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Azionamenti elettrici ed elettronica di potenza

01NIVNE

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Meccanica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Collaboratori
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Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/32 6 D - A scelta dello studente A scelta dello studente
2018/19
Insegnamento proposto per l'inserimento tra gli insegnamenti a scelta. Esso ha lo scopo di fornire agli studenti gli strumenti per lo studio di base dei convertitori elettronici di potenza per l’alimentazione di motori elettrici. Inoltre, si propone di analizzare gli azionamenti elettrici con motori a corrente continua e alternata, con particolare attenzione alle nuove generazioni di motori, come i motori sincroni a riluttanza ed i motori a magneti permanenti interni. Si propone inoltre di presentare le strategie di controllo dei motori e il dimensionamento degli anelli di controllo di un azionamento elettrico (corrente, velocità e posizione).
The subject is offered as a free-choice module. The subject aims at providing the basic concepts relating to the electronic power converters for feeding electrical motors. Moreover, the subject studies the electric drives with DC motors and AC ones, with particular attention to the new generation of electrical machines, as the reluctance synchronous motors and internal permanent magnet motors. They are presented motor control strategies the design of the control loops of an electric drive (current, speed and position).
Applicabilità e valutazione delle prestazioni degli azionamenti elettrici. Capacità di comprendere le problematiche tipiche dell'utilizzo dei convertitori elettronici di potenza negli azionamenti elettrici. Capacità di confrontare diverse soluzioni di azionamenti elettrici basate su tipi di motori diversi. Capacità di dimensionare oppure di variare mediante un processo di messa a punto gli anelli di controllo di un azionamento elettrico.
Applicability and performance evaluation of electric drives. Ability to understand the typical problems of the use of electronic power converters in electric drives. Ability to compare different solutions of electric drives based on different types of motors. Capacity to design or to tune the control loops of an electric drive.
Sono richieste conoscenze di base nell'ambito dell'elettrotecnica, macchine elettriche, controlli automatici oppure concetti di base di teoria dei sistemi.
Fundamentals in electrical circuits, electrical machines, automatic control or the basic concepts in systems theory.
Introduzione: descrizione generale di un azionamento elettrico Dispositivi elettronici di potenza impiegati nei convertitori elettronici di potenza Convertitori DC/DC elementari: principio di funzionamento di un convertitore a commutazione Convertitori DC/DC per azionamenti elettrici Convertitori DC/AC (inverter) per azionamenti elettrici Convertitori AC/DC lato rete e la loro l’influenza sulla rete di alimentazione Modellistica di sistemi meccanici Controllo degli azionamenti elettrici: dimensionamento degli anelli di controllo di un azionamento con controllo in cascata di corrente, velocità e di posizione Azionamenti con motori brushless DC Azionamenti con controllo scalare dei motori ad induzione Fondamenti di controllo vettoriale dei motori in corrente alternata Azionamenti vettoriali con motori brushless sinusoidali Azionamenti vettoriali con motori sincroni a riluttanza e con magneti permanenti interni Azionamenti vettoriali con motori ad induzione.
• Introduction: general description of an electric drive • Power electronic devices used in power electronic converters • Elementary DC / DC converters: principle of operation of a switch-mode converter • DC / DC converters for electric drives • DC / AC (inverter) for electric drives • Front-end AC / DC converters and their influence on the mains power • Modelling of mechanical systems • Control of electric drives: design of the control loops of a drive with cascaded current, speed and position control loops • Brushless DC motor drives • Induction motor drives with scalar control • Fundamentals of vector control of AC motors • Vector control of sinusoidal brushless motor drives • Vector control of motor drives with reluctance synchronous motors with permanent magnets and interior permanent magnets • Vector control of induction motor drives
Oltre alle lezioni in aula, sono previste attività di laboratorio. Le esercitazioni in laboratorio riguardano l’analisi del funzionamento di un azionamento elettrico con motore a corrente continua e un azionamento con motore a magneti permanenti.
In addition to classroom lectures, laboratory activities are planned. The laboratory exercises concern the analysis of the operation of an electric drive with DC motor and a drive with permanent magnet motor.
Per eventuale e non indispensabile consultazione, si suggeriscono: (1) N.Mohan, T. Undeland, T. Robbins “Elettronica di potenza : convertitori e applicazioni”, Hoepli Milano, 2005. (2) M. H. Rashid, , 'Elettronica di Potenza', Prentice Hall, 2008.
Texts required or recommended: readings, lecture notes, other teaching materials. Suggested books: (1) N.Mohan, T. Undeland, T. Robbins “Elettronica di potenza : convertitori e applicazioni”, Hoepli Milano, 2005 (italian) (2) M. H. Rashid, , 'Elettronica di Potenza', Prentice Hall, 2008 (italian). The same books are also available in English.
Modalità di esame: prova scritta; elaborato scritto prodotto in gruppo;
Le regole di esame sono descritte e discusse durante la lezione introduttiva dell’insegnamento. L'esame consiste in una prova scritta da 150 minuti con domande a risposta multipla (24 punti) e una domanda a risposta aperta (6 punti). Durante la prova d'esame, non è amesso l'utilizzo di libri, appunti o materiali equivalenti. Inoltre, durante l’insegnamento verrà assegnato un elaborato da svolgere a casa relativo al dimensionamento di un azionamento elettrico. L’elaborato è valutato con un punteggio fino a 30 punti. Il voto finale viene calcolato come la media aritmetica pesata tra il voto della prova scritta (80%) e il voto dell’elaborato (20%).
Exam: written test; group essay;
The rules of examination are described and discussed during the introductory class. The exam consists of a written test of 150 minutes, containing multiple choice questions (24 points) and a question with open answer (6 points). During the exam, the use of books, notes or equivalent materials is not allowed. In addition, during the teaching students will be given a report to be elaborated at home, regarding the sizing of an electric drive. The report is rated up to 30 points. The final score is calculated as the weighted arithmetic mean between the written test (80%) and the score obtained for the report (20%).


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