44608 - DINAMICA DEGLI AZIONAMENTI ELETTRICI LS (6 CFU)

Conoscenze e abilità da conseguire

Finalità del corso

Il corso si propone di individuare i modelli dinamici delle macchine elettriche per lo studio dei transitori elettromeccanici. Vengono determinati i modelli dei motori in corrente continua, motori brushless, motori asincroni e motori passo-passo. Vengono inoltre presentate le metodologie di controllo che permettono di regolare in modo diretto la coppia del motore, ed analizzate le prestazioni dell’intero azionamento sia con simulazioni numeriche, sia con prove di laboratorio.

Contenuti

 

PROGRAMMA

 

Azionamenti con motori in c.c.

Modello dinamico delle macchine in corrente continua. Analisi dei transitori elettromeccanici con alimentazione in tensione. Controllo di coppia. Controllo di velocità. Analisi e dimensionamento dei regolatori di coppia e velocità. Caratteristiche degli azionamenti con raddrizzatori controllati. Caratteristiche degli azionamenti con chopper. Strutture di azionamenti per funzionamento su due e quattro quadranti. Simulazione di azionamenti completi in ambiente SIMULINK di MATLAB.

Azionamenti con motori brushless

Modello dinamico delle macchine sincrone basato sulla teorica degli assi in quadratura. Motori brushless a magneti superficiali. Controllo ad orientamento di campo. Analisi delle prestazioni limite in coppia e velocità. Motori brushless a magneti annegati. Tecniche di controllo di coppia. Prestazioni limite in coppia e velocità. Motori brushless a riluttanza pura. Tecniche di controllo di coppia. Prestazioni limite in coppia e velocità. Simulazione di azionamenti completi in ambiente SIMULINK di MATLAB. Analisi della sensibilità alle variazioni dei parametri. Campi di applicazione e confronti fra le varie tipologie di azionamento.

Azionamenti con motori asincroni

Modello dinamico delle macchine sincrone basato sulla teorica degli assi in quadratura. Controllo ad orientamento di campo dei motori asincroni. Metodologie per il controllo di coppia di tipo diretto ed indiretto. Analisi della sensibilità alle variazioni dei parametri. Controllo dei motori asincroni tramite la tecnica DTC. Confronti fra controllo ad orientamento di campo e DTC. Prestazioni limite in coppia e velocità degli azionamenti con motori asincroni. Simulazione di azionamenti completi in ambiente SIMULINK di MATLAB.

 

Azionamenti con motori passo-passo

 

Modello dinamico semplificato dei motori passo-passo. Circuiti di alimentazione e tecniche di controllo. Analisi dei problemi di instabilità a bassa e ad alta velocità. Analisi delle prestazioni limite in coppia al variare della frequenza di alimentazione. Simulazione di azionamenti completi in ambiente SIMULINK di MATLAB.

 

Azionamenti con motori a riluttanza variabile 

 

Modello semplificato dei motori a riluttanza variabile. Circuiti dialimentazione e tecniche di controllo. Analisi delle prestazioni con alimentazione di due fasi alla volta ed utilizzo di opportuni profili di corrente. Simulazione di azionamenti completi in ambiente SIMULINK di MATLAB.

Testi/Bibliografia

I. Boldea, S. A. Nasar : ELECTRIC DRIVES, CRC Press, New York, 1999.

 

P. Vas: VECTOR CONTROL of AC MACHINES, Oxford University Press, New York, 1990.

 

T.J.E. Miller: SWITCHED RELUCTANCE MOTORS AND THEIR CONTROL. Clarendon Press, Oxford, 1993.

 

W. Leonard: CONTROL OF ELECTRICAL DRIVES. Springer-Verlag, Berlin, 2001.

 

 

Metodi didattici

Esercitazioni 

Il Corso comprende esercitazioni teoriche svolte in ambiente Simulink di MatLab per la simulazione di tutte le tipologie di azionamenti analizzati nelle ore di lezione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame

L'esame comprende una prova orale sugli argomenti svolti nelle lezioni teoriche e la discussione di una prova sperimentale.

Strumenti a supporto della didattica

Programmi di simulazione di azionamenti elettrici.

Copia dei lucidi usati per le lezioni.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Domenico Casadei