Insegnamento mutuato da: B020640 - AZIONAMENTI ELETTRICI Laurea Magistrale in INGEGNERIA ELETTRICA E DELL'AUTOMAZIONE
Lingua Insegnamento
Italiano
Contenuto del corso
Conversione elettromeccanica dell’energia. Strutture di azionamenti elettrici. Il programma Pspice. Macchine in corrente continua (DC). Azionamenti in continua (DC). Azionamenti monofase. Azionamenti con convertitori DC-DC. Controllo della frenatura. Azionamenti per motori brushless. Macchine in corrente alternata (AC). Azionamenti in alternata (AC-Drives). Azionamenti di motori asincroni. Controllo Vettoriale. Azionamenti di brushless in alternata. Controllo con motori passo-passo.
M. Rashid “ Elettronica di potenza”, Vol. 1 e 2, III ed., Prentice Hall In., 2008.
A.R. Hambley, “Elettrotecnica”, IV Ed., Prentice Hall, 2009.
M. Rashid “ SPICE for Power Electronics and Electric Power”, Englowood Cliff , Prentice Hall, 1993.
TESTI DI CONSULTAZIONE
C.I. Hubert “Electric Machines”, II ed., Prentice Hall, 2002.
A.E. Fitzgerald, C. Kingsley, S.D. Umans, «Electric Machinery», VI ed., McGraw Hill, 2003.
T. Wildi, “Electrical Machines, Drives and Power Systems”, VI ed., Prenticel Hall, 2006.
P.C. Sen, «Principles of Electric Machines and Power Electronics», II Ed., John Wiley & Sons, 1997.
N. Mohan, T. Undeland, W.P. Robbins, “Power Electronics –Converters, Applications, and Design ”, III edition, John Wiley & Sons, 2002.
J.G. Kassakian, M.F. Schlecht, G.C. Verghese, “Principles of Power Electronics”, II ed., Addison-Wesley,1992.
R.P. Severns, G.E. Bloom, “Modern DC-TO-DC Switchmode Power Converters Circuits”, Van Nostrand Reinhold Company, New York, 1985.
K. Heumann, “ Basic Principles of Power Electronics ”, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1986.
Obiettivi Formativi
Fornire le conoscenze di base, metodologiche ed operative, per lo studio del
funzionamento e per l'impiego dei principali azionamenti elettrici.
Consentire allo studente di operare in modo autonomo nel campo delle
applicazioni pratiche degli azionamenti elettrici.
Conoscenze applicative sugli azionamenti elettrici.
Capacità di valutare le problematiche di carattere energetico associate al
funzionamento degli azionamenti elettrici.
Abilità nell'impiego di modelli matematici delle macchine per il calcolo delle
prestazioni.
Capacità di analizzare le diverse situazioni di esercizio degli azionamenti elettrici.
Utilizzo di SW specifici, quali PSpice, per la simulazione di di azionamenti di macchine elettriche.
Prerequisiti
Non sono richiesti particolari prerequisiti e non ci sono propedeuticità.
Ad ogni modo è utile per gli studenti possedere conoscenze di:
Metodi di analisi di circuiti elettrici.
Circuiti monofase e trifase in regime sinusoidale e transitorio.
Trasformata di Laplace.
Funzioni di trasferimento.
Diagrammi di Bode.
Luogo delle radici.
Uso di Matlab e Simulink.
Metodi Didattici
Lezioni frontali con l'ausilio di dispense fornite dal docente.
Esercitazioni di laboratorio.
Elaborati di progetto da parte degli studenti, assistiti dal docente.
<hr align="center" size="3">
Ulteriori informazioni e materiale didattico sono reperibili sulle pagine del corso:
Il modulo di Azionamenti Elettrici è a comune con i corsi di: <br />
Macchine ed Azionamenti Elettrici C.I. per Ingegneria Elettrica e dell'Automazione <br />
Trazione ed Azionamenti Elettrici C.I. per Ingegneria Elettrica e dell'Automazione <br />
Azionamenti Elettrici per Ingegneria Energetica.
Per chi deve sostenere l'esame di Macchine ed Azionementi Elettrici da 9 CFU, non ci sono modifiche nelle modalità di verifica per chi ha già seguito il corso negli scorsi anni. <br />Per chi intende seguire il corso quest'anno è stato predisposto un sotto-programma di 9 CFU concordato con i proff. Scarpino e Pugi e organizzato come segue: <br />
per gli studenti che NON hanno sostenuto l’esame di Macchine Elettriche nel Corso di Laurea di provenienza, il corso da 9 CFU è composto da 6 CFU di Azionamenti elettrici + 3 CFU del modulo di Macchine Elettriche. <br />
per gli studenti che hanno sostenuto l’esame di Macchine Elettriche nel Corso di Laurea di provenienzal corso da 9 CFU è composto da 6 CFU di Azionamenti elettrici + 3 CFU del modulo di Trazione Elettrica. <br />
<hr style="width: 100%; height: 2px; " />LE RELAZIONI SULLE ATTIVITA' DI LABORATORIO DEVONO ESSERE CONSEGNATE IMPROROGABILMENTE ENTRO IL 15/02/2013. <br />Le relazioni possono essere: <br />
inviate via email (se il file è inferiore a 1 Mb), <br />
copiate nella cartella condivisa in <a href="http://db.tt/oEJXFFlL">DROPBOX, all'interno di una cartella con il proprio cognome <br />
portate in laboratorio in formato cartaceo
<hr style="width: 100%; height: 2px; " />
Ulteriori informazioni e materiale didattico sono reperibili sulle pagine del corso:
<font color="#ff3300">Modalità completa (valida per tutti gli studenti)<br /><hr />
L'esame consiste nel superamento di una prova pratica e di una prova orale. La prova pratica precede la prova orale ed è ad essa propedeutica. Ogni prova si intende superata se viene riportato un voto maggiore o uguale a 18. Il voto finale è dato dalla media pesata tra il voto conseguito nella prova pratica (peso 1/3) e il voto conseguito nella prova orale (peso 2/3). Quindi voto finale = voto prova pratica x 1/3 + voto prova orale x 2/3.
