OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire all’allievo le conoscenze e le procedure operative necessarie per definire le specifiche di azionamenti elettrici ad alte prestazioni e per effettuare la progettazione di massima di azionamenti per sistemi meccatronici

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Fornire le nozioni di base sulla struttura e sul funzionamento delle macchine elettriche e dei convertitori statici. Somministrare le conoscenze di base sulle diverse tipologie di azionamenti elettrici, in termini di architettura e sistemi di controllo, nel contesto delle applicazioni principali.

MODALITA' DIDATTICHE

Sono previste lezioni frontali ed esercitazioni numeriche in aula, unitamente a prove in laboratorio.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Macchine elettriche

1. Generalità sulle macchine elettriche
   1. Generatori, motori, trasformatori. Problematiche termiche
   2. Principi di funzionamento, nucleo ferromagnetico, avvolgimenti
2. Trasformatore
   1. Monofase, modello in regime sinusoidale permanente
   2. Trifase, circuito equivalente monofase
   3. Esempi di morfologie, taglie, applicazioni
3. Motore a induzione
   1. Circuito equivalente monofase
   2. Caratteristica coppia statica - velocità
   3. Esempi di morfologie, taglie, applicazioni
4. Motore sincrono
   1. Circuito equivalente monofase
   2. Esempi di morfologie, taglie, applicazioni
      1. A rotore avvolto
      2. A magneti permanenti (sinusoidale, trapezoidale)
5. Motore in corrente continua (4 ore)
   1. Circuito equivalente
   2. Caratteristica coppia statica - velocità
      1. Eccitazione separata
      2. Eccitazione serie
      3. Magneti permanenti

Conversione e azionamenti elettrici

1. Generalità sulla conversione statica dell’energia elettrica
2. Cenni sui dispositivi a semiconduttore (tipi, impieghi, frequenza di commutazione, perdite)
3. Convertitori switching
   1. Convertitori dc-dc (abbassatore, elevatore, abbassatore-elevatore, a ponte)
   2. Invertitori a tensione impressa (monofase, trifase, multilivello)
   3. Modulazione
4. Convertitori a commutazione naturale
   1. Raddrizzatori a diodi (Ponte monofase, trifase, dodecafase serie e parallelo)
   2. Raddrizzatori controllati, raddrizzatori bidirezionali
   3. Cicloconvertitori, invertitori a corrente impressa e sincroconvertitori
5. Qualità della conversione: potenza reattiva ed armoniche
6. Generalità sugli azionamenti elettrici
   1. Quadranti del piano tensione-corrente e coppia-velocità
   2. Frenatura elettrica
   3. Caratteristiche velocità-coppia
7. Azionamenti con motori in corrente continua
   1. Regolazione di velocità ad eccitazione costante
8. Azionamenti con motori ad induzione
   1. Regolazione di velocità a flusso costante
   2. Cenni al controllo ad orientamento di campo ed al controllo vettoriale
9. Azionamenti con motori sincroni
   1. Con invertitore a tensione impressa e con cicloconvertitore
   2. Con invertitore a corrente impressa
10. Altri azionamenti (con SRM, motori a riluttanza, motori passo-passo)

TESTI/BIBLIOGRAFIA

S. Bertini, S. Savio: Appunti al corso di Macchine elettriche

L. Centurioni: Macchine elettriche – Modulo 1, Note integrative

Fitzgerald, Kingsley Jr., Kusko: Macchine elettriche – Franco Angeli Editore

P. Pozzobon: Appunti al corso di Elettronica di potenza e azionamenti elettrici