|
Docente
|
BIFARETTI STEFANO
(programma)
SEMICONDUTTORI DI POTENZA
Semiconduttori impiegati nei Convertitori statici (Diodi, BJT, MOSFET, IGBT, Tiristori, componenti Wide Bandgap di nuova generazione).
Caratteristiche statiche, Comportamento transitorio, Componenti particolari.
Perdite in conduzione e in commutazione.
Specifiche fornite dal Costruttore.
Comportamento termico, Protezioni. Circuiti di pilotaggio.
Caratterizzazione dei Convertitori statici (monodirezionali e bidirezionali).
Metodi di analisi dei Convertitori statici.
CONVERTITORI STATICI DI POTENZA
Convertitori c.c.-c.c. (Chopper): Convertitori riduttori ed elevatori. Perdite dovute alle commutazioni. Riduzione delle perdite di commutazione. Modello average. Tecniche di modulazione. Controllo a catena aperta della tensione di uscita. Controllo in tensione e in corrente a catena chiusa. Convertitori bidirezionali a due quadranti ed a quattro quadranti. Struttura a ponte e a semiponte.
Convertitori c.c.-c.a. (Inverter): Inverter a ponte ed a semiponte realizzati con interruttori statici. Inverter con uscita trifase. Riduzione del contenuto armonico della tensione di uscita. Variazione dell'ampiezza della tensione di uscita. Tecniche di modulazione.
Convertitori c.a.-c.c. (Rettificatori): Rettificatori a diodi alimentati da rete monofase e da rete trifase. Power Factor Correctors (PFC) alimentati da rete monofase e da rete trifase. Convertitori bidirezionali. Tecniche di controllo a catena chiusa per i PFC.
Effetti sulla rete di alimentazione. Fattore di potenza Generalizzato. Conformità agli standard internazionali per la connessione dei convertitori alla rete.
Convertitori pluristadio: Convertitori c.a.-c.a. Convertitori c.c.-c.c. isolati. Alimentatore switching.
ESEMPI APPLICATIVI
Simulazione dei convertitori elettronici con l'ausilio di Matlab-Simulink/Simpowersystem.
Gruppi statici di continuità (UPS). Strutture degli UPS. Modalità di funzionamento. Gruppi a commutazione rapida e gruppi sempre in presa. Alimentazione di un carico trifase. Ridondanza.
Produzione di energia elettrica con celle solari. Caratterizzazione delle celle solari. Scelta del punto di lavoro a massima potenza. Algoritmi per l’inseguimento del punto a massima potenza (MPPT). Tipi di sistemi fotovoltaici: sistemi autonomi, connessi alla rete e ibridi. Sistemi di produzione fotovoltaici. Controllo degli inverter fotovoltaici connessi alla rete.
Introduzione agli azionamenti elettrici. Macchine in c.c. e in c.a.
Powertrains e carica batterie per veicoli elettrici.
(ENGLISH)
POWER SEMICONDUCTORS
Power Semiconductors employed in Power Electronics converters: Diodes, BJT, MOSFET, IGBT, Thyristors, Wide Bandgap Semiconductors).
Static and dynamic behavior. Thermal behavior. Conduction and switching losses.
Technical specifications provided by manufacturers’ datasheets. Driving circuits.
POWER CONVERTER TOPOLOGIES
Behavioral characteristics: unidirectional and bidirectional energy transfer, controlled voltage sources. Analysis method of power converters.
DC-DC Converters. Buck, Boost, Buck-Boost. Switching losses reduction. Average Model. Modulation techniques (PWM, PFM, PRM). Output voltage open-loop control. Closed-loop control. Current control.Half and Full Bridge DC-DC converters.
DC-AC Converters (Inverters).Half and Full Bridge DC-AC single-phase converters based on static switches. Three-phase converters. Modulation techniques. Selective Harmonic Elimination (SHE). Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM).
Rectifiers: Single-phase and three-phase diode rectifiers. Single-phase and three-phase force-commutated PWM rectifiers: topologies, voltage and current controls. Power Factor Corrector (PFC). Effects on grid side of power converters. Generalized power factor. Compliance with grid codes.
Isolated DC-DC converter.
Multi-stage converters.
Electrical Drives
Introduction to Electrical Drives. DC, Permanent Magnet Synchronous Motors and Induction Motors.
DC motors Model.
Power Electronics Applications
Power Converters simulation using Matlab-Simulink/Simpowersystem.
Uninterruptible Power Supplies (UPS).
Photovoltaic Conversion Systems.
Example of Power trains for electrical vehicles. Battery chargers.
 Muhammad H. Rashid, Power Electronics: Circuits, Devices & Applications, Pearson.
N. Mohan, Power Electronics: A First Course, Wiley.
N. Mohan, Electric Machines and Drives, Wiley.
John G. Hayes and G. Abas Goodarzi, Electric Powertrain: Energy Systems, Power Electronics and Drives for Hybrid, Electric and Fuel Cell Vehicles, Wiley.
Educational material provided by the teacher
|
