Unità di Cagliari

Attuatori Elettrici e Convertitori

Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica – III anno, 1° semestre – 50 ore, 5 CFU
Docente: Prof. Ignazio Marongiu

Il corso illustra i principi base di funzionamento degli attuatori elettrici e dei convertitori elettronici di potenza, con particolare riferimento alle applicazioni biomediche. In particolare, il corso prevede inizialmente un richiamo dei concetti fondamentali dell’elettromagnetismo e dell’elettrotecnica di base (materiali e circuiti magnetici, circuiti elettrici in regime stazionario e sinusoidale, etc.). Successivamente, si illustrano i principi base del trasformatore monofase e di alcune tipologie di servomotori (corrente continua, brushless a magneti permanenti, etc.), introducendone il modello matematico, i diagrammi vettoriali e i diagrammi a blocchi finalizzati allo studio del loro controllo. Il corso illustra inoltre le principali tipologie di convertitori elettronici di potenza (convertitori DC-DC, DC-AC), descrivendone brevemente i principi di funzionamento e le corrispondenti tecniche di modulazione. È inoltre previsto lo svolgimento di alcune esercitazioni utilizzando il software Matlab.

Azionamenti Elettrici

Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica – III anno, 2° semestre – 60 ore, 6 CFU
Docente: Prof. Ignazio Marongiu

Il corso illustra i principi di funzionamento e le strategie di controllo degli azionamenti elettrici (corrente continua, brushless, sincroni a magneti permanenti, asincroni, etc.). In particolare, per ciascuno di essi, si analizza il funzionamento e si introduce il modello matematico ed il relativo diagramma a blocchi funzionale. Successivamente, vengono analizzate le problematiche di controllo generali e le tecniche di controllo più frequentemente impiegate ed i relativi criteri di progettazione. Il corso prevede inoltre un ciclo di esercitazioni in ambiente Matlab-Simulink, dedicate allo sviluppo, progettazione e simulazione dei sistemi di controllo di coppia, di velocità e di posizione degli azionamenti.

 

 

Compatibilità Elettromagnetica

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica – II anno, 2° semestre – 60 ore, 6 CFU
Docente: Prof. Gianluca Gatto

Il corso tratta le problematiche di Compatibilità Elettromagnetica (EMC) inerenti i dispositivi e le apparecchiature elettriche ed elettroniche. Introduce il concetto di disturbo elettromagnetico ed analizza i meccanismi che ne causano la generazione e la propagazione. Successivamente, si illustrano dei modelli semplificati per il calcolo delle emissioni elettromagnetiche, sia condotte sia irradiate, con particolare riferimento ai convertitori elettronici di potenza. Sono poi descritte le normative EMC vigenti a livello comunitario, con particolare riferimento alle strutture deputate all’esecuzione delle prove necessarie per la verifica della conformità di dispositivi ed apparecchiature elettriche ed elettroniche (Laboratori EMC). Il corso prevede una serie di esercitazioni di laboratorio dedicate alle misure di emissione ed immunità di apparecchiature elettroniche di potenza.

Elettronica di Potenza

Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica ed Elettronica – III anno, 1° semestre – 60 ore, 6 CFU
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica – II anno, 1° semestre – 60 ore, 6 CFU
Docente: Prof. Gianluca Gatto

Il corso illustra i princìpi di funzionamento e le diverse tipologie dei convertitori elettronici di potenza (DC-DC, AC-DC, DC-AC, etc.). La prima parte del corso prevede una breve descrizione dei principali componenti costituenti i convertitori (diodi, tiristori, transistori bipolari, IGBT, MOSFET, etc.), successivamente si analizzano nel dettaglio le configurazioni topologiche più diffuse dei convertitori e le corrispondenti strategie e tecniche di modulazione PWM. Si determinano quindi le evoluzioni delle grandezze caratteristiche di ciascun convertitore (tensioni, correnti, etc.) ed i principali indici di prestazioni (ripple, THD, perdite in conduzione e commutazione, etc.). Il corso prevede inoltre alcune esercitazioni numeriche effettuate mediante lausilio del software OrCAD-PSPICE, che consistono nel simulare il funzionamento dei suddetti convertitori in differenti condizioni di modulazione e di carico.

