| ELETTRONICA DI POTENZA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso di Elettronica di Potenza si propone di fornire una conoscenza di base dei semiconduttori di potenza, funzionanti in regime di commutazione, e dei principali circuiti elettronici impiegati per la conversione statica dell’'energia elettrica. Lo studente acquisirà capacità di analisi e di dimensionamento di massima dei convertitori elettronici, caratterizzati da un elevato rendimento, in corrente continua e in corrente alternata.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Lo studente verrà gradualmente guidato alla conoscenza delle caratteristiche funzionali e del comportamento dei principali convertitori statici di potenza impiegati, in particolare, nelle
applicazioni industriali e nei sistemi di generazione distribuita basati su fonti rinnovabili. Al fine di migliorare la comprensione degli argomenti viene illustrato, all’'interno dell'ambiente Matlab-Simulink, l'utilizzo dei pacchetti specifici per la simulazione di convertitori elettronici di potenza.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Le conoscenze acquisite durante il corso consentono allo studente di selezionare la tipologia e la taglia dei convertitori statici di potenza più adeguate per i sistemi energetici per i quali è richiesto il dimensionamento o il progetto di massima.
Vari esempi applicativi, rivolti specialmente agli impianti di produzione da fonti rinnovabili, ai gruppi statici di continuità e alla mobilità elettrica permetteranno allo studente di migliorare la sua capacità di applicare le conoscenze acquisite.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Lo studente sarà in grado di raccogliere ed elaborare informazioni tecniche specialistiche sui convertitori di potenza e verificare la loro validità.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Lo studente sarà in grado di interloquire con specialisti dell'elettronica di potenza al fine di richiedere le informazioni tecniche necessarie allo sviluppo di un attività progettuale.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Le competenze acquisite durante il corso consentiranno allo studente di intraprendere studi successivi o candidarsi a ruoli tecnici in aziende del settore con un alto grado di autonomia.
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Codice
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8039197 |
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Lingua
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ITA |
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Tipo di attestato
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Attestato di profitto |
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Crediti
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9
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Settore scientifico disciplinare
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ING-INF/01
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Ore Aula
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90
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Ore Studio
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Attività formativa
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Attività formative caratterizzanti
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Canale Unico
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Docente
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BIFARETTI STEFANO
(programma)
SEMICONDUTTORI DI POTENZA
Semiconduttori impiegati nei Convertitori statici (Diodi, BJT, MOSFET, IGBT, Tiristori, dispositivi basati su tecnologia Wide Bandgap).
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 elettrica di distribuzione.
Convertitori pluristadio: Convertitori c.a.-c.a. Convertitori c.c.-c.c. isolati. Alimentatori switching.
ESEMPI APPLICATIVI
Simulazione dei convertitori elettronici in ambiente Matlab-Simulink. Metodi di simulazione real-time Hardware-in-the-loop.
Gruppi statici di continuità (UPS): Struttura. 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). Tipologie di sistemi fotovoltaici: sistemi autonomi, connessi alla rete e ibridi. Sistemi di produzione fotovoltaici. Controllo degli inverter fotovoltaici connessi alla rete.
Carica batterie per veicoli elettrici.
 A. Bellini, S. Bifaretti, S. Costantini Elettronica di potenza - ARACNE Editrice
Dispense a cura del docente
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Date di inizio e termine delle attività didattiche
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Modalità di erogazione
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Tradizionale
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Modalità di frequenza
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Non obbligatoria
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Metodi di valutazione
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Prova orale
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