Conoscere le soluzioni costruttive e le caratteristiche funzionali delle principali macchine elettriche rotanti, inclusi i modelli utilizzati per lo studio del comportamento elettromeccanico in regime dinamico, al fine di acquisire la capacità di scegliere e di saper utilizzare le varie macchine elettriche rotanti impiegate nelle applicazioni elettriche industriali o nei sistemi di produzione della potenza elettrica. Conoscere le configurazioni di base dei convertitori elettronici di potenza utilizzati per la regolazione delle grandezze elettriche di alimentazione delle macchine elettriche. Conoscere gli algoritmi di base utilizzati negli azionamenti elettrici per la regolazione ed il controllo delle prestazioni elettromeccaniche della macchina: posizione, velocità, coppia e flusso. Saper individuare le principali caratteristiche di dimensionamento di un azionamento elettrico in relazione alle specifiche tecniche della applicazione.
Curriculum
scheda docente
materiale didattico
Principio di funzionamento dei dispositivi a semiconduttori di potenza: caratteristiche di funzionamento; transitori di turn-on e turn-off; perdite di conduzione e di commutazione. Fondamenti di conversione statica dell’energia elettrica: convertitori di tipo AC/DC, convertitori DC-AC, convertitori AC-AC. Tecniche di modulazione con approccio carrier-based.
Introduzione al software di simulazione MATLAB/Simulink.
Sensori di corrente: resistenza di shunt, sensore ad effetto Hall. Principio di funzionamento dei sensori di tensione. Sensori di posizione e velocità: dinamo tachimetrica, encoder assoluto e incrementale, resolver.
Richiami sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento delle macchine elettriche. Azionamenti elettrici con macchina sincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici macchina sincrona con rotore avvolto, a magneti permanenti, e a riluttanza. Sintesi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici con macchina sincrona con l’utilizzo di MATLAB/Simulink.
Azionamenti elettrici con macchina asincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona. Realizzazione di azionamenti elettrici con macchina asincrona in ambiente MATLAB/Simulink.
Introduzione ai sistemi di controllo embedded con PLC, microcontrollori, DSP ed FPGA: caratteristiche di funzionamento e programmazione. Introduzione al software National Instruments LabVIEW per gli azionamenti elettrici. Tendenze e sviluppi futuri degli azionamenti elettrici.
Ion Boldea, Syed A. Nasar
Electric Drives, Third Edition 2016 by CRC Press
ISBN 9781498748209
Bimal K. Bose
Modern Power Electronics and AC Drives
Prentice Hall PTR, 2002
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins
Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
Ned Mohan
Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
Ned Mohan
Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall
Electrical Circuit, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani
Programma
Introduzione agli azionamenti elettrici: definizione di azionamento elettrico e classificazione degli azionamenti elettrici, elementi costitutivi di un azionamento elettrico; obiettivi e prestazioni degli azionamenti elettrici e tipi di servizio.Principio di funzionamento dei dispositivi a semiconduttori di potenza: caratteristiche di funzionamento; transitori di turn-on e turn-off; perdite di conduzione e di commutazione. Fondamenti di conversione statica dell’energia elettrica: convertitori di tipo AC/DC, convertitori DC-AC, convertitori AC-AC. Tecniche di modulazione con approccio carrier-based.
Introduzione al software di simulazione MATLAB/Simulink.
Sensori di corrente: resistenza di shunt, sensore ad effetto Hall. Principio di funzionamento dei sensori di tensione. Sensori di posizione e velocità: dinamo tachimetrica, encoder assoluto e incrementale, resolver.
Richiami sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento delle macchine elettriche. Azionamenti elettrici con macchina sincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici macchina sincrona con rotore avvolto, a magneti permanenti, e a riluttanza. Sintesi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici con macchina sincrona con l’utilizzo di MATLAB/Simulink.
Azionamenti elettrici con macchina asincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona. Realizzazione di azionamenti elettrici con macchina asincrona in ambiente MATLAB/Simulink.
