B010304 - MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI

Italiano

Raddrizzatori a diodi. Parametri prestazionali. Confronto fra raddrizzatori a
diodi. Raddrizzatori controllati: monofase a ponte intero, a doppio ponte, trifase
a singola semionda. Cenni sui convertitori DC-DC. Classificazione dei
convertitori, Regolatori a commutazione. Circuiti magnetici e trasformatori
Macchine in corrente continua (DC). Macchine in corrente alternata (AC).
Azionamenti in DC. Azionamenti in AC.

Testi di riferimento:

A.R. Hambley "Elettrotecnica", IV Ed., Pearson Prentice-Hall, 559 pp., 2009.
<a href=http://hpe.pearsoned.it/scheda_opera.php?ID=3369">
http://hpe.pearsoned.it/scheda_opera.php?ID=3369

M. Rashid "Elettronica di Potenza:dispositivi e circuiti",Vol.1, III Ed.,
Pearson - Prentice Hall, 448 pp., 2008.
http://hpe.pearson.it/scheda_opera.php?ID=2432

M. Rashid "Elettronica di Potenza: applicazioni",Vol. 2, III Ed., Pearson -
Prentice Hall, 464 pp., 2008.
http://hpe.pearson.it/scheda_opera.php?ID=2706

Dispense sulle esercitazioni fornite durante il corso.

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Altri testi fortemente consigliati

C.I. Hubert “Electric Machines”, II ed., Prentice Hall, 2002.

T. Wildi, “Electrical Machines, Drives and Power Systems”, VI ed., Prenticel Hall, 2006.

N. Mohan, T. Undeland, W.P. Robbins, “Power Electronics –Converters, Applications, and Design ”, III edition, John Wiley & Sons, 2002.

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Testi consigliati per approfondimenti

M. Rashid “ SPICE for Power Electronics and Electric Power”, Englowood Cliff , Prentice Hall 1993

J.G. Kassakian, M.F. Schlecht, G.C. Verghese, “Principles of Power Electronics”, II ed., Addison-Wesley,1992.

Leonhard, Werner, "Control of Electrical Drives" 3rd ed. 2001, XVIII, 460 p., ISBN 978-3-540-41820-7, Springer

K. Heumann, “ Basic Principles of Power Electronics ”, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 1986.

A.E. Fitzgerald, C. Kingsley, S.D. Umans, «Electric Machinery», VI ed., McGraw Hill, 2003.

P.C. Sen, «Principles of Electric Machines and Power Electronics», II Ed., John Wiley & Sons, 1997.

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Altro materiale:
Consultare il sito ufficiale dell'insegnamento:
http://www.pml.unifi.it/CMpro-v-p-23.html

Fornire le conoscenze di base, metodologiche ed operative, per lo studio del
funzionamento e sull'impiego delle principali macchine elettriche.
Fornire le conoscenze di base sul funzionamento e sull'impiego dei principali
azionamenti elettrici.
Consentire allo studente di operare in modo autonomo nel campo delle
applicazioni pratiche degli azionamenti elettrici.

Conoscenze applicative sulle macchine e sugli azionamenti elettrici.
Capacità di valutare le problematiche di carattere energetico associate al
funzionamento delle macchine elettriche.
Abilità all'impiego dei modelli matematici delle macchine per il calcolo delle
prestazioni.
Capacità di analizzare le diverse situazioni di esercizio delle macchine.
Utilizzo di SW di calcolo generico quali MATCAD e MATLAB.
Utilizzo di SW specifici quali programmi di simulazione di circuiti elettronici
di potenza ed azionamento macchine elettriche.

Conoscenze di base di Elettrotecnica e Dispositivi Elettronici (Diodi, Transistor, MOSFET).

Lezioni frontali con l'ausilio di dispense fornite dal docente.
Esercitazioni di laboratorio.
Elaborati di progetto da parte degli studenti, assistiti dal docente.

