Periodo I Lezione,Esercitazione o Laboratorio:6+2(oresettimanali) 80+28(ore in totale) Docente:Franco Vil1ata.
Il corso,a caratt ereapplicati vo,trattai principaliproblemiposti dal1a conversione stati-ca alternata-continua, con particolare attenzione al1e applicazioni destinate alla realiz-zazione di alimentatori, di azionamenti in continua, o del primo stadio di convertitori alternata-alternata.
Vi sonoanalizzatele princi palistrutture di conversio ne,per le quali sonotrattate le sol-lecitazioni latoalterna ta,i problemidel dimensioname nto term ico,i filtridipotenza in uscita, il dimensionamento di massima dei componenti elettromagnetici. Sono inoltre descrittele principaliarchitettur~ dei circuiti di regolazione ed i trasduttori di tensionee dicorrente di più frequente impiego.
Particolare rilievo è dato agli aspetti energetici ed ai problemi posti dalla gestione di potenze anche rilevanti, promuovendo la formazione di una "mentalità" orientata alla potenza.
REQUISITI
ElettrotecnicaedElettronicaApplicata.
PROGRAMMA
A.StrutturediConversione non controllata monof ase[8 ore]
Generalità
- Diodo a semi conduttore
- Analisi del funzionamento di reti contenenti diodi Strutturemonofasi
Convert itore semiondamonofase - Convert itorecontrofase
- Convertitorea ponte monofase
B.Componentielettromagneticiefiltridi potenza [13ore]
Trasformatoredi alimentaz ione
- Richiami sul funzionamentodel trasformatore - Potenza di dimensionamentodi un trasformatore
- Dipendenza dal1e dimensioni dei parametri del trasformatore Filtri di potenza
Filtro indu ttivo Filtrocapaci tivo Filtro L C
- Circuito equivalente macchina a corrente continua Problemidi progettodeicomponenti reatti vi
Parametri di un condensatoreelettrolitico per filtri - Dimensionamento di massima di una induttanza
- Dimensionamento di massima di untrasfo rmatoremonofase
C.Diodi controllatie circuiti diinnesco [7 ore]
Diodicontrollati - Costituzione fisica - Caratteristiche esterne - Tipi costruttivi
Circuiti impulsatori etrasf ormatoriperimpulsi
D.Strutturediconversionecontrollata monofase [Il ore]
Convertitor e controf ase Doppio contr ofaseantiparallelo Pontemonofase semicontrollato Pontemonofase controllato
E.Strutturediconversionecontrollata trifase [Il ore]
Semionda trifase Pontetrifase
F.Commutazio neeproblemi connessi [4 ore]
G.Dimensionamentoterm icodelle strutture [5 ore]
Modelli termici
Dimensionamentotermic odi massima Dissipatori
H. Protezion i [9 ore]
Protezionidasovraccarichi - Interruttoriextrarapidi e fusibili - Condizionam enti al progettotermico Sovratensioni
- Principalicause - Protezionipiù usate
I.Sistemi diregolazione [8ore]
Generalitàsullestrutture diregolazione Sfasatori
Regolazionead anelli separati Regolazionead anelliincascata Doppio controllo armatura eccitazio ne
Regolatoreperdoppio convertitore antiparallelo L.Trasduttori[4 ore]
Trasduttoredi tensionequasiisolato Trasdutt oridicorrente adeffetto Hall Trasdutto ridicorrenteche impiegan oTA Reattori saturabili
TAad impulsi
ESERCITAZIONI
Le esercitazioniconsistono nella applicazione dei metodi e delle nozioni fomite nelle lezioniper l' anali sidel funzionamento od il dimensionamento di convertitori alternata-continua. Esse saranno svolte parte in aula,parte nel laboratorio informatico del Dipar-timento di Ingegneria Elettrica.
LABORATORI
Ilaboratori consistono nell'analisi del funzionamento di sistemi di conversione con vi-sualizzazionedelle forme d'ondadi tensionee di correntepiù significative:Essi saranno svolti presso i laboratori del Dipartimento di Ingegneria Elettrica.
ESAME
L'esame consiste in un colloquio orale teso ad accertare l'acquisizione da parte dell' allievodeimetodidi studioedelleproblematichedei sistemi descrittinelle lezioni.