La prova pratica consiste nello svolgimento di una serie di esercizi sugli argomenti di teoria, verterà su tutto il programma ed ha valore esclusivamente nel corso dell'appello in cui viene sostenuta. Se superata (con voto maggiore o uguale a 18), consente di accedere alla prova orale immediatamente successiva.
La prova orale verterà su tutto il programma.
L'esame si conclude con il superamento della prova orale. In caso di non superamento della prova orale, sarà necessario sostenere nuovamente anche la prova pratica, in un qualsiasi altro appello successivo.
Chi intende partecipare alle prove pratiche e/o alle prove orali deve sempre iscriversi ( ed eventualmente cancellarsi) via web, tramite il servizio on-line per studenti «Prenotazione Esami»
Le iscrizioni verranno chiuse tre giorni prima la data di svolgimento della prova stessa.
In caso di problemi contattare il docente.
Per evitare lunghe attese e per poter distribuire gli esami orali in maniera organica, gli studenti sono tenuti a rispondere all'appello che verrà fatto in occasione di ciascuna prova orale, entro le ore 9.30. Gli studenti che non risponderanno all'appello saranno considerati RITIRATI e pertanto non potranno partecipare alla prova stessa.
Durante lo svolgimento del corso sono previste delle prove intermedie e delle attività di laboratorio con esercitazioni.
Le attività di laboratorio sostituiscono la prova scritta e sono considerate valide solo se lo studente ha frequentato almeno il 75% delle ore di laboratorio e ha consegnato e discusso, entro 4 settimane dal termine di ciascuna esercitazione, una relazione scritta con i risultati ottenuti. La consegna e la verifica della relazione in forma cartacea è requisito imprescindibile per usufruire di questa agevolazione.
Le prove intermedie sostituiscono la prova orale e verteranno sulla parte di programma svolta fino a quel momento.
Le prove intermedie potranno essere sia scritte che orali.
Per ciascuna prova intermedia e per ciascuna esercitazione verrà dato un voto che concorrerà alla determinazione del voto finale, secondo i seguenti pesi:
Prove intermedie: 75%
Esercitazioni: 25%
<hr />Ulteriori informazioni e il materiale didattico sono reperibili sulla piattaforma e-learning: <a href=”http://e-l.unifi.it/course/view.php?id=2582">http://e-l.unifi.it/course/view.php?id=2582
Programma del corso
Introduzione
I motori elettrici e l'uso dell'energia. Conversione elettromeccanica dell’energia. Strutture di azionamenti elettrici. Il programma Pspice per lo studio degli azionamenti elettrici.
Macchine in corrente continua (DC)
Circuiti magnetici e trasformatori, Campi magnetici, Circuiti magnetici, Induttanza e mutua induttanza, Materiali magnetici.
Generalità sui motori, Principi di funzionamento delle macchine in corrente continua, Macchine rotanti in corrente continua, Motori in corrente continua con eccitazione in parallelo, con eccitazione separata e con eccitazione serie. Generatori in continua. Motori passo-passo e motori brushless.
Azionamenti in continua (DC)
Modi operativi, Azionamenti monofase, Azionamenti monofase con convertitore a semionda, Azionamenti monofase con convertitore a semi-ponte, Azionamenti monofase con convertitore a ponte intero, Azionamenti monofase con convertitore a doppio ponte, Azionamenti con convertitori DC-DC, Controllo della potenza, Controllo della frenatura rigenerativa, Controllo della frenatura reostatica, Controllo di frenatura rigenerativa e reostatica combinata, Azionamenti con convertitori DC-DC a due e a quattro quadranti. Convertitori DC-DC multifase. Controllo ad anello chiuso di azionamenti DC. Funzione di trasferimento ad anello aperto. Funzione di trasferimento ad anello chiuso. Controllo di tipo PLL.
Azionamenti per motori Brushless in continua. Il servomotore Brushless di tipo trapezio. Il servomotore Brushless di tipo sinusoidale.
Macchine in corrente alternata (AC)
Cenni di funzionamento dei motori trifase a induzione. Circuiti equivalenti. Macchine sincrone. Motori monofase.
Azionamenti in alternata (AC-Drives)
Azionamenti di motori asincroni. Caratteristiche prestazionali. Controllo della tensione di statore. Controllo della tensione di rotore. Controllo della frequenza. Controllo in tensione e frequenza. Controllo in corrente. Controllo della tensione, della corrente e della frequenza. Controllo ad anello chiuso di motori a induzione. Controlli vettoriali. Il principio base del controllo vettoriale. Trasformazione diretta e in quadratura. Controllo vettoriale indiretto. Controllo vettoriale diretto. Azionamenti sincroni. Motori con rotore cilindrico. Motori a poli salienti. Motori a riluttanza. Motori a magnete permanente. Motori con riluttanza commutata. Motori sincroni con controllo ad anello chiuso. Azionamenti di brushless in alternata. Controllo con motori passo-passo. Motori passo-passo a riluttanza variabile. Motori passo-passo a magneti permanenti.
Esercitazioni
- Analisi di azionamenti elettrici tramite il software PSpice
- Analisi di un sistema di pompaggio azionato ad inverter