Il corso si propone di illustrare le caratteristiche costruttive, funzionali ed operative dei principali sistemi di conversione dell'energia, con particolare riferimento ai sistemi di conversione per impianti di produzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e per i sistemi di accumulo dell'energia elettrica.
Conoscenza di: - problematiche basilari relative alla conversione statica dell'energia elettrica per le tipologie di convertitori più comuni tenendo conto delle non-idealità dei componenti e dei sistemi/reti a cui i sistemi di conversione sono connessi; - impatto dei convertitori sulla rete elettrica; - tecniche di commutazione più diffuse e corrispondenti prerogative, limitazioni e controindicazioni; - tipologie di convertitori risonanti con specifico riferimento alle sollecitazioni sui componenti; - configurazioni di alimentatori switching; - apparati per la conversione statica dell'energia elettrica e relative applicazioni in ambito civile, industriale e per le reti elettriche con riferimento alle problematiche connesse alle varie tipologie di disturbo; - applicazioni per lo sfruttamento delle fonti rinnovabili e la generazione distribuita.
Raddrizzatori a diodi a frequenza di linea:da alternata a continua senza controllo Raddrizzatori e inverter a frequenza di linea con controllo di fase: da alternata a continua controllata Convertitori dc-dc a commutazione Inverter dc-ac a commutazione: dc ↔ ac sinusoidale Convertitori risonanti: commutazione a tensione zero e/o corrente zero Alimentatori switching in continua Dispositivi per la qualità dell'energia e gruppi di continuità Applicazioni in ambito domestico e industriale Applicazioni per le reti elettriche Interconnessione delle fonti rinnovabili e di sistemi di accumulo di energia alla rete elettrica Esercitazioni di laboratorio
Lezioni teoriche ed esercitazioni tramite proiezione di slides e uso di PC. Attività sperimentale in laboratorio.
Lo studente deve dimostrare di saper conoscere le configurazioni circuitali dei principali sistemi di conversione dell’elettronica di potenza e di questi deve saperne eseguire il dimensionamento in tutti i suoi componenti al fine di avere determinate prestazioni in uscita. Durante il corso lo studente, singolarmente o in team, deve sviluppare sotto la supervisione del docente un progetto di dimensionamento e realizzazione in laboratorio di un convertitore tipo. L’esame finale tende a valutare: a) la conoscenza e la comprensione di tutti gli argomenti del corso; b) la competenza nel comunicare, in maniera chiara e sintetica, il lavoro svolto ed i risultati ottenuti, con rigore e proprietà di linguaggio; c) la competenza nell’analisi critica delle scelte progettuali e dei risultati in generale. La valutazione è basata su una prova scritta con cui lo studente deve dimostrare di saper dimensionare un sistema di conversione statica di elettronica di potenza in base a specifiche prestazioni richieste. La prova orale, di durata generalmente di un’ora, consiste nell’illustrare l’attività di progetto e di laboratorio svolta più nel rispondere ad alcuni quesiti teorici che vertono su tutti gli argomenti del corso. Il requisito espresso nel punto a) è una condizione necessaria per il superamento della prova. Saranno attribuiti voti nella fascia di eccellenza (27-30) a chi ha mostrato brillantezza in tutt’e tre gli aspetti qualitativi e, soprattutto, denota prontezza anche nell’individuare approcci a problematiche simili a quelle già affrontate. Saranno invece classificati in una fascia intermedia (18-26) gli studenti meno efficaci rispetto ai punti b) e c).
Mohan, Undeland, Robbins, ELETTRONICA DI POTENZA. --: Hoepli Dispense del docente
Raddrizzatori a diodi a frequenza di linea: da alternata a continua senza controllo Ore di Lez.: 2 Ore di Es. : 1 Ore di Lab.: 0 ore di Studio: 6 Raddrizzatori e inverter a frequenza di linea con controllo di fase: da alternata a continua controllata Ore di Lez.: 2 Ore di Es. : 1 Ore di Lab.: 0 ore di Studio: 6 Convertitori dc-dc a commutazione Ore di Lez.: 1 Ore di Es. : 1 Ore di Lab.: 0 ore di Studio: 4 Inverter dc-ac a commutazione: dc ↔ ac sinusoidale Ore di Lez.: 2 Ore di Es. : 1 Ore di Lab.: 0 ore di Studio: 6 Convertitori risonanti: commutazione a tensione zero e/o corrente zero Ore di Lez.: 2 Ore di Es. : 1 Ore di Lab.: 0 ore di Studio: 6 Alimentatori switching in continua Ore di Lez.: 1 Ore di Es. : 0 Ore di Lab.: 1 ore di Studio: 3 Dispositivi per la qualità dell'energia e gruppi di continuità Ore di Lez.: 1 Ore di Es. : 0 Ore di Lab.: 2 ore di Studio: 3 Applicazioni in ambito domestico e industriale Ore di Lez.: 1 Ore di Es. : 0 Ore di Lab.: 2 ore di Studio: 3 Applicazioni per le reti elettriche Ore di Lez.: 1 Ore di Es. : 0 Ore di Lab.: 2 ore di Studio: 3 Interconnessione delle fonti rinnovabili e di sistemi di accumulo di energia alla rete elettrica Ore di Lez.: 2 Ore di Es. : 0 Ore di Lab.: 2 ore di Studio: 5 Preparazione Tesina di progetto: Ore impegno: 10 Preparazione Esame: Ore impegno: 10 Ore per sostenere prova scritta: 2,5 Ore per sostenere colloquio: 1
The course aims to illustrate the construction characteristics, functional and operational use of the main energy conversion systems, with particular reference to the conversion systems for plants producing electricity from renewable sources and systems for electric energy storage.