I temi sviluppati nelle esercitazio nie nei laboratori possono fornirespunto per la di-scussione.
BIBLIOGRAFIA-H. Buhler,"Trait éd'Electricité", voI.XV,"électronique industrielle 1", "électronique depuissance", Georgi,Lausanne.
G.Montessori,"Elettronica di potenza",Delfino.
Talitesticontengono solo partedegli argomenti del corso, pur contenendo argomenti che non verrannosvolti.
L1790 Elettrotecnica (ELN)
Anno: Periodo 2: I
Docenti: ( I Corso) Vito Daniele (II Corso) Roberto Graglia
PROGRAMMA I Parte:
- Introduzioneereti resistive [25 ore di lezione, 12 ore di esercitazione]
Limiti della teoria dei circuiti. Grandezze elettriche su un multipolo e Leggi di Kir-chhoff. Bipoli elettrici. Potenza entrante e passività.Relazioni costitutive. Resistore ideale. Generatori ideali di tensione. Generatori ideali di corrente. Induttore ideale.Condensatore ideale. Multipoli e Multiporta. Principio di sostituzione.
Reti passive. Circuiti elementari.Resistore costituito da una rete di resistori. Metodi particolari per il calcolo di una rete con un solo generatore. Metodi di calcolo di reti con più di un generatore.Teorema di Thevenin. Teorema di Norton. Teoria elementare dei Metodi generali. Multipoli resistivi. Generatori pilotati.Resistori non ideali e nonlineari.
- Reti nel dominio della frequenza [14 ore di lezione, IOore di esercitazione]
I fasori e loro utilizzazione nella rappresentazione di grandezze sinusoidali isofrequen-ziali. Proprietà dei fasori.Reti fasoriali. Leggi di Kirchoff e relazioni costitutive.
Bipoli inerti e loro Impedenza: Ammettenza, Resistenza, Reattanza, conduttanza e suscettanza di un bipolo d'impedenza. Connessioni di bipoli di impedenza.. Estensione dei metodi elementari e generali al calcolo di reti fasoriali. Diagrammi fasoriali e loro utilizzazione per la soluzione di problemi inversi. Potenze in regime sinusoidale:Potenza attiva, reattiva, complessa ed apparente. Teorema di Bouche-rot. Sistemi Trifase. Rifasamento. Calcolo di reti in presenza di generatori sinu-soidali non isofrequenziali. Integrale di Fourier e Trasformata di Fourier (Cenni). Funzione di trasferimento.Proprietà filtranti delle reti.Filtrie risuonatori (cenni). - Multiporta con memoria [2 ore di lezione, 2 ore di esercitazione]
Multiporta induttivi e capacitivi. Trasformatori. Trasformatori perfetti. Circuiti equivalenti.
- Reti linearidinamiche [14 ore di lezione,8 ore di esercitazione]
Metodo della trasformata di Laplace. Leggi di Kirchhoff nel dominio delle Trasforma-te di Laplace. Relazioni costitutivenel dominio delle Trasformate di Laplace. Impeden-za ed ammettenImpeden-za diun bipolo. Calcolo simbolico con le trasformate di Laplace.
Calcolo di Trasformate.Calcolo di Antitrasformate. Teorema del valore iniziale e finale.Applicazioni.Ordine di complessità di una rete. Variabili distato.Equazioni di statonelle reti non degeneri.Presenza di interruttori.Equazioni di stato nelle reti de-generi. Soluzioni dell'equazioni di stato. Magliedi induttori e tagli di condensatori. Transitori.Reti con una costante di tempo. Relazione tra i poli della rete e gli auto-valori della matriceA.
- Doppi bipoli lineari [3 oredi lezione. 4 ore di esercitazione]
Rappresentazione generale,Thevenin e Norton.Parametri Z,Parametri Y, Parametri H.
Parametri G. Parametri A,B,C,D o di trasmissione.Parametri di trasmissione inversa.
Relazioni tra i parametridi un doppio bipolo . Impedenze iterative ed immagini (cenni).Interconnessioni di doppi bipoli.
- Reti magnetiche [4 ore dilezione,2 oredi esercitazione]
Equazioni degli avvolgimenti. Calcolo di una rete magnetica. Applicazioni.
