Bonometti. Convertitori di potenza e servomotori brushless. UTET 2001.


Energy Efficiency in Compressed Air Systems (3cfu) -

Le modalità di verifica sono distinte per i due moduli del corso; il voto finale è dato dalla media pesata delle valutazioni di ciascun modulo.

Electrical Drives for Industrial Applications (9cfu)-
L’esame consiste in un colloquio orale sugli argomenti del corso, che può comprendere un esercizio scritto sui contenuti di base delle lezioni. L’esito di eventuali relazioni su argomenti specifici concordati col docente durante il corso, così come la valutazione dell'interesse manifestato dagli allievi durante le lezioni, concorrerà alla proposta del voto finale.


Energy Efficiency in Compressed Air Systems (3cfu) -