PRESENTAZIONE

Nei settori industriale, domestico, dei trasporti e dell’energia l’utilizzo dei motori elettrici alimentati a tensione/corrente e frequenza costanti è in rapida diminuzione, a vantaggio dell’impiego di convertitori statici di potenza in azionamenti con elevate prestazioni in termini di efficienza energetica e dinamica. L’insegnamento fornisce le nozioni di base sui motori, sui convertitori e sulle principali tecniche di gestione degli azionamenti nel contesto delle principali applicazioni.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di trasmettere agli allievi competenze sulle più comuni tipologie di azionamenti elettrici e sulle loro interazioni con alimentazione/carico, mettendo a fuoco in particolare le loro funzionalità, le principali problematiche e i criteri di scelta in fase di progetto di sistema.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Conoscenza di base dei principi di funzionamento delle macchine elettriche e dei convertitori statici di potenza e dei loro modelli, per l’applicazione nel contesto degli azionamenti elettrici.

Capacità di effettuare semplici valutazioni di massima per la scelta del tipo di convertitore e di motore con un determinato profilo di missione, capacità di modellare i singoli componenti e di effettuare semplici valutazioni quantitative sulle grandezze elettromeccaniche alle porte.

PREREQUISITI

Conoscenze di base di Teoria dei circuiti: soluzione di circuiti del primo ordine nel dominio del tempo, circuiti in regime sinusoidale permanente, sistemi trifase simmetrici ed equilibrati.

Conoscenze di base di Elettronica.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni teoriche frontali, integrate da esercitazioni numeriche.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Generalità sulle macchine elettriche: generatori, motori, trasformatori. Problematiche termiche. Principi di funzionamento, nucleo ferromagnetico, avvolgimenti.

Trasformatore monofase: modello in regime sinusoidale permanente. Trasformatore trifase: circuito equivalente monofase. Esempi di morfologie, taglie, applicazioni.

Motore a induzione trifase: circuito equivalente monofase. Caratteristica coppia statica – velocità. Esempi di morfologie, taglie, applicazioni.

Macchina sincrona: circuito equivalente monofase. Esempi di morfologie, taglie, applicazioni.

Motore in corrente continua: circuito equivalente. Caratteristica coppia statica – velocità: eccitazione separata ed eccitazione serie. Motore universale.

Generalità sulla conversione statica dell’energia elettrica, cenni sui dispositivi a semiconduttore.

Convertitori switching (dc-dc abbassatore, elevatore, abbassatore-elevatore, a ponte, invertitori a tensione impressa (monofase, trifase, multilivello), modulazione.

Convertitori a commutazione naturale. Raddrizzatori a diodi. Raddrizzatori controllati, raddrizzatori bidirezionali, cicloconvertitori, invertitori a corrente impressa e sincroconvertitori.

Qualità della conversione: potenza reattiva ed armoniche.

Generalità sugli azionamenti elettrici. Quadranti del piano tensione-corrente e coppia-velocità, frenatura elettrica, caratteristiche velocità-coppia.

Azionamenti con motori in corrente continua, regolazione di velocità ad eccitazione costante.

Azionamenti con motori ad induzione. Regolazione di velocità a flusso costante. Cenni al controllo ad orientamento di campo ed al controllo vettoriale.

Azionamenti con motori sincroni, con invertitore a tensione impressa e con cicloconvertitore, con invertitore a corrente impressa.

Cenni ad altri azionamenti (con SRM, con motori a riluttanza, con motori passo-passo).

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Appunti dei docenti, documentazione supplementare fornita in aula.

Per approfondimenti:

S. Chapman, Electric Machinery Fundamentals, McGraw Hill Education (ISBN 0073529540)

Erickson, Maksimovic: Fundamentals of power electronics, Kluwer Academic Pub (ISBN 0792372700)

Bose: Power electronics and motor drives: advance and trends, Academic press (ISBN 0120884054)

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

PAOLO POZZOBON (Presidente)

STEFANO SAVIO (Presidente)

MAURIZIO FRANCO MAZZUCCHELLI

ALVISE ZORZI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

17 settembre 2018

Orari delle lezioni

AZIONAMENTI ELETTRICI

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Prova scritta con quesiti a risposta multipla guidata e problemi numerici sul funzionamento delle machine e degli azionamenti elettrici.

Prova orale integrativa, a discrezione dell'Allievo, sul programma dell'insegnamento.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

Per la prova scritta, risposta corretta e giustificata ai quesiti (10/30) e corretta soluzione dei problemi numerici dedicati (20/30). Votazione scritto pari alla somma dei due contributi (30/30)

Per la prova orale, corretto inquadramento del problema, chiarezza espositiva, capacità di sintesi (30/30).

Votazione finale pari a quella della prova scritta o, qualora l'Allievo opti per effettuare anche quella orale, pari alla media aritmetica delle due.

Calendario appelli