1. M.H.RASHID: "Elettronica di potenza. Vol.1 - Dispositivi e circuiti " – Pearson Prentice Hall 2007
2. M.H.RASHID: "Elettronica di potenza. Vol.2 - Applicazioni. " – Pearson Prentice Hall 2008
3. B.K.BOSE: "Power Electronics and Motor Drives" – Elsevier 2006
4. N.MOHAN, T.M.UNDELAND, W.P.ROBBINS: “Elettronica di Potenza, convertitori e applicazioni”, Hoepli 2005.
5. R. Teodorescu, M. Liserre, P. Rodriguez “Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems”, Wiley-IEEE, ISBN 8-0-470-05751- 3, January 2011
6. D.G. Holmes and T. Lipo, Pulse Width Modulation for Power Converters: Principles and Practice, 2003, ISBN 0471208140.
7. M. P. Kazmierkowski, R. Krishnan, F. Blaabjerg, “Control in Power Electronics”, Academic Press, 2002, ISBN 0-12-40277205.
Obiettivi Formativi
Il corso tratta i principali apparati utilizzati per la conversione statica controllata di energia elettrica e le loro applicazioni più significative. Di ciascuno schema vengono esaminati le caratteristiche di funzionamento nonché i criteri base di dimensionamento.
Per gli studenti del Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica e dell'Automazione gli obiettivi sono:
- Conoscenza e capacità di comprensione relative a :
1) principio di funzionamento e comportamento elettromagnetico dei principali apparati contenenti componenti semiconduttori di potenza ovvero convertitori c.a./c.c., c.c./c.c., c.c./c.a., c.a./c.a., regolatori di tensione a parzializzazione in c.a.
2) criteri di progetto dei principali apparati contenenti componenti semiconduttori di potenza, ovvero convertitori c.a./c.c., c.c./c.c., c.c./c.a., c.a./c.a., regolatori di tensione a parzializzazione in c.a., in funzione anche della loro specifica applicazione.
- Capacità di applicare le conoscenze al fine di determinare le caratteristiche di funzionamento ed i parametri dei principali convertitori di potenza;
- Capacità di applicare le conoscenze al fine di scegliere i convertitori di potenza per diverse applicazioni facendo uso delle specifiche tecniche riportate dai manuali.
Per gli studenti del Corso di Laurea in Ingegneria Energetica gli obiettivi sono:
CA1: Capacità di analisi e modellazione di componenti e sistemi meccanici/elettrici/propulsivi: problemi e modelli alla base dell'ingegneria industriale, con particolare riferimento all'ingegneria meccanica ed energetica.
CA8: Capacità di analizzare le tecnologie degli impianti, dei componenti e dei processi e metodi dell'ingegneria e le loro implicazioni economiche
CC1: Approfondimento delle conoscenze in ambito energetico ed elettrico.
CC9: Generazione del freddo, sistemi e macchine elettriche.
CT3: Sviluppo di una espressione e discussione tecnica adeguata di proprie argomentazioni
CT4: Rappresentazione e comunicazione grafica (redazione di schemi, grafici e tabelle)
CT5: Comprensione di norme tecniche
CT6: Conduzione di ricerche bibliografiche mediante le principali risorse (biblioteche, banche dati scientifici, ecc.)
CT7: Rispettare impegni e tempi
Prerequisiti
Analisi matematica, Fisica II, Elettrotecnica.
Metodi Didattici
Lezioni in aula supportate da PC e videoproiettore,
esercitazioni al calcolatore, tutoraggio in forma di assistenza individuale.
Altre Informazioni
Al termine del corso gli allievi conosceranno il funzionamento dei
principali apparati di conversione statica dell’energia e saranno in grado di effettuarne un dimensionamento di massima.
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale costituito da domande teoriche volte a verificare:
- la conoscenza del principio di funzionamento e del comportamento elettromagnetico dei convertitori in oggetto (CC1)
- la capacità di applicare le conoscenze al fine di determinare i modelli matematici dei convertitori in oggetto e le forme d'onda delle principali grandezze elettriche ad essi associate (CA1 e CT4)
- la capacità di applicare le conoscenze al fine di determinare le caratteristiche di funzionamento ed i parametri dei principali convertitori in oggetto (CA8)
- la capacità di applicare le conoscenze al fine di scegliere i convertitori di potenza per le diverse applicazioni facendo uso delle specifiche tecniche riportate nei manuali. (CT5, CT6)
Programma del corso
1. Componenti semiconduttori di potenza: Caratteristiche statiche, funzionamento in regime di commutazione, dati caratteristici. (2 ore)
2. Convertitori c.a./c.c.: Raddrizzatore monofase elementare, raddrizzatore monofase a ponte semi-o interamente controllato, raddrizzatore trifase a ponte semi-o interamente controllato. Convertitori bidirezionali. Grandezze deformate: generalità sulle grandezze deformate e analisi armonica. (16 ore)
3. Convertitori c.c./c.c.: Buck, Boost e Buck-Boost in conduzione continua, condizione limite che separa il funzionamento in conduzione continua da quello in conduzione discontinua, Convertitore DC/DC Full Bridge (10 ore)
4. Regolatori di tensione in c.a.: Regolatori a parzializzazione per circuiti monofase e trifase. Interruttori a semiconduttori per circuiti in c.a. (2 ore)
5. Convertitori c.c./c.a.: Classificazione. Invertitori a tensione impressa ad onda quadra: schema monofase, schema trifase, sintesi delle forme d'onda in uscita, analisi di Fourier. Invertitori PWM: modulazione in
larghezza del singolo impulso, modulazione multipla dell'impulso, modulazione sinusoidale: tecniche PWM unipolari, bipolari. Intervallo di funzionamento lineare, fattori di simmetria, gruppi di armoniche, sovramodulazione. Tecniche PWM trifase con e senza iniezione di sequenza zero. PWM vettoriale. (16 ore)
6. Convertitori c.a./c.a.: Convertitori diretti. Convertitori di frequenza con circuito intermedio in c.c. Metodi di regolazione della frequenza e della tensione. (2 ore).
Il programma potrebbe essere soggetto a variazioni alla luce delle esigenze didattiche dettate dall'emergenza COVID 19.