73122 - AZIONAMENTI ELETTRICI LM

Anno Accademico 2023/2024

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente acquisisce le conoscenze delle tipologie di azionamenti elettrici più usati nel campo dell’automazione industriale. In particolare verranno sviluppati i modelli delle macchine elettriche necessari ad implementare il controllo della coppia e della velocità. Le conoscenze acquisite dallo studente potranno essere applicate per scegliere, dimensionare e simulare gli azionamenti elettrici più idonei al tipo di applicazione.

Contenuti

Il corso fornisce gli strumenti essenziali per capire la struttura e il funzionamento dei principali azionamenti elettrici nelle applicazioni industriali.

Sono richieste le conoscenze di base di Elettrotecnica, Conversione elettromeccanica dell’energia e Controlli Automatici.

Azionamenti con motori in corrente continua

• Modello dinamico dei motori in corrente continua.
• Regolazione della corrente e taratura dei regolatori.
• Regolazione della velocità con controllo sull'armatura e sull'eccitazione.
• Funzionamento a coppia costante ed a potenza costante.
• Azionamenti per assi e per mandrino e campi di applicazione.

Azionamenti con motori brushless a fem trapezoidale (DC brushless)

• Struttura e principio di funzionamento.
• Schemi di regolazione della coppia e della velocità.

Azionamenti con motori asincroni

• Azionamenti in catena aperta.
• Controllo a V/F costante.
• Rampe di accelerazione.

• Azionamenti in catena chiusa e controllo della frequenza di scorrimento.
• Campo di funzionamento a coppia costante ed a potenza costante.
• Modello dinamico dei motori asincroni.
• Controllo ad orientamento di campo.
• Schemi di regolazione della coppia e della velocità.
• Stima del flusso rotorico.
• Analisi delle prestazioni limite in coppia e velocità.

• Analisi e dimensionamento dei regolatori.
• Campi di applicazione.

Testi/Bibliografia

Il corso presenta e compendia diversi argomenti e pertanto saranno distribuite allo studente dispense redatte direttamente dal docente e rese disponibili attraverso la piattaforma Insegnamenti On Line.

Vengono inoltre segnalati i seguenti testi di riferimento:

1. A.E. Fitzgerald, C. Kingsley JR, A. Kusko: “Macchine Elettriche”, Franco Angeli Editore, Milano, 1978.
2. J.M.D. Murphy, F.G. Turnbull: “Power Electronic Control of AC Motors”, Pergamon Press, Oxford, 1988.
3. I, Boldea, S.A. Nasar: “Electric Drives”, CRC Press, New York.
4. P. Vas: “Vector Control of AC Machines”, Oxford University Press, New York.
5. T.J.E. Miller: “Brushless Permanent-Magnet and Reluctance Motor Drives”, Clarendon Press, Oxford, 1989.
6. T.J.E. Miller: “Switched Reluctance Motors and their Control”, Clarendon Press, Oxford, 1993.
7. T. Kenjo: “Stepping Motors and their Microprocessor Controls”, Clarendon Press, Oxford, 1985.
8. W. Leonard: “Control of Electrical Drives”, Springer-Verlag, Berlin, 2001

Metodi didattici

Il corso viene erogato in modalità "flipped classroom". Le informazioni generali saranno fornite attraverso lezioni registrate o online. Le lezioni in presenza, pari al 70% del totale, si svolgeranno esclusivamente in laboratorio per svolgere le esercitazioni.

Durante le esercitazioni, gli studenti potranno simulare il comportamento dinamico delle macchine elettriche e dei sistemi di controllo studiati durante il corso.

Le simulazioni numeriche, svolte con MATLAB/Simscape saranno fornite dal docente agli studenti attraverso il portale Insegnamenti on Line.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene mediante una prova scritta, che ha lo scopo di esaminare l'acquisizione delle conoscenze previste dal programma; e da un report sulle attività di esercitazione.

La prova scritta consiste in alcuni quesiti in cui verrà valutata la capacità dello studente di:

- utilizzare correttamente gli strumenti dell'elettrotecnica e della conversione elettromeccanica dell'energia;

- descrivere il funzionamento delle macchine elettriche;

- illustrare il principio di funzionamento degli azionamenti elettrici e valutarne le prestazioni;

- rappresentare gli schemi di controllo.

La valutazione finale terrà conto della capacità espositiva, della autonomia e del rigore nel presentare le risposte ai quesiti.

Il report sulle attività di esercitazione dovrà contenere tutte le simulazioni numeriche svolte durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

Le lezioni sono svolte con l'ausilio di PC e videoproiettore (Power Point). Sono disponibili i file PDF delle diapositive proiettate durante il corso. Le esercitazioni sono svolte in aula con l'ausilio di PC e videoproiettore (MATLAB-Simulink).

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Alberto Bellini