Introduzione ai sistemi di controllo embedded con PLC, microcontrollori, DSP ed FPGA: caratteristiche di funzionamento e programmazione. Introduzione al software National Instruments LabVIEW per gli azionamenti elettrici. Tendenze e sviluppi futuri degli azionamenti elettrici.
Testi Adottati
Oltre alle dispense a cura del docenteIon Boldea, Syed A. Nasar
Electric Drives, Third Edition 2016 by CRC Press
ISBN 9781498748209
Bimal K. Bose
Modern Power Electronics and AC Drives
Prentice Hall PTR, 2002
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins
Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
Ned Mohan
Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
Ned Mohan
Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall
Electrical Circuit, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani
Bibliografia Di Riferimento
“Design of Rotating Electrical Machines”, Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová, “Electrical Machines”, S. K. Sahdev “PID and Predictive Control of Electrical Drives and Power Converters using MATLAB / Simulink”, Liuping Wang; Shan Chai; Dae Yoo; Lu Gan; Ki Ng “Advanced Power Electronics Converters: PWM Converters Processing AC Voltages”, Euzeli dos Santos; Edison R. da SilvaModalità Erogazione
Lezioni frontali. Saranno di ausilio esercitazioni e simulazioni relative agli argomenti che verranno illustrati durante il corso. Le esercitazioni verranno svolte tramite l’impiego di software quali Matlab/Simulnk e National Instruments LabVIEW. Sistemi hardware-in-the-loop e dimostratori su scala ridotta verranno impiegati per approfondire alcuni concetti illustrati durante il corso.Modalità Frequenza
È fortemente consigliata la frequenza del corsoModalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene tramite colloquio. Allo studente verranno posti due quesiti inerenti agli argomenti trattati durante il corso.
scheda docente
materiale didattico
Principio di funzionamento dei dispositivi a semiconduttori di potenza: caratteristiche di funzionamento; transitori di turn-on e turn-off; perdite di conduzione e di commutazione. Fondamenti di conversione statica dell’energia elettrica: convertitori di tipo AC/DC, convertitori DC-AC, convertitori AC-AC. Tecniche di modulazione con approccio carrier-based.
Introduzione al software di simulazione MATLAB/Simulink.
Sensori di corrente: resistenza di shunt, sensore ad effetto Hall. Principio di funzionamento dei sensori di tensione. Sensori di posizione e velocità: dinamo tachimetrica, encoder assoluto e incrementale, resolver.
Richiami sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento delle macchine elettriche. Azionamenti elettrici con macchina sincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici macchina sincrona con rotore avvolto, a magneti permanenti, e a riluttanza. Sintesi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici con macchina sincrona con l’utilizzo di MATLAB/Simulink.
Azionamenti elettrici con macchina asincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona. Realizzazione di azionamenti elettrici con macchina asincrona in ambiente MATLAB/Simulink.
Introduzione ai sistemi di controllo embedded con PLC, microcontrollori, DSP ed FPGA: caratteristiche di funzionamento e programmazione. Introduzione al software National Instruments LabVIEW per gli azionamenti elettrici. Tendenze e sviluppi futuri degli azionamenti elettrici.
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ISBN 9781498748209
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Modern Power Electronics and AC Drives
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Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
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Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
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Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall
Electrical Circuit, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani
Programma
Introduzione agli azionamenti elettrici: definizione di azionamento elettrico e classificazione degli azionamenti elettrici, elementi costitutivi di un azionamento elettrico; obiettivi e prestazioni degli azionamenti elettrici e tipi di servizio.Principio di funzionamento dei dispositivi a semiconduttori di potenza: caratteristiche di funzionamento; transitori di turn-on e turn-off; perdite di conduzione e di commutazione. Fondamenti di conversione statica dell’energia elettrica: convertitori di tipo AC/DC, convertitori DC-AC, convertitori AC-AC. Tecniche di modulazione con approccio carrier-based.
Introduzione al software di simulazione MATLAB/Simulink.
