ID:
1939
Durata (ore):
48
CFU:
6
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/ELETTRONICA Anno: 3
Anno:
2023
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (26/02/2024 - 17/05/2024)
Syllabus
Obiettivi Formativi
Conoscere le configurazioni e le caratteristiche di funzionamento dei convertitori statici di potenza, le modalità di controllo della conversione dell’energia elettrica, nonché le caratteristiche funzionali ed operative dei dispositivi di potenza a semiconduttore.
Sviluppare la capacità di progettare convertitori statici di potenza in funzione delle specifiche applicazioni, con particolare attenzione ai campi dell'alimentazione di sistemi elettronici, degli azionamenti elettrici e della generazione distribuita da fonti rinnovabili.
Favorire la capacità di esprimere giudizi autonomi sul corretto funzionamento e impiego dei convertitori elettronici di potenza e individuare il convertitore più adatto per una determinata applicazione in base alle specifiche richieste
Utilizzare un linguaggio tecnico appropriato e sviluppare abilità di comunicazione utili a sostenere argomentazioni valide nella soluzione delle problematiche inerenti l’oggetto del corso.
Acquisire la capacità di apprendere il funzionamento, le metodologie di analisi e i criteri di scelta progettuale di circuiti di conversione; applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli discussi durante il corso
Sviluppare la capacità di progettare convertitori statici di potenza in funzione delle specifiche applicazioni, con particolare attenzione ai campi dell'alimentazione di sistemi elettronici, degli azionamenti elettrici e della generazione distribuita da fonti rinnovabili.
Favorire la capacità di esprimere giudizi autonomi sul corretto funzionamento e impiego dei convertitori elettronici di potenza e individuare il convertitore più adatto per una determinata applicazione in base alle specifiche richieste
Utilizzare un linguaggio tecnico appropriato e sviluppare abilità di comunicazione utili a sostenere argomentazioni valide nella soluzione delle problematiche inerenti l’oggetto del corso.
Acquisire la capacità di apprendere il funzionamento, le metodologie di analisi e i criteri di scelta progettuale di circuiti di conversione; applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli discussi durante il corso
Prerequisiti
Fondamenti di Fisica, Elettrotecnica.
Metodi didattici
Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste Esercitazioni in laboratorio, con lo scopo di stimolare l’approccio ai problemi con autonomia e senso critico.
Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.
Tutte le attività sono svolte con supporto di slide delle lezioni.
Verifica Apprendimento
La verifica dell’apprendimento è articolata su due prove scritte ed una prova orale. Essa ha lo scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e proprietà di linguaggio scientifico acquisite dallo studente.
La prima prova scritta comprende quesiti a risposta aperta e quesiti a risposta multipla, nei quali gli studenti sono chiamati ad illustrare i seguenti argomenti: Convertitori DC/DC. La seconda prova scritta comprende quesiti a risposta aperta e quesiti a risposta multipla, nei quali gli studenti sono chiamati ad illustrare i seguenti argomenti: Convertitori AC/DC, Convertitori DC/AC e i dispositivi elettronici di potenza. Con le stesse modalità della prova scritta, sono previste durante lo svolgimento del corso due prove in itinere, sulle parti di programma via via svolte.
A ciascuna prova scritta si assegna una valutazione in trentesimi. La prova scritta è superata se entrambe le due prove di verifica hanno una valutazione pari o maggiore a 18/30.
Inoltre, agli studenti viene assegnato un progetto, da elaborare in gruppo o individualmente, su cui viene stilata una relazione. Il superamento delle due prove scritte o delle due prove in itinere permette di accedere alla prova orale. Il colloquio orale è incentrato sugli argomenti trattati nel progetto. Gli studenti che non partecipano alle prove in itinere possono sostenere le prove scritte durante gli appelli previsti dal calendario degli esami. Il periodo di validità dell’esito delle prove scritte è di un anno accademico.
Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della valutazione ottenuta nella prova scritta e nella prova orale relativa al progetto.
La prima prova scritta comprende quesiti a risposta aperta e quesiti a risposta multipla, nei quali gli studenti sono chiamati ad illustrare i seguenti argomenti: Convertitori DC/DC. La seconda prova scritta comprende quesiti a risposta aperta e quesiti a risposta multipla, nei quali gli studenti sono chiamati ad illustrare i seguenti argomenti: Convertitori AC/DC, Convertitori DC/AC e i dispositivi elettronici di potenza. Con le stesse modalità della prova scritta, sono previste durante lo svolgimento del corso due prove in itinere, sulle parti di programma via via svolte.
A ciascuna prova scritta si assegna una valutazione in trentesimi. La prova scritta è superata se entrambe le due prove di verifica hanno una valutazione pari o maggiore a 18/30.