 

Energetica Elettrica

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Elettrica – I anno, 2° semestre – 90 ore, 9 CFU
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica – II anno, 1° semestre – 60 ore, 6 CFU
Docente: Prof. Alfonso Damiano

Il corso prevede l’analisi dei principali componenti dei sistemi energetici elettrici, soprattutto in riferimento ai sistemi di conversione, gestione ed utilizzo dell’energia elettrica. In particolare, si analizzano le strutture di produzione dell’energia elettrica da fonte fossile e da fonte rinnovabile, valutandone gli effetti e le criticità sul sistema di trasmissione e distribuzione e riportandone altresì le soluzioni proposte nella letteratura tecnica. Tali valutazioni sono propedeutiche allo sviluppo delle attività di pianificazione energetica elettrica, che costituiscono il tema caratterizzante il corso. In tale contesto, saranno valutate i potenziali effetti dello sviluppo delle fonti energetiche rinnovabili e della diffusione dei veicoli elettrici e/o elettrici ibridi. Inoltre, il corso prevede l’introduzione di valutazioni economico-ambientali utili all’analisi multi-criteria dei sistemi energetici elettrici.

 

Laboratorio di Azionamenti Elettrici

LabAz01_300x3001° semestre – 30 ore
Docente: Ing. Alessandro Serpi

Il corso prevede lo svolgimento di esercitazioni numeriche e sperimentali sugli azionamenti elettrici con motori a magneti permanenti. La prima parte del corso prevede una breve descrizione degli azionamenti elettrici a magneti permanenti, di cui si analizzano le differenti topologie e strategie di controllo, sia tradizionali sia di nuova generazione. Successivamente, si procede alla progettazione del sistema di controllo ed all’esecuzione di opportune simulazioni numeriche. La seconda parte del corso è dedicata allo svolgimento delle esercitazioni sperimentali su un azionamento elettrico sincrono a magneti permanenti. Le esercitazioni prevedono l’acquisizione dei segnali di controllo mediante opportuni trasduttori di corrente, tensione, velocità e posizione. Successivamente, si considera la generazione dei segnali PWM per il controllo dei convertitori elettronici di potenza. Infine, si procede alla verifica sperimentale degli algoritmi di controllo dell’azionamento illustrati durante la prima parte del corso.

 

Macchine Elettriche

Corso di Laurea in Ingegneria Elettrica ed Elettronica - III anno, 2° semestre – 60 ore, 6 CFU
Docente: Prof. Alfonso Damiano

Il corso illustra i princìpi di funzionamento e le principali tipologie delle macchine elettriche. In particolare, si illustra la struttura di ciascuna macchina elettrica (trasformatore, sincrona a poli lisci, sincrona a poli salienti, asincrona), evidenziandone le particolarità costruttive. Successivamente, se ne introduce il modello matematico, in base al quale si determinano i circuiti equivalenti delle macchine in regime sinusoidale ed i corrispondenti diagrammi vettoriali, unitamente agli andamenti delle grandezze caratteristiche delle macchine elettriche (campi magnetici, correnti, tensioni, coppia, potenza, etc.). Il corso prevede inoltre alcune esercitazioni svolte in ambiente Matlab-Simulink allo scopo di simulare il funzionamento di alcune macchine elettriche in differenti condizioni operative.

 

 

Veicoli Elettrici

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Energetica – II anno, 2° semestre – 60 ore, 6 CFU
Docente: Prof. Ignazio Marongiu

Il corso prevede lo studio e lanalisi delle configurazioni più diffuse e dei principali componenti di un veicolo elettrico. In particolare, dopo un breve richiamo sulla meccanica della locomozione, sulla propulsione e sulla frenatura dei veicoli, si illustrano le diverse tipologie ed architetture di un veicolo elettrico, confrontandole fra loro al fine di evidenziarne le principali caratteristiche. Successivamente, si analizzano le diverse tipologie di azionamento elettrico più diffuse per la propulsione (macchine elettriche asincrone, a riluttanza variabile, sincrone a magneti permanenti, etc.), illustrandone brevemente il principio di funzionamento e le principali caratteristiche. Il corso prevede inoltre lanalisi dei principali sistemi di accumulo a bordo dei veicoli (batterie elettrochimiche, ultracapacitori, volani, etc.).