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| Corso | Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-29 |
| Curriculum | Impianti, dispositivi e circuiti per applicazioni biomediche |
| Orientamento | Orientamento unico |
| Anno Accademico | 2021/2022 |
| Crediti | 9 |
| Settore Scientifico Disciplinare | ING-IND/32 |
| Anno | Primo anno |
| Unità temporale | Secondo semestre |
| Ore aula | 72 |
| Attività formativa | Attività formative affini ed integrative |
| Docente | ROSARIO CARBONE |
| Obiettivi | Il corso è finalizzato al completamento delle conoscenze maturate nei corsi di Elettrotecnica e di Elettronica, con l’apprendimento di nozioni sui dispositivi elettronici di potenza e sulle configurazioni circuitali fondamentali per la conversione statica dell'energia elettrica, sia nella fase di utilizzazione che nella fase di generazione. I contenuti sono fortemente applicativi ed indirizzati alla comprensione del ruolo dell’elettronica di potenza nelle applicazioni elettriche moderne. Il superamento dell’esame dovrebbe garantire allo studente l’acquisizione della capacità di progettare semplici circuiti elettronici di potenza, per la conversione statica dell’energia in vari settori applicativi, quali quello della generazione fotovoltaica o dell’azionamento a velocità variabile di motori funzionanti in corrente continua o anche in corrente alternata. 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. 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. |
| Programma | Nella prima parte, vengono analizzate le caratteristiche peculiari dei dispositivi elettronici di potenza maggiormente diffusi nelle applicazioni di media e grande potenza: diodi di potenza, SCR, BJT, GTO, IGBT... E’ anche affrontato il problema della dissipazione di potenza in tali dispositivi e del dimensionamento dei relativi scambiatori di calore. Nella seconda parte, vengono presentate ed analizzate in dettaglio le principali configurazioni circuitali per la conversione statica dell’energia elettrica. In particolare vengono presi in esame i seguenti convertitori, anche denominati a commutazione naturale: Convertitori alternata/continua (raddrizzatori): raddrizzatori a diodi a semplice e doppia semionda con trasformatore a presa centrale, a ponte monofase, trifase ed esafase; raddrizzatori controllati a tiristori monofasi e trifasi, anche nel funzionamento da inverter (convertitore alternata/continua); dual converter (a quattro quadranti) monofasi e trifasi. Nella terza parte, vengono presentati ed analizzati in dettaglio i convertitori (raddrizzatori ed inverter) denominati a commutazione forzata. In particolare vengono presi in esame i raddrizzatori monofasi e trifasi con controllo ad anticipo dello spegnimento, con controllo simmetrico, con controllo detto PWM, lineare e sinusoidale. Vengono altresì considerati gli inverter a tensione impresa con modulazione PWM sinusoidale. Nell’ultima parte, vengono presentati ed analizzati in dettaglio i convertitori continua/continua. In particolare è affrontato lo studio dei chopper, nella configurazione Buck converter, Boost converter e Buck-Boost converter. Lo studio affronta anche il problema del corretto dimensionamento dei filtri LC presenti in questi convertitori per il conseguimento delle specifiche desiderate, soprattutto in termini di stabilizzazione delle tensioni e delle correnti di carico. |
| Testi docente | Rashid: “Power Electronics: circuits, devices and applications”. Appunti dalle lezioni. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
| Docente | Demetrio Iero |
| Obiettivi | Il corso è finalizzato al completamento delle conoscenze maturate nei corsi di Elettrotecnica e di Elettronica, con l’apprendimento di nozioni sui dispositivi elettronici di potenza e sulle configurazioni circuitali fondamentali per la conversione statica dell'energia elettrica, sia nella fase di utilizzazione che nella fase di generazione. I contenuti sono fortemente applicativi ed indirizzati alla comprensione del ruolo dell’elettronica di potenza nelle applicazioni elettriche moderne. Il superamento dell’esame dovrebbe garantire allo studente l’acquisizione della capacità di progettare semplici circuiti elettronici di potenza, per la conversione statica dell’energia in vari settori applicativi, quali quello della generazione fotovoltaica o dell’azionamento a velocità variabile di motori funzionanti in corrente continua o anche in corrente alternata. 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. 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. |
| Programma | Analisi dei dispositivi a semiconduttore di potenza, in particolare BJT, MOSFET, IGBT, famiglia dei tiristori. Caratteristiche costruttive peculiari e elementi parassiti. Circuiti per pilotaggio dei dispositivi di potenza e analisi del comportamento durante le fasi di switching. Strutture avanzate dei MOSFET di potenza e vantaggi dei dispositivi realizzati con materiali a wide band-gap. Analisi in ambiente SPICE del comportamento dei principali dispositivi e dei relativi circuiti e sistemi di controllo. Esercitazioni pratiche in laboratorio. |
| Testi docente | Rashid: “Power Electronics: circuits, devices and applications”. Appunti dalle lezioni e materiale fornito dal docente. |
| Erogazione tradizionale | Sì |
| Erogazione a distanza | No |
| Frequenza obbligatoria | No |
| Valutazione prova scritta | Sì |
| Valutazione prova orale | Sì |
| Valutazione test attitudinale | No |
| Valutazione progetto | No |
| Valutazione tirocinio | No |
| Valutazione in itinere | No |
| Prova pratica | No |
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