Sensori di corrente: resistenza di shunt, sensore ad effetto Hall. Principio di funzionamento dei sensori di tensione. Sensori di posizione e velocità: dinamo tachimetrica, encoder assoluto e incrementale, resolver.
Richiami sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento delle macchine elettriche. Azionamenti elettrici con macchina sincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici macchina sincrona con rotore avvolto, a magneti permanenti, e a riluttanza. Sintesi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici con macchina sincrona con l’utilizzo di MATLAB/Simulink.
Azionamenti elettrici con macchina asincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona. Realizzazione di azionamenti elettrici con macchina asincrona in ambiente MATLAB/Simulink.
Introduzione ai sistemi di controllo embedded con PLC, microcontrollori, DSP ed FPGA: caratteristiche di funzionamento e programmazione. Introduzione al software National Instruments LabVIEW per gli azionamenti elettrici. Tendenze e sviluppi futuri degli azionamenti elettrici.
Testi Adottati
Oltre alle dispense a cura del docenteIon Boldea, Syed A. Nasar
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ISBN 9781498748209
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Modern Power Electronics and AC Drives
Prentice Hall PTR, 2002
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Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
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Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
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Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall
Electrical Circuit, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani
Bibliografia Di Riferimento
“Design of Rotating Electrical Machines”, Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová, “Electrical Machines”, S. K. Sahdev “PID and Predictive Control of Electrical Drives and Power Converters using MATLAB / Simulink”, Liuping Wang; Shan Chai; Dae Yoo; Lu Gan; Ki Ng “Advanced Power Electronics Converters: PWM Converters Processing AC Voltages”, Euzeli dos Santos; Edison R. da SilvaModalità Erogazione
Lezioni frontali. Saranno di ausilio esercitazioni e simulazioni relative agli argomenti che verranno illustrati durante il corso. Le esercitazioni verranno svolte tramite l’impiego di software quali Matlab/Simulnk e National Instruments LabVIEW. Sistemi hardware-in-the-loop e dimostratori su scala ridotta verranno impiegati per approfondire alcuni concetti illustrati durante il corso.Modalità Frequenza
È fortemente consigliata la frequenza del corsoModalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene tramite colloquio. Allo studente verranno posti due quesiti inerenti agli argomenti trattati durante il corso.
scheda docente
materiale didattico
Principio di funzionamento dei dispositivi a semiconduttori di potenza: caratteristiche di funzionamento; transitori di turn-on e turn-off; perdite di conduzione e di commutazione. Fondamenti di conversione statica dell’energia elettrica: convertitori di tipo AC/DC, convertitori DC-AC, convertitori AC-AC. Tecniche di modulazione con approccio carrier-based.
Introduzione al software di simulazione MATLAB/Simulink.
Sensori di corrente: resistenza di shunt, sensore ad effetto Hall. Principio di funzionamento dei sensori di tensione. Sensori di posizione e velocità: dinamo tachimetrica, encoder assoluto e incrementale, resolver.
Richiami sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento delle macchine elettriche. Azionamenti elettrici con macchina sincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici macchina sincrona con rotore avvolto, a magneti permanenti, e a riluttanza. Sintesi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici con macchina sincrona con l’utilizzo di MATLAB/Simulink.
Azionamenti elettrici con macchina asincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona. Realizzazione di azionamenti elettrici con macchina asincrona in ambiente MATLAB/Simulink.
Introduzione ai sistemi di controllo embedded con PLC, microcontrollori, DSP ed FPGA: caratteristiche di funzionamento e programmazione. Introduzione al software National Instruments LabVIEW per gli azionamenti elettrici. Tendenze e sviluppi futuri degli azionamenti elettrici.
