Docente/i: Ezio Bassi  

Denominazione del corso: Dinamica e regolazione di azionamenti elettrici
Codice del corso: 064005
Corso di laurea: Ingegneria Elettrica
Settore scientifico disciplinare: ING-IND/32
Crediti formativi: CFU 5
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso mira a integrare le conoscenze sugli azionamenti, introducendo al comportamento dinamico delle macchine elettriche alimentate da convertitori statici. Allo scopo vengono richiamati i modelli dei componenti del sistema validi in regime comunque variabile, utilizzandoli quindi per la definizione di algoritmi e schemi della regolazione ad elevate prestazioni, con particolare riferimento alle applicazioni per l’automazione industriale e la robotica.

Programma del corso

Macchine elettriche
Motori sincroni a magneti permanenti sul rotore (brushless): cenni costruttivi, tipi di magneti e loro disposizione, forze elettromotrici indotte ad andamento trapezio e sinusoidale; macchine isotrope e anisotrope; espressione della coppia e cogging; circuiti di comando e schemi di regolazione; caratteristiche di coppia degli azionamenti con macchine brushless. Motori sincroni a riluttanza: principio di funzionamento. Motori a riluttanza commutata: generalità.

Convertitori
Raddrizzatori: comando e schema a blocchi; funzionamento intermittente; caratteristica esterna. Inverter a tensione impressa: significato e utilizzo dei vettori di spazio;confronto di metodi PWM per la modulazione di inverter; limiti di tensione e sequenza ottima di commutazione. Inverter a corrente impressa (CSI): cenni sul funzionamento. Chopper a quattro quadranti: controllo della tensione e della corrente. Convertitori front-end (cenni).

Regolazione e dinamica degli azionamenti elettrici
Caratteristiche e modelli delle macchine in regime comunque variabile, funzioni di trasferimento, stabilità del funzionamento; regolazione ad anello aperto e chiuso, controllo di corrente (sistemi di riferimento fisso e rotante, controllo ad isteresi e con regolatori PI, disaccoppiamento nel controllo delle componenti di corrente, controllo predittivo). Regolazione di velocità e di posizione negli azionamenti; schemi di regolazione in cascata e cenni ad altri metodi di controllo ed ai sistemi sensorless. Accoppiamento non rigido tra motore e carico; sistemi a inerzia variabile (cenni). Azionamenti con macchine in corrente continua. Azionamenti con CSI: regolazione, relazioni tra le grandezze sul circuito in continua e sul motore, frenatura. Controllo diretto di coppia (DTC) per macchine a induzione. Complementi sull’orientamento di campo.

Prerequisiti

Conoscenza dei principi di funzionamento delle macchine elettriche e dei convertitori statici e degli elementi di base dei controlli automatici.

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 30
Esercitazioni (ore/anno in aula): 20
Laboratori (ore/anno in aula): 2
Progetti (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

W. Leonhard. Control of Electrical Drives. Springer Verlag, 1996 .

B. K. Bose. Power Electronics and Variable Frequency Drives. Technology and Applications. IEEE Press, 1997.

L. Bonometti. Convertitori di potenza e servomotori brushless. UTET, 2001.

Mohan, Undeland, Robbins . Elettronica di potenza. Convertitori e applicazioni. Hoepli, 2005.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in un colloquio orale sugli argomenti del corso. L'esito di eventuali prove scritte sostenute durante il corso, così come quello di relazioni svolte su argomenti specifici concordati col docente, concorrerà all'attribuzione del voto finale.