Ulteriori informazioni e materiale didattico sono reperibili sulle pagine del corso:

http://www.pml.unifi.it/CMpro-v-p-23.html
<hr align="center" size="3">COMMISSIONE D'ESAME


GRASSO F.,
MANETTI S.,
PICCIRILLI M.C.,
REATTI A.,
LUCHETTA A.
<hr align="center" size="3">
Calendario appelli d'esame
<hr align="center" size="3">
Iscrizione agli appelli d'esame
<hr align="center" size="3">
Per partecipare agli esami,sia scritti che orali, gli studenti sono tenuti ad iscriversi SEMPRE via web tramite il
grasso@unifi.it
tel. 055 4796278
fax 055 4796442
<hr align="center" size="3">
Gli esami orali si svolgono presso il (MAPPA).

Prove intermedie
Valutazione degli elaborati di progetto anche tramite discussione orale.
Prova scritta.
Colloquio orale.

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Leggi le Regole per sostenere l'esame

Raddrizzatori a diodi
Raddrizzatori monofase a singola semionda, Parametri prestazionali,
Raddrizzatori monofase a doppia semionda, Raddrizzatori monofase a doppia
semionda con carico RL, Raddrizzatori multifase a stella, Raddrizzatori trifase
a ponte, Raddrizzatori trifase a ponte con carico RL, Confronto fra
raddrizzatori a diodi.

Raddrizzatori controllati
Principi del funzionamento di conversione a controllo di fase, Convertitori
monofase a ponte intero, Convertitori monofase a ponte intero con carico RL,
Convertitori monofase a doppio ponte, Principio di funzionamento dei
convertitori trifase a singola semionda, Convertitori trifase a ponte intero,
Convertitori trifase a ponte intero con carico RL, Convertitori trifase a doppio
ponte.

Cenni sui convertitori DC-DC
Principio di funzionamento step-down, Generazione del duty cycle,
Convertitori step-down con carico RL, Principio di funzionamento step-up,
Convertitore step-up con carico resistivo, Prestazioni, Classificazione dei
convertitori, Regolatori a commutazione, Regolatore buck, Regolatore boost,
Regolatore buck-boost, Regolatore di Cúk, Limiti della conversione a stadio
singolo, Confronto fra regolatori.

Inverter PWM
Principi di funzionamento, Parametri di prestazione, Inverter monofase
a ponte, Inverter trifase, Conduzione per 180 gradi, Conduzione per
120 gradi, Controllo di tensione negli inverter monofase, PWM a
singolo impulso, PWM a impulsi multipli, PWM sinusoidale, PWM
sinusoidale modificata, Controllo a spostamento di fase, Controllo
della tensione in inverter trifase, PWM sinusoidale, PWM a 60 gradi,
PWM a terza armonica, Modulazione nello spazio dei vettori, Confronto
tra le tecniche PWM, Riduzione delle armoniche, Inverter a corrente
impressa, Inverter con collegamento in continua variabile.

Circuiti magnetici e trasformatori
Campi magnetici, Circuiti magnetici, Induttanza e mutua induttanza, Materiali
magnetici, Trasformatori ideali, Trasformatori reali.

Macchine in corrente continua (DC)
Generalità sui motori, Principi di funzionamento delle macchine in corrente
continua, Macchine rotanti in corrente continua, Motori in corrente continua con
eccitazione in parallelo e separata, Motori in corrente continua con eccitazione
serie, Controllo della velocità dei motori in corrente continua,Generatori in
continua.

Macchine in corrente alternata (AC)
Motori trifase a induzione, Circuiti equivalenti e calcolo del rendimento
per i motori a induzione, Macchine sincrone, Motori monofase, Motori passo-passo
e motori brushless in corrente continua.

Azionamenti in DC
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 di potenza, Controllo di
frenatura rigenerativa, Controllo di 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 in AC
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 continua e in alternata, Controllo
con motori passo-passo, Motori passo-passo a riluttanza variabile, Motori passo-
passo a magneti permanenti.