Insegnamenti

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Docente
ALESSANDRO SERPI (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
ITALIANO 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/84]  INGEGNERIA ENERGETICA [84/00 - Ord. 2018]  PERCORSO COMUNE 3 30

Obiettivi

- Conoscenza e capacità di comprensione: conoscere e comprendere il funzionamento degli azionamenti elettrici utilizzati nell’ambito della propulsione elettrica, soprattutto riguardo ai loro sistemi di acquisizione, elaborazione e trasmissione dei segnali;
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione: sviluppare sistemi di acquisizione e controllo di azionamenti elettrici per la propulsione elettrica, individuando e selezionando opportunamente periferiche, trasduttori ed unità di elaborazione;
- Autonomia di giudizio: capacità di adottare soluzioni motivate nella progettazione di sistemi di acquisizione e controllo di azionamenti elettrici per la propulsione elettrica, in base alle specifiche di progetto assegnate ed agli eventuali gradi di libertà a disposizione;
- Abilità comunicative: capacità di trasmettere informazioni e concetti in modo semplice, sintetico ed efficace;
- Capacità di apprendimento: elaborazione autonoma delle informazioni, soprattutto riguardo alla definizione delle specifiche progettuali ed alla progettazione dei sistemi di acquisizione e controllo di azionamenti elettrici nell’ambito della propulsione elettrica.

Prerequisiti

Si ritiene utile, per una migliore comprensione dei contenuti previsti dall’insegnamento, il possesso di conoscenze di base relative alle macchine elettriche, all’elettronica industriale di potenza e agli azionamenti elettrici.

Contenuti

L’insegnamento prevede i seguenti argomenti principali:
- Azionamenti elettrici con macchine elettriche sincrone a magneti permanenti a montaggio superficiale (3 ore di lezione, 3 ore di esercitazione): princìpi di funzionamento, modello matematico, sistema di controllo, esercitazioni numeriche mediante opportuni software di simulazione;
- Trasduttori di posizione e velocità (2 ore di lezione, 4 ore di esercitazione): principali tipologie e loro caratteristiche, sonde ad effetto Hall, resolver, encoder assoluto, esercitazioni sperimentali in laboratorio;
- Trasduttori di corrente e tensione (2 ore di lezione, 4 ore di esercitazione): principali tipologie e loro caratteristiche, convertitori Sigma-Delta, esercitazioni numeriche e sperimentali in laboratorio;
- Modulazione PWM (2 ore di lezione, 4 ore di esercitazione): princìpi della modulazione a larghezza di impulso, generazione dei segnali di comando, esercitazioni numeriche e sperimentali in laboratorio;
- Azionamento elettrico con una macchina elettrica sincrona a magneti permanenti a montaggio superficiale (1 ora di lezione, 5 ore di esercitazione): struttura dell’algoritmo di controllo in linguaggio di programmazione (VHDL), acquisizione, elaborazione e trasmissione dei segnali, cenni sul software di programmazione di unità ad alta velocità di elaborazione (FPGA), esercitazioni sperimentali in laboratorio.

Metodi Didattici

L’insegnamento prevede l’esecuzione di 10 ore di lezioni frontali al fine di consentire allo studente l’acquisizione delle conoscenze riguardo all’azionamento elettrico con macchine elettriche sincrone a magneti permanenti, ai più diffusi trasduttori di corrente, tensione, posizione e velocità, alla modulazione a larghezza d’impulso ed all’implementazione di algoritmi di controllo mediante programmazione, in linguaggio VHDL, di unità ad alta velocità di elaborazione (FPGA). L’insegnamento prevede inoltre lo svolgimento di 20 ore di esercitazione, di cui 6 ore di esercitazioni numeriche mediante l’ausilio di opportuni software di simulazione e 14 ore di esercitazioni sperimentali in laboratorio: ciò consentirà allo studente di sviluppare la capacità di applicare le conoscenze acquisite durante le lezioni frontali, soprattutto riguardo alla progettazione dei sistemi di acquisizione e controllo degli azionamenti elettrici per la propulsione elettrica. La didattica verrà erogata prevalentemente in presenza, integrata e “aumentata” con strategie online, allo scopo di garantirne la fruizione in modo innovativo e inclusivo.

Verifica dell'apprendimento

La valutazione degli studenti prevede una prova scritta e orale, nello specifico una relazione sulle esercitazioni svolte durante l’insegnamento da discutere oralmente. In questo contesto, si richiede una frequenza dell’insegnamento almeno pari all’80% (24 ore). Gli studenti dovranno dimostrare inoltre una conoscenza, una comprensione ed una capacità di applicare le conoscenze almeno sufficienti riguardo al funzionamento, ai sistemi di acquisizione ed al controllo degli azionamenti elettrici per i sistemi di propulsione elettrica.

Testi

Si consigliano i seguenti testi di riferimento:
- R. Krishnan, “Permanent Magnet Synchronous and Brushless DC Motor Drives”, CRC Press, Taylor & Francis Group, ISBN 978-0-8247-5384-9, 2010
- R. Crowder, “Electric Drives and Electromechanical Systems”, Newnes, Elsevier, ISBN 978-0-7506-6740-1, 2006
- S.R. Norsworthy, R. Schreier, G.C. Temes, “Delta-Sigma Data Converters”, John Wiley & Sons, ISBN 0-7803-1045-4, 1997

Altre Informazioni

Le lezioni saranno generalmente svolte mediante il supporto di slide. Sarà inoltre distribuito dal docente del materiale didattico aggiuntivo su alcuni argomenti specifici e per lo svolgimento delle esercitazioni.

Questionario e social

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