Il corso è finalizzato al completamento delle conoscenze maturate nei corsi di Elettrotecnica, Elettronica e di Sistemi Elettrici per l'Energia, con l’apprendimento di nozioni sui dispositivi elettronici di potenza e sulle configurazioni circuitali fondamentali per la conversione statica dell'energia elettrica, sia nel settore della utilizzazione che nel settore della generazione. I contenuti sono fortemente applicativi ed indirizzati alla comprensione del ruolo dell’elettronica di potenza nelle applicazioni elettriche moderne.
Per la fruizione del corso non è prevista alcuna propedeuticità. Si raccomanda di aver seguito e studiato i corsi di elettrotecnica ed elettronica.
Lezioni frontali con inquadramento teorico dell’argomento ed analisi (analitica e/o semplificata) del funzionamento dei circuiti. Esercitazioni numeriche di verifica delle previsioni teoriche.
La prova d'esame consiste in una verifica scritta ed in una prova orale. A quest’ultima si può accedere anche nel caso di insufficienza della prova scritta, sia per accertare i motivi del mancato superamento della stessa sia per verificare se lo studente è comunque nelle condizioni di poter superare con esito positivo l’esame complessivo.
L'esame scritto verterà su tre argomenti, scelti a caso e in modo personalizzato per ogni studente, tra i seguenti:
1. Applicazioni dell’elettronica di potenza, definizioni, significato e calcolo dei performance parameters più usati per la caratterizzazione delle performances dei circuiti elettronici di potenza (10 pt);
2. Diodi di potenza e circuiti a diodi (dal raddrizzatore ad una semionda al raddrizzatore esafase) (10 pt);
3. Il tiristore e i circuiti a tiristori (dal raddrizzatore monofase semi-controllato al dual-converter trifase) (10 pt);
4. Dispositivi elettronici totalmente controllabili (GT0, BJT e MOSFET) e relativi circuiti (dai raddrizzatori monofase agli inverter monofase e trifase a tensione impressa controllati in tecnica PWM) (10 pt);
5. Principio di funzionamento, costituzione e dimensionamento dei convertitori continua-continua (il buck converter, il boost converter e il buck-boost converter) (10 pt).
La prova scritta è a domande aperte; si valutano le capacità critiche raggiunte dallo studente nell'inquadrare le tematiche oggetto del corso ed il rigore metodologico delle risoluzioni proposte in risposta ai quesiti formulati. Tale prova ha la durata massima di due ore e lo studente non può fare uso né di libri né di manuali. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta e in un colloquio sugli argomenti del programma del corso; in essa si valuta la capacità dello studente di comunicare le nozioni acquisite attraverso un linguaggio scientifico adeguato, nonché la capacità di esposizione dei contenuti teorici che stanno alla base delle varie tipologie di esercizi presenti nella prova scritta.
Il voto finale sarà attribuito secondo il seguente criterio di valutazione:
30 - 30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
26 - 29: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, piena proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 25: conoscenza degli argomenti con un buon grado di apprendimento, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
21 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti, ma mancata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, limitata capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 20: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, capacità interpretativa sufficiente, capacità di applicare le conoscenze basilari acquisite;
Insufficiente: non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.
M. H. Rashid
Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications
Pearson/Prentice Hall, 2004.
Appunti dalle lezioni.
Configurazione circuitale, funzionamento e performances dei principali circuiti elettronici di potenza: Raddrizzatori (monofase e trifase, a diodi, a tiristori e a dispositivi total-controllabili); Convertitori continua/continua (buck-converter, boost-converter e buck/boost-converter); Inverter (monofase e trifase) a tensione impressa. Panoramica sull’uso di simulatori numerici per l’analisi di circuiti elettronici di potenza complessi. Esempi di applicazioni pratiche dei circuiti elettronici di potenza (Azionamenti elettrici di potenza, Generazione di energia elettrica da fonti rinnovabili, HVDC, ...).
Nessuna
