504062 - CONVERSIONE STATICA DELL'ENERGIA

insegnamento

ID:

504062

Durata (ore):

50

CFU:

SSD:

CONVERTITORI, MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI

Anno:

2024

Periodo di attività

Secondo Semestre (03/03/2025 - 13/06/2025)

Obiettivi Formativi

Conoscenza delle principali applicazioni analogiche lineari e non lineari che impiegano diodi a giunzione, amplificatori operazionali, transistori ad effetto di campo; conoscenza delle famiglie logiche MOS e dei circuiti digitali elementari; capacità di analizzare ed eseguire misure su semplici circuiti analogici; capacità di sintetizzare semplici reti con operazionali. Conoscenza di base sui dispositivi a semiconduttore di potenza, sui convertitori elettronici di potenza e sulle relative applicazioni industriali.

Prerequisiti

Conoscenze di base di Analisi matematica. Conoscenza degli elementi di base della teoria delle reti lineari passive.

Metodi didattici

Lezioni (ore/anno in aula): 68
Esercitazioni (ore/anno in aula): 36
Attività pratiche (ore/anno in aula): 12

Verifica Apprendimento

L’esame del modulo di Elettronica consiste di una prova scritta di analisi di circuiti con elementi attivi discreti e amplificatori operazionali, e di una prova orale sugli argomenti del modulo. L'esame del modulo di Conversione statica dell'energia consiste in una prova orale. In sede di esame è data facoltà allo studente di presentare un elaborato su un argomento preventivamente concordato con il docente.

Testi

A.Sedra, K.Smith:. Microelectronic Circuits, III ed. o successive. Oxford University Press .
A.Sedra, K.Smith. Circuiti per la Microelettronica. EdiSeS.
G. Moeltgen. I tiristori: circuiti di conversione, teoria ed impiego. Etas libri.
J. Schaefer. Rectifier Circuits: Theory and Design. John Wiley & Sons.
B. W. Williams. Power Control Electronics. Prentice-Hall.

Contenuti

Il corso comprende due moduli: Elettronica (prof. Annovazzi Lodi) e Conversione statica dell’energia (prof. Dallago). Il primo modulo costituisce un’introduzione all’Elettronica analogica lineare e non lineare, e all’elettronica digitale. Il secondo modulo costituisce un'introduzione ai processi di conversione dell'energia elettrica mediante convertitori statici di potenza.

Programma del modulo di Conversione statica dell'energia
• Generalità: l'energia elettrica e sue applicazioni. Necessità dei processi di conversione. Soluzioni possibili. Conversioni statiche. Il trasformatore elettromagnetico. Il convertitore elettronico di potenza. Problemi termici e raffreddamento.
• Dispositivi a semiconduttore di potenza: il silicio e la giunzione pn. Caratteristiche statiche dei dispositivi elettronici: diodo, il transistor bipolare, i tiristori (SCR, TRIAC, GTO), il mosfet, l’IGBT. Montaggi di diodi ed SCR.
• La conversione ca/cc: generalità, carichi ed utilizzazionei in corrente continua. Ipotesi fondamentali per lo studio dei circuiti di conversione. Circuiti di raddrizzamento monofase. Circuiti di raddrizzamento polifasi. Traformatori e reattori per circuiti di raddrizzamento polifasi. Il controllo di fase. La commutazione reale di diodi ed SCR. Cadute di tensione. Armoniche. Applicazioni: azionamenti in cc e trasmissione dell'energia in corrente continua ad alta tensione,(HVDC).
• La conversione dc/dc: principio funzionamento del chopper. Il chopper ad SCR e a GTO. Applicazioni del chopper in trazione elettrica.
• La conversione dc/ac: Generalità. L’inverter monofase: regolazione della tensione e frequenza. Inverter trifase a tensione e corrente impressa. Inverter trifase regolato ad onda quadra. La tecnica pulse width modulation (PWM). Applicazioni: la macchina asincrona alimentata da inverter.
• La conversione ac/ac: il cicloconverter. Applicazioni