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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 054167 - AZIONAMENTI ELETTRICI
Docente Castelli Dezza Francesco
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  2.0  CFU erogati con Didattica Innovativa come segue:
  • Blended Learning & Flipped Classroom

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (475) ELECTRICAL ENGINEERING - INGEGNERIA ELETTRICA*AZZZZ054167 - AZIONAMENTI ELETTRICI

Obiettivi dell'insegnamento

L'obiettivo principale dell'insegnamento consiste nella definizione di procedure per la progettazione di controlli in anello chiuso di sistemi elettromeccanici.

Per ottenere tale obiettivo vengono presentate differenti configurazioni di macchine elettriche, di alimentatori e di sistemi di controllo, al fine di evidenziare le principali problematiche che un progettista potrebbe incontrare nella definizione del sistema di controllo di un particolare sistema elettromeccanico.

Un secondo obiettivo del corso è quello di sviluppare, attraverso una modalità didattica di tipo “Blended Learning & Flipped Classroom”, l'autonomia e la capacità di lavorare in gruppo degli studenti mediante l'affronto dei problemi relativi alla analisi, progettazione e realizzazione di un azionamento elettrico.


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame lo studente:

  • Conosce le metodologie e i principi per descrivere il comportamento dinamico delle principali macchine elettriche, partendo dalla struttura elettromagnetica della macchina
  • Comprende e conosce le modalità di funzionamento dinamico delle principali macchine elettriche
  • Conosce la modalità di individuare le espressioni e delle dipendenze della coppia elettromagnetica
  • Conosce l'effetto che l'alimentatore ha sul campo di operatività dell'azionamento

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

A seguito del superamento dell’esame lo studente:

  • È in grado di identificare e calcolare i principali parametri del sistema di controllo dell'azionamento elettrico
  • È in grado di definire ambienti di simulazione di processi la cui automazione è basata sulla presenza di azionamenti elettrici.

Autonomia di giudizio

Per il superamento dell'esame lo studente deve presentare una relazione su una attività di laboratorio informatico su uno degli argomenti dell'insegnamento.

Abilità comunicative

Lo studente, durante le ore di didattica innovativa, lavora in gruppo e relaziona sulle attività svolte.

A seguito del superamento dell’esame lo studente è in grado di comunicare efficacemente i risultati dell’analisi in transitorio di una macchina elettrica e del suo controllo.

Capacità di apprendimento

Lo studente ha la possibiltà di sviluppare le conoscenze acquisite in attività svolte in modo autonomo nell'ambito di tesi di Laurea Magistrale.


Argomenti trattati

Programma delle lezioni

  1. Introduzione: Gli azionamenti elettrici come componenti per l'automazione industriale e dei sistemi di trasporto.
  2. I componenti: Macchine, convertitori, sensori, unità di controllo
  3. Meccanica degli azionamenti e tipi di servizio delle macchine
  4. Architetture di controllo in cascata. Controllo della corrente in un circuito ohmico-induttivo. Regolatori PI e metodi di taratura. 
  5. Macchine in corrente continua ad eccitazione indipendente: controllo della corrente di armatura e del flusso di eccitazione; campo di operatività; macchine in corrente continua a magneti permanenti
  6. Macchine asincrone: campo di operatività; controllori scalari; controllori ad orientamento di campo, osservatori e stimatori; controllo diretto in coppia.
  7. Macchine sincrone sinusoidali (ac brushless): campo di operatività; controllori ad orientamento di campo e ad azione diretta; macchine sincrone a riluttanza variabile.
  8. Schemi di controllo e campo di operatività di macchine dc brushless.
  9. Schemi di controllo e campo di operatività di macchine a riluttanza commutata. 

Programma delle esercitazioni

  1. Progettazione controllo per macchina a corrente continua.
  2. Progettazione controllo scalare per macchina asincrona.
  3. Progettazione controllo ad orientamento di campo per macchina asincrona.
  4. Progettazione controllo diretto in coppia per macchina asincrona.
  5. Progettazione controllo per macchina ac brushless.

 

Attività di laboratorio

 

Verranno svolte attività di laboratorio per l'implementazione di controlli di azionamenti sia in ambiente simulativo che su schede dimostrative.

 

 


Prerequisiti

Sono necessarie conoscenze relativamente alle macchine elettriche sia a regime che in transitorio. Inoltre è richiesta la conoscenza di schemi di controllo elementari in anello aperto e chiuso.


Modalità di valutazione

L'esame consiste in una prova orale volta a verificare la comprensione del controllo degli azionamenti elettrici e in una discussione su una relazione di una delle esercitazioni svolte nel corso del semestre.

L'esame consiste in due domande principali su due diversi azionamenti al fine di verificare la conoscenza dello studente su:

- modelli dinamici della macchina elettrica, a partire dalla sua struttura

- espressione della coppia elettromagnetica

- schemi di controllo (principalmente anelli di controllo della coppia e del flusso)

- campo di operatività

- stimatori (eventualmente)

Il report deve mostrare il calcolo dei parametri del sistema di controllo e i risultati della simulazione dell'applicazione (Matlab / Simulink).

 


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaDispense del corso castellidezza.faculty.polimi.it
Risorsa bibliografica facoltativaN. Mohan, T.M. Undeland, W.P. Robbins, Elettronica di Potenza: Convertitori e applicazioni,, Editore: Hoepli, Anno edizione: 2005
Risorsa bibliografica facoltativaP.Vas, Electrical Machines and Drives, Editore: Oxford Press, Anno edizione: 1992

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
54:00
81:00
Esercitazione
13:00
19:30
Laboratorio Informatico
13:00
19:30
Laboratorio Sperimentale
20:00
30:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.1 / 1.6.1
Area Servizi ICT
20/01/2020