II Parte:
- Metodigeneraliperilcalcolo di reti [3 ore di lezione,2 ore di esercitazione]
Metodo dei nodi Matrice di incidenza. Teoremi di Tellegen e di Boucherot. Equa-zioni delletensioniai nodi di una rete.Metodo delle corde o delle maglie fondamen-tali. Metodo dei rami o dei tagli fondamentali.
- Considerazionielettromagn etiche [6 ore di lezione]
Caratterizzazione elettromagnetica dei multi poli e delle reti elettriche. Realizza-zione di Resistori, induttori e condensatori. Realizzazione dei multiporta induttivi.
Forze dovute a campi elettromagnetici.Elettrodinamicadei corpi in movimento . - Impiantielettriciemacchine elettriche [9 ore di lezione]
Distribuzione dell'energia elettrica. Normativa impianti elettrici (cenni).Effetti della corrente elettrica sul corpo umano (Cenni). Relè di tensione. Interruttore automatico di massima corrente. Interruttore automatico differenziale. Dispersori. Tensioni di passo. Trasformatore reale. Circuito equivalente e misuradeiparam etri.Costruzione (Cenni).Sollecitazioni nelle macchineelettriche.Valori nomin ali e dati di targa. Tra-sformatori trifase. Connessioni degli avvolgimenti. Macchine in c.c.. Espressione della f.e.m indotta e della coppia.Reazione di indotto.'Motori in c.c..Caratteristiche meccaniche.Tipi di eccitazione. Campo magnetico ruotante.Macchina sincrona. Al-ternatore.Motore sincrono. Inserzione nella rete (Cenni). Macchina asincrona. Motori ad induzione. Caratteristica meccanica. Motori asincroni monofase (Cenni). Princi-pio di funzionamentodi motori passo passo.
BIBLIOGRAFIA
V.Daniele-A.Liberatore -R.Graglia-S.Manetti, "Elettrotecnica" , Monduzzi Editore, Bologna,1994.
Dispense distribuite dai docenti Test i ausilia r i:
C.Paul,"Analysis ofLinear Circuits", McGraw-Hill
A.Laurentini-A.Meo-R.Pomè, "Esercizi di Elettrotecnica", Levrotto&Bella
ESAME
L'Esame di Elettrotecnica è a prenotazione obbligatoria.Questa si fa presso la Segre-teria Studenti dei Dipartimenti Elettrici (Piano terreno,davanti l'aula 12).Le preno-tazioni sono chiusea partire dal pomeriggio di due giorni prima dell'appello.
Sono previstiduetipi diesame (A eB), basatisu unaprova scrittacomune.
- Prova scritta comune (A e B):
Il programma che riguardala provascritta e' relativo alla Prima parte del corso.
Lo Stati no viene ritirato prima di iniziare la prova scritta verificando l'identità del can-didato (è sufficiente libretto universitario). Non è possibile sostenere la prova scritta privi di stati no e di docume nto diidentità. Una volta consegnato lo Statino l'Esame si intendecominciato el'esÙo verra' comunque registrato.
Durante lo svolgimento dello scritto lo Studente deve avere con sè solo l'occorrente per scrivere (pennae carta), e per fare calcoli e disegni. Pena l'espulsione dall'aula, sono vietatil'uso di appunti,libri,note,ecc...
Durante la provascritta nonèconsentito usciredall'aula.
E' possibile ritirarsi dall'esame,ma l'esame verra'comunque registrato. - Esamedi tipo B:
L'esamedi tipo B consiste in una prova scritta (vedi sopra) seguita dopo qualche giorno da una discussione sull'elaborato consegnato dallo Studente. Il voto massimo previsto per questo tipo di esameè di28/30.
- Esame di tipo A:
L'esame di tipo A e' costituito dalla stessa prova scritta dell'esame di tipo B integrata con una parte orale che verte su tutto il Programma con particolare riferimento a quello svolto durante la seconda parte del corso.L'ammissionealla parte orale è consentita agli Allievi che abbiano ottenuto nella prova scritta un voto non inferiore ai 18/30.Il voto finale per chi sostiene l'esame di tipo A è un'opportuna media dei risultati della prova scritta e di quella orale.