Obiettivi formativi
1)Conoscenza e comprensione
Scopo del modulo di Macchine elettriche e azionamenti elettrici è fornire agli studenti una conoscenza di base del:
- funzionamento e applicazione dei trasformatori monofase e trifase
- funzionamento e applicazione delle macchine elettriche a collettore, asincrone e brushless
- funzionamento e applicazione dei motori passo passo
- principi di controllo di macchina e di controllo di azionamento
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Le competenze che lo studente potrà acquisire con questo insegnamento sono:
- calcolare la potenza apparente e la caduta di tensione dei trasformatori a seconda del tipo di applicazione
- scegliere la macchina elettrica rotante in base al tipo di utilizzo
- dimensionare la taglia della macchina rotante e dell’azionamento in base al tipo di servizio tenendo conto della zona di funzionamento a coppia e/o potenza costante
- dimensionare la resistenza di frenatura
Prerequisiti
Si presuppone nello studente la familiarità con le nozioni di matematica, fisica, elettrotecnica ed elettronica impartite dal Corso di Laurea in Ingegneria Meccanica
Contenuti dell'insegnamento
a) Introduzione alle macchine elettriche
b) Trasformatori
c) Macchine elettriche rotanti
d) Azionamenti elettrici
Programma esteso
a) Introduzione alle macchine elettriche
Classificazione delle macchine elettriche. Perdite e rendimento. Riscaldamento e smaltimento delle perdite.
b) Trasformatori
Il trasformatore ideale e il trasformatore reale: funzionamento a vuoto e funzionamento a carico.
Calcolo della caduta di tensione, potenza, perdite e rendimento. Trasformatori trifase. Utilizzo dei trasformatori in campo industriale.
c) Macchine elettriche rotanti
Macchine asincrone: generalità, funzionamento a vuoto e funzionamento a carico, caratteristiche meccaniche, caratteristiche funzionali. L’ avviamento dei motori asincroni e variazione della velocità di rotazione. Macchine a corrente continua: generalità, sistemi di eccitazione e caratteristiche meccaniche, avviamento e variazione della velocità di rotazione
Macchine sincrone a magneti permanenti: motori brushless di tipo trapezio e motori brushless di tipo sinusoidale: generalità e caratteristiche funzionali.
Motori passo a magneti permanenti, a riluttanza e ibridi.
d) Azionamenti elettrici
Caratteristiche operative degli Azionamenti elettrici. Azionamenti industriali per trattamento fluidi, per trazione, azionamenti a moto incrementale, azionamenti per macchine operatrici meccaniche: assi e mandrini.
Azionamenti elettrici con motore in continua a magneti permanenti: controllo di macchina (coppia) e controllo di azionamento (velocità, posizione). Alimentazione del motore a corrente continua: chopper a doppia modulante. Cenni sui problemi introdotti dalle risonanze torsionali.
Azionamenti elettrici con motori di tipo brushless. Caratteristiche costruttive e funzionamento. Controllo di macchina e controllo di azionamento. Azionamenti elettrici con motori a induzione. Caratteristiche costruttive e funzionamento. Controllo di macchina e controllo di azionamento. Azionamenti elettrici incrementali: tecniche di comando dei motori passo.
Bibliografia
E.Bassi, A.Bossi “Macchine e Azionamenti Elettrici” UTET, Milano ISBN: 88-7933-184-1
Lecture notes
Metodi didattici
Lezioni frontali. E’ previsto lo svolgimento di esercizi in aula, svolti sia da docente che dagli studenti. Parte delle lezioni utilizzano slide disponibil agli studenti per il download.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova orale. L'orale è unico per i due moduli integrati di "Macchine elettriche eAzionamenti elettrici" ed "Elettronica industriale". Durante la prova lo studente dovrà dimostrare di conoscere i componenti ed i circuiti trattati nelle lezioni e di averne compreso e saperne descrivere il funzionamento. Si attribuisce importanza anche all'analisi quantitativa, svolta con calcoli manuali di prima approssimazione, dei circuiti e sistemi trattati.
Altre informazioni
Materiale didattico disponibile sul portale Elly.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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