Ion Boldea, Syed A. Nasar
Electric Drives, Third Edition 2016 by CRC Press
ISBN 9781498748209
Bimal K. Bose
Modern Power Electronics and AC Drives
Prentice Hall PTR, 2002
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins
Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
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Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
Ned Mohan
Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall
Electrical Circuit, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani
Programma
Introduzione agli azionamenti elettrici: definizione di azionamento elettrico e classificazione degli azionamenti elettrici, elementi costitutivi di un azionamento elettrico; obiettivi e prestazioni degli azionamenti elettrici e tipi di servizio.Principio di funzionamento dei dispositivi a semiconduttori di potenza: caratteristiche di funzionamento; transitori di turn-on e turn-off; perdite di conduzione e di commutazione. Fondamenti di conversione statica dell’energia elettrica: convertitori di tipo AC/DC, convertitori DC-AC, convertitori AC-AC. Tecniche di modulazione con approccio carrier-based.
Introduzione al software di simulazione MATLAB/Simulink.
Sensori di corrente: resistenza di shunt, sensore ad effetto Hall. Principio di funzionamento dei sensori di tensione. Sensori di posizione e velocità: dinamo tachimetrica, encoder assoluto e incrementale, resolver.
Richiami sui circuiti magnetici e sul principio di funzionamento delle macchine elettriche. Azionamenti elettrici con macchina sincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici macchina sincrona con rotore avvolto, a magneti permanenti, e a riluttanza. Sintesi dei sistemi di controllo per azionamenti elettrici con macchina sincrona con l’utilizzo di MATLAB/Simulink.
Azionamenti elettrici con macchina asincrona: modello dinamico della macchina e analisi del funzionamento in regime sinusoidale. Strategie di controllo negli azionamenti elettrici con macchina asincrona. Realizzazione di azionamenti elettrici con macchina asincrona in ambiente MATLAB/Simulink.
Introduzione ai sistemi di controllo embedded con PLC, microcontrollori, DSP ed FPGA: caratteristiche di funzionamento e programmazione. Introduzione al software National Instruments LabVIEW per gli azionamenti elettrici. Tendenze e sviluppi futuri degli azionamenti elettrici.
Testi Adottati
Oltre alle dispense a cura del docenteIon Boldea, Syed A. Nasar
Electric Drives, Third Edition 2016 by CRC Press
ISBN 9781498748209
Bimal K. Bose
Modern Power Electronics and AC Drives
Prentice Hall PTR, 2002
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins
Power Electronics: Converters, Applications, and Design
ISBN: 0471226939
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Advanced Electric Drives: Analysis, Control, and Modeling Using MATLAB / Simulink
ISBN: 978-1-118-48548-4
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Electric Drives: An Integrative Approach
ISBN: 0971529256
Digital Integrated Circuits, by Jan M. Rabaey, Anantha Chandrakasan, and Borivoje Nikolic, Prentice Hall
Electrical Circuit, Charles K. Alexander, Matthew N. O. Sadiku, Giambattista Gruosso, Giancarlo Storti Gajani
Bibliografia Di Riferimento
“Design of Rotating Electrical Machines”, Juha Pyrhönen, Tapani Jokinen, Valéria Hrabovcová, “Electrical Machines”, S. K. Sahdev “PID and Predictive Control of Electrical Drives and Power Converters using MATLAB / Simulink”, Liuping Wang; Shan Chai; Dae Yoo; Lu Gan; Ki Ng “Advanced Power Electronics Converters: PWM Converters Processing AC Voltages”, Euzeli dos Santos; Edison R. da SilvaModalità Erogazione
Lezioni frontali. Saranno di ausilio esercitazioni e simulazioni relative agli argomenti che verranno illustrati durante il corso. Le esercitazioni verranno svolte tramite l’impiego di software quali Matlab/Simulnk e National Instruments LabVIEW. Sistemi hardware-in-the-loop e dimostratori su scala ridotta verranno impiegati per approfondire alcuni concetti illustrati durante il corso.Modalità Frequenza
È fortemente consigliata la frequenza del corsoModalità Valutazione
La verifica dell'apprendimento avviene tramite colloquio. Allo studente verranno posti due quesiti inerenti agli argomenti trattati durante il corso.