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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054150 - MODELLISTICA DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI ELETTRICI
Docente Carmeli Maria Stefania
Cfu 9.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (349) INGEGNERIA ELETTRICA*AZZZZ052649 - MODELLISTICA DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI ELETTRICI
054150 - MODELLISTICA DELLE MACCHINE E DEGLI IMPIANTI ELETTRICI

Obiettivi dell'insegnamento

Le macchine e gli impianti elettrici costituiscono una classe fondamentale di sistemi nell'ambito dell'ingegneria elettrica. Il principale obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire i metodi e gli strumenti necessari ad affrontare, formalizzare e comprenderei il comportamento dinamico di una macchina e elettrica e le strategie di regolazione di tensione e frequenza di un sistema elettrico.

Più in particolare gli obiettivi dell’insegnamento riguardano:

- strumenti e metodi per costruire un modello matematico di un sistema elettrico atto a rappresentarne il comportamento dal punto di vista dinamico
- le conoscenze necessarie per la comprensione del funzionamento di una macchina e di un sistema elettrico e dei loro principali componenti
- le conoscenze di base per inquadrare problemi di stabilità e regolazione di tensione e frequenza nei sistemi elettrici.
- la capacità di affrontare un caso di studio reale che richiede l'interpretazione dei dati disponibili, la deduzione di quelli mancanti, l'implementazione di un sistema simulato sufficientemente accurato e l'integrazione delle conoscenze teoriche relative alle problematiche della regolazione di frequenza con quelle pratiche di un caso reale.
 


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione.

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

- conosce gli aspetti fondamentali delle macchine elettriche rotanti, in termini di elementi costruttivi e comportamento dinamico
- comprende e conosce i diversi modelli dinamici delle macchine rotanti e i limiti applicativi degli stessi
- conosce il comportamento dinamico delle reti elettriche e le problematiche di stabilità che ne derivano
- conosce i sistemi di regolazione di tensione e frequenza delle reti elettriche
- conosce gli strumenti adatti allo studio in regime transitorio dei sistemi elettrici
 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame, lo studente:

- è in grado di identificare il modello dinamico più opportuno da utilizzare nello studio della dinamica delle macchine elettriche rotanti, consapevole dei limiti di applicabilità
- sa interpretare e giustificare i risultati di uno studio dinamico di un sistema elettrico
- è in grado di scegliere il metodo di regolazione di frequenza piu’ opportuno consapevole dei limiti applicativi
- sa scegliere il metodo di regolazione di tensione piu’ opportuno consapevole dei limiti
- è in grado di modellizzare un sistema elettrico complesso sapendo scegliere i modelli più opportuni.
- sa interpretare i risultati di uno studio di simulazione che modellizzi un sistema elettrico in regime dinamico
 


Argomenti trattati

- Richiami sui sistemi lineari, trasformata di Laplace, Principi generali sulle azioni elettromeccaniche.
- Bilancio energetico, coppia e energia, trasformata di Park.
- Modello dinamico della macchina sincrona nelle variabili di fase e nei fasori spaziali. Equazioni di stato, circuiti equivalenti, funzionamento in regime sinusoidale, curve di capability. Macchina sincrona a magneti permanenti. Modelli ridotti della macchina sincrona e limiti applicativi.
- Modello dinamico della macchina asincrona nelle variabili di fase e nei fasori spaziali. Equazioni di stato, circuiti equivalenti a 5 e a 4 parametri. Funzionamento in regime sinusoidale e in regime deformato. - Modelli ridotti, funzioni di trasferimento.
- Generalità sui fenomeni dinamici di un sistema elettrico di potenza: dinamica veloce, stabilità alle piccole perturbazioni, stabilità di frequenza. Diversità nei modelli utilizzabili.
- Regolazione della tensione: Controllo dell'eccitazione negli alternatori (in c.c., in c.a., statici): schemi e modelli dinamici. Automatic Voltage Regulators: caratteristiche principali. Cenni alla regolazione gerarchica delle tensioni di rete. Compound e statismo; non linearità e saturazioni. Circuiti di protezione e controllo dell'eccitazione.
- Regolazione della frequenza: statismo della regolazione e tipologie di regolatori elettromeccanici per il controllo della frequenza. Requisiti normativi sulla variazione ammessa per la frequenza di rete. Regolazione primaria e secondaria di frequenza e interazione con le linee di interconnessione.


Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze nell'ambito dell'analisi matematica e della geometria, con particolare riferimento ad operazioni sui numeri complessi, calcolo differenziale e integrale, equazioni differenziali lineari e algebra delle matrici. Sono necessarie conoscenze di elettrotecnica di base.


Modalità di valutazione

Il corso è articolato su una serie di lezioni e di esercitazioni applicative, connesse agli argomenti delle lezioni, volte a consolidare le conoscenze ed i metodi appresi a lezione sviluppando i modelli presentati e giustificando i risultati trovati. Si richiede che lo studente rediga un breve elaborato in formato libero, da proporre per una discussione in sede di esame orale.

L'esame è composto da una prova orale. La prova orale è organizzato in due fasi. Durante la prima fase vengono valutae le relazioni svolte dallo studente e gli viene chiesto di esporne una in particolare per verificare la conoscenza degli obiettivi dell’esercitazione svolta e la consapevolezza dei risultati ottenuti. Durante la seconda fase vengono poste domande di carattere teorico a risposta aperta sugli argomenti dell’insegnamento

Nell’ambito della prova orale si verifica anche la capacità di trasmettere i risultati dell’analisi svolta sia in termini matematici sia con rappresentazioni grafiche.


Bibliografia

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
58:30
87:45
Esercitazione
31:30
47:15
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 90:00 135:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
30/09/2020