02037 - ELETTRONICA INDUSTRIALE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente: 1) riconosce all'interno di un apparato convertitore di potenza i componenti elettronici ed principali blocchi funzionali per la conversione dell'energia 2) è in grado di analizzare nel dettaglio il funzionamento delle principali tipologie di convertitori elettronici -raddrizzatori, stabilizzatori, amplificatori, choppers ed inverters- 3) conosce le varie soluzioni progettuali adottate per le principali applicazioni -alimentazione di apparati elettrici di varia potenza, pilotaggio di motori elettrici in corrente continua od alternata (prevalentemente in ambito industriale), amplificazione dei segnali (prevalentemente in ambito ICT)- 4) possiede i principali rudimenti per dimensionare opportunamente i circuiti più elementari ed intraprendere il progetto di quelli più complessi.

Contenuti

Richiami sui principi dell'analisi dei circuiti per l'elettronica di potenza in ambito industriale (nel dominio dei tempi e nel dominio delle frequenze). Definizioni di rendimento, fattore di potenza e distorsione negli amplificatori e nei convertitori elettronici di potenza.

Principali dispositivi di potenza e tecnologie.

Circuiti raddrizzatori monofase e trifase. Regolatori di tensione. Filtri per la riduzione della distorsione.

Amplificatori di potenza: principali classi di funzionamento.

Analisi delle problematiche di controllo di motori elettrici.

Interruttori elettronici e famiglie di dispositivi. Convertitori elettronici di potenza operanti in commutazione. Reti di commutazione. Leggi di commutazione a 2 o 3 livelli. Realizzazione mediante diodi, transistori bipolari e mosfet di potenza. Problematiche di controllo PWM. Uscita a due o quattro quadranti.

Convertitori DC/DC (choppers): convertitori in discesa, salita, salita-discesa, Cuk, Sepic e di Luo. Convertitori con isolamento: forward, flyback, a ponte intero. Modello equivalente a bassa frequenza dei convertitori: metodi di controllo.

DC/AC (inverters): a mezzo ponte o a ponte intero; configurazioni multilivello; tipologie risonanti.

Tiristori: modalità di impiego. Convertitori AC/DC e AC/AC controllati.

Cenni sulle problematiche relative alla dissipazione di potenza ed ai limiti termici nei dispositivi elettronici di potenza.

Testi/Bibliografia

Testi di consultazione ed approfondimento:

Mohan, Undeland, Robbins: “Power Electronics” – Wiley&Sons (Panoramica dei vari convertitori e loro applicazioni, dispositivi)

F. Filicori, G. Vannini: “Elettronica industriale – conv. DC/DC operanti in commut.” – Esculapio (Convertitori in commutazione)

B.Dewan, A.Straughen: “Power Semiconductor Circuits” – Wiley&Sons (SCR e azionamenti)

R. W. Erickson: “Fundamentals of Power Electronics” – Kluwer Academic Publishers (Panoramica dei vari convertitori e loro applicazioni, controllo)

Rashid: “Elettronica di Potenza” – Pearson (Panoramica dei vari convertitori e loro applicazioni; Inverters multilivello)

Daniel W. Hart: "Power Electronics" - Mc Graw Hill (Panoramica dei vari convertitori e loro applicazioni)

S Cripps: “RF Power Amplifiers” - Wiley&Sons (capitolo 6) (Classi di funzionamento degli amplificatori e progettazione)

Metodi didattici

Lezioni frontali ed esercitazioni numeriche in aula, preferibilmente senza utilizzo della lavagna luminosa per stimolare una maggiore interazione con gli studenti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale è costituito da una prova orale composta da un esercizio di progettazione e da quesiti teorico-concettuali, da svolgere senza l'ausilio di null'altro che carta e penna.

Viene valutata la comprensione e la padronanza della materia.

Strumenti a supporto della didattica

Dispense fornite a lezione dal docente.

Esercizi di progettazione.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Rudi Paolo Paganelli