B2392 - ELECTRIC DRIVES (6 CFU)

Conoscenze e abilità da conseguire

The course focuses on analysis and design of electric drives. The ecological transition requires electrification and electric drives can enable sustainable industry and domestic applications. At the end of the course, students will be able to use electric technologies for the analysis, the choice and use of the main electrical drives for residential and industrial applications.

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

L'insegnamento partecipa al progetto di sperimentazione didattica dell'Ateneo.

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