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Corso di studio: Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica per l'Automazione e le Telecomunicazioni

Semestere: primo

Anno: secondo

CFU: 6

Link alla pagina Unisannio dell'insegnamento

Link agli appunti di Modellistica e Controllo dei Sistemi Elettronici di Potenza

Links ai files Matlab per le esercitazioni numeriche

• Convertitore DC/DC boost, modello switched in continuous conduction mode, modello avergaed e controllo in retroazione:

  • • Schema Simulink

    • File Matlab dei parametri

• Modello complementare del convertitore AC/DC monofase a una semionda con condensatore di uscita e carico resistivo

  • • File di simulazione

    • Algoritmo Lemke

• Modello complementare del convertitore AC/DC ponte monofase con capacità, carico resistivo e induttanza di commutazione

  • • File di simulazione (per la simulazione serve anche il file Algoritmo Lemke di sopra)

Obiettivi

Il corso intende fornire gli strumenti necessari all’analisi, simulazione e controllo dei convertitori elettronici di potenza con applicazioni nell’ambito dei sistemi elettrici e degli azionamenti elettrici in continua e in alternata. Numerose esercitazioni sviluppate in ambiente Matlab/Simulink consentono di acquisire padronanza con gli argomenti trattati.

Prerequisiti

Conoscenza dei principi fondamentali della teoria dei sistemi, dei dispositivi elettronici elementari e dell'analisi dei circuiti elettrici lineari.

Contenuti

Modelli average, modelli complementari e modelli tempo discreto per convertitori elettronici di potenza. Convertitori DC/DC buck, boost e full bridge in conduzione continua e discontinua. Controllo PWM in tensione e controllo in corrente. Ponti AC/DC monofase e trifase non controllati. Ponti trifase controllati, AC/DC e inverter. Modulazione PWM vettoriale e con eliminazione di armoniche. Esempi di simulazione di sistemi elettronici di potenza con modello medio e modello complementare. Esempi di applicazione: fotovoltaico, LED, carica batterie, motore asincrono, trazione ferroviaria, sincronizzazione.

Metodi didattici

Lezioni in aula con ausilio di lavagna luminosa o lezione frontale con lavagna nera. Esercitazioni numeriche in laboratorio di informatica con l’ausilio di Matlab.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di esame con orale in due possibili modalità a scelta dello studente:

• prova orale “tradizionale” sui contenuti teorici dell’insegnamento e prove di simulazione in presenza utilizzando i files Matlab/Simulink messi a disposizione e studiati durante il corso (un convertitore DC/DC controllato con modello swithced ed averaged, un convertitore AC/DC non controllato con modello complementare, un convertitore AC/DC controllato o DC/AC);

• prova orale singola con discussione per ciascuno studente di 2 tesine su applicazioni esistenti, scelte dallo studente, che utilizzano convertitori presentati al corso (ciascuna tesina può essere sviluppata in gruppo di massimo 2 studenti); le tesine vanno scritte in Latex in un format messo a disposizione durante il corso.

Testi

• • F. Vasca, "Modellistica e controllo dei sistemi elettronici di potenza", appunti disponibili sul sito www.francescovasca.net

  • N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, "Power Electronics: Converters, Applications and Design", McGraw-Hill, Third Edition, ISBN 978-0-471-22693-2, 2002

  • J. G. Kassakian, M. F. Schlecht, G. C. Verghese, "Principles of Power electronics”, Addison Wesley, ISBN 9788131733202, 1991.

  • A. Cavallo, R. Setola, F. Vasca, "La nuova guida a Matlab, Simulink e Control Toolbox", Liguori Editore.

  • M. H. Rashid, “Elettronica di potenza”, III ed., vol. 2, PearsonEducation, 2008.

  • S. Bacha, I. Munteanu, A. I. Bratcu, “Power Electronic Converters Modeling and Control”, Springer, 2014