Inoltre, agli studenti viene assegnato un progetto, da elaborare in gruppo o individualmente, su cui viene stilata una relazione. Il superamento delle due prove scritte o delle due prove in itinere permette di accedere alla prova orale. Il colloquio orale è incentrato sugli argomenti trattati nel progetto. Gli studenti che non partecipano alle prove in itinere possono sostenere le prove scritte durante gli appelli previsti dal calendario degli esami. Il periodo di validità dell’esito delle prove scritte è di un anno accademico.
Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della valutazione ottenuta nella prova scritta e nella prova orale relativa al progetto.
Testi
Ned Mohan, Tore M. Undeland, William P. Robbins "Elettronica di potenza. Convertitori e applicazioni" Hoepli
Contenuti
Introduzione. Elettronica di potenza ed elettronica lineare. Obiettivi e applicazioni. Classificazione dei sistemi di conversione di potenza e dei convertitori.
- CONVERTITORI DC/DC: Classificazione. Modulazione P.W.M.. Convertitore Buck, modalità di conduzione continua, confine tra conduzione continua e discontinua, modalità di conduzione discontinua. Convertitore Boost, modalità di conduzione continua, confine tra conduzione continua e discontinua, modalità di conduzione discontinua. Convertitore Buck-Boost, modalità di conduzione continua, confine tra conduzione continua e discontinua, modalità di conduzione discontinua. Controllo degli alimentatori switching: linearizzazione dello stadio di potenza con filtro di uscita, con metodo state space averaging. Controllo feed forward PWM della tensione. Controllo in corrente. Convertitore dc-dc di tipo Cuk. Convertitori DC/DC con trasformatore di isolamento. Trasformatori HF. Convertitore Forward. Convertitore Push-Pull. Convertitori Half-Bridge. Convertitori Full Bridge. Convertitore dc-dc a corrente impressa. Convertitore Flyback.
- CONVERTITORI AC/DC: Raddrizzatori a diodi. Concetti fondamentali sui raddrizzatori. Raddrizzatore monofase a ponte di diodi, circuiti ideale con Ls=0, effetti di Ls sulla commutazione della corrente. Raddrizzatore trifase a ponte a diodi. Raddrizzatore con tiristori e loro controllo. Raddrizzatore monofase, circuito ideale con Ls=0, effetti prodotti da Ls. Raddrizzatore Trifase con controllo di fase.
- CONVERTITORI DC/AC: Introduzione. Concetti fondamentali sugli inverter. Inverter monofase, inverter a mezzo ponte, inverter a ponte, PWM con tensione bipolare, PWM con tensione unipolare, funzionamento a onda quadra. Inverter trifase, PWM in un inverter a tensione impressa, modulazione in zona lineare, sovramodulazione, funzionamento a onda quadra. Effetti del tempo morto sulla tensione negli inverter PWM. Modulazione con regolazione della corrente.
- DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA: Diodi, Tiristori, Transistor bipolari, PowerMOSFET, IGBT.
- CONVERTITORI DC/DC: Classificazione. Modulazione P.W.M.. Convertitore Buck, modalità di conduzione continua, confine tra conduzione continua e discontinua, modalità di conduzione discontinua. Convertitore Boost, modalità di conduzione continua, confine tra conduzione continua e discontinua, modalità di conduzione discontinua. Convertitore Buck-Boost, modalità di conduzione continua, confine tra conduzione continua e discontinua, modalità di conduzione discontinua. Controllo degli alimentatori switching: linearizzazione dello stadio di potenza con filtro di uscita, con metodo state space averaging. Controllo feed forward PWM della tensione. Controllo in corrente. Convertitore dc-dc di tipo Cuk. Convertitori DC/DC con trasformatore di isolamento. Trasformatori HF. Convertitore Forward. Convertitore Push-Pull. Convertitori Half-Bridge. Convertitori Full Bridge. Convertitore dc-dc a corrente impressa. Convertitore Flyback.
- CONVERTITORI AC/DC: Raddrizzatori a diodi. Concetti fondamentali sui raddrizzatori. Raddrizzatore monofase a ponte di diodi, circuiti ideale con Ls=0, effetti di Ls sulla commutazione della corrente. Raddrizzatore trifase a ponte a diodi. Raddrizzatore con tiristori e loro controllo. Raddrizzatore monofase, circuito ideale con Ls=0, effetti prodotti da Ls. Raddrizzatore Trifase con controllo di fase.
- CONVERTITORI DC/AC: Introduzione. Concetti fondamentali sugli inverter. Inverter monofase, inverter a mezzo ponte, inverter a ponte, PWM con tensione bipolare, PWM con tensione unipolare, funzionamento a onda quadra. Inverter trifase, PWM in un inverter a tensione impressa, modulazione in zona lineare, sovramodulazione, funzionamento a onda quadra. Effetti del tempo morto sulla tensione negli inverter PWM. Modulazione con regolazione della corrente.
- DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA: Diodi, Tiristori, Transistor bipolari, PowerMOSFET, IGBT.
Lingua Insegnamento
ITALIANO
Corsi
Corsi
3 anni
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