The course is taught in English.

Insegnamento a scelta per la Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica e per la Laurea Magistrale in Ingegneria Meccatronica. In questo corso vengono descritti i sistemi elettronici utilizzati per il pilotaggio di attuatori, con particolare enfasi all’analisi dei circuiti elettronici di potenza per azionamenti elettrici di bassa potenza.

- Conoscenza delle caratteristiche elettriche statiche e dinamiche dei dispositivi elettronici di potenza allo stato dell’arte; capacità di selezione dei dispositivi in base alle specifiche funzionali dell’applicazione finale.
- Conoscenza delle caratteristiche degli interruttori elettronici; valutazione/comparazione delle prestazioni elettriche delle diverse topologie circuitali.
- Conoscenza dei principi di funzionamento alla base dei sistemi di conversione elettro-meccanica dell’energia: funzionamento dei convertitori a due e quattro quadranti, conoscenza delle topologie e delle modalità operative dei raddrizzatori a diodi e a controllo di fase. Acquisizione della capacità di analisi di circuiti raddrizzatori al fine di definire le relazioni analitiche tra i parametri elettrici di tali circuiti. Conoscenza dei criteri di scelta per i componenti attivi e passivi presenti nei circuiti raddrizzatori. Capacità di identificare i parametri prestazionali dei vari raddrizzatori ed acquisizione della abilità di valutare vantaggi e svantaggi delle diverse architetture.
- Conoscenza delle topologie e delle modalità operative degli inverter. Abilità di definire le relazioni analitiche tra i parametri elettrici di tali circuiti. Conoscenza dei criteri di scelta per i componenti attivi e passivi presenti negli inverter. Capacità di identificare i parametri prestazionali e conoscenza delle principali tecniche di modulazione e di controllo. Acquisizione della capacità di valutare vantaggi e svantaggi delle diverse scelte architetturali e funzionali.

Elettrotecnica, teoria dei circuiti, dispositivi allo stato solido, elettronica analogica e digitale.

- Introduzione e definizione di azionamento elettronico (0.3cr)
- Proprietà e specifiche degli interruttori elettronici di potenza. Cenni ai dispositivi di potenza a semiconduttore allo stato dell’arte: diodi, transistori bipolari, dispositivi a controllo di gate isolato (MOSFET, IGBT) e tiristori. Quadranti di funzionamento degli interruttori (0.6 cr).
- Circuiti raddrizzatori monofase e trifase non controllati: principio di funzionamento, topologie (1 cr)
- Introduzione ai carichi meccatronici: classificazione(induttivi, capacitivi e motori), limiti e quadranti di funzionamento (0.6 cr).
- Convertitori elettronici a commutazione a due e quattro quadranti: principio di funzionamento, topologie, tecniche di modulazione e controllo (1.5 cr)
- Inverter monofase e trifase: principio di funzionamento, topologie, tecniche di modulazione e controllo (2 cr).

Le esercitazioni in aula permettono di applicare le nozioni teoriche delle lezioni immediatamente precedenti per la risoluzione numerica di esercizi. È richiesta l’analisi di alcuni circuiti tramite l’uso dei simulatore circuitale SPICE. Le esercitazioni sperimentali di laboratorio comprendono la verifica del funzionamento di circuiti esaminati nelle esercitazioni e l’esecuzione di misure sugli stessi.

I testi, scelti tra quelli elencati, saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell’insegnamento.

- M. H. Rashid, Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications, 3rd Edition, Prentice-Hall, 2004 o la versione italiana (in due volumi: M. H. Rashid, Elettronica di Potenza: Dispositivi e Circuiti, Vol.1, Prentice-Hall, 2007 e M. H. Rashid, Elettronica di Potenza: Applicazioni, Vol.2, Prentice-Hall, 2007).
- N. Mohan, T.M. Undeland, W.P. Robbins Power Electronics: Converters, Applications, and Design, Wiley, 2002
(edizione italiana: N. Mohan, T.M. Undeland, W.P. Robbins Elettronica di potenza, convertitori ed applicazioni, HOEPLI, 2005)
- J.G.Kassakian, M.F.Schlecht, G.C.Verghese, "Principles of Power Electronics", Prentice-Hall, 1991.
- Per alcuni argomenti saranno fornite dal docente dispense ed articoli specifici.

L’esame finale consiste in un orale che verterà sui temi discussi durante le lezioni e le esercitazioni.