Knowledge on Physics, Electrical Engineering and Electrical Systems
Knowledge of: - Basic issues related to static conversion of electrical energy for the most common types of converters taking into account non-ideality of the components and systems / networks to which conversion systems are connected; - Impact of the converters on the power grid; - Switching techniques more widespread and corresponding privileges, limitations and contraindications; - The kinds of resonant converters with specific reference to the stresses on the components; - Configurations of switching power supplies; - Apparatus for converting static electricity and its applications in the civil, industrial and power grids with reference to issues related to the various types of disorder; - Applications for the exploitation of renewable energy sources and distributed generation.
Diode line frequency Rectifier : AC-DC without control Rectifiers and inverters in line frequency with phase control: AC-DC controlled Dc-dc converters switching Dc-ac inverter switching: dc ↔ ac sine Resonant converters: zero-voltage switching and / or zero current Switching power supplies constantly Devices for power quality and UPS Both domestic and industrial Applications for power grids Interconnection of renewable energy sources and energy storage systems to the electricity grid Laboratory exercises
Theoretical lessons and through projection of slides and use of the PC. Experimental activity in the laboratory.
The student must demonstrate knowledge of the circuit configurations of the main power electronics conversion systems and must know how to perform the sizing in all of its components in order to have certain output performance. During the course the student, individually or in a team, must develop under the supervision of the teacher a project of sizing and realization in the laboratory of a type converter. The final exam tends to evaluate: a) knowledge and understanding of all course topics; b) the ability to communicate, in a clear and concise manner, the work done and the results obtained, with rigor and ownership of language; c) competence in the critical analysis of design choices and results in general. The assessment is based on a written test with which the student must demonstrate to know how to size a static conversion system of power electronics based on specific performance requirements. The oral exam, usually lasting one hour, consists in illustrating the project and laboratory activities carried out more in answering some theoretical questions that concern all the topics of the course. The requirement expressed in point a) is a necessary condition for passing the test. Candidates will be awarded in the range of excellence (27-30) to those who showed brilliance in all three aspects of quality and, above all, denotes readiness also in identifying approaches to problems similar to those already dealt with. On the other hand, students who are less effective compared to points b) and c) will be classified in an intermediate band (18-26).
Mohan, Undeland, Robbins, POWER ELECTRONICS. -: Hoepli Lecture notes
Rectifier diode line frequency: AC-DC without control Hours Lez .: 2 hours Ex. 1 hours Lab .: 0 hours of study: 6 Rectifiers and inverters in line frequency with phase control: AC-DC controlled Hours Lez .: 2 hours Ex. 1 hours Lab .: 0 hours of study: 6 Dc-dc converters switching Hours Lez .: 1 hours Ex. 1 hours Lab .: 0 hours of study: 4 Dc-ac inverter switching: dc ↔ ac sine Hours Lez .: 2 hours Ex. 1 hours Lab .: 0 hours of study: 6 Resonant converters: zero-voltage switching and / or zero current Hours Lez .: 2 hours Ex. 1 hours Lab .: 0 hours Studio: 6 Switching power supplies constantly Lez hours .: 1 hours Ex.: 0 hours Lab .: 1 hour Study: 3 Devices for power quality and UPS Hours Lez .: 1 hours Ex.: 0 hours Lab .: 2 hours Studio: 3 Both domestic and industrial Hours Lez .: 1 hours Ex.: 0 hours Lab .: 2 hours of study: 3 Applications for power grids Hours Lez .: 1 hours Ex.: 0 hours Lab .: 2 hours of study: 3 Interconnection of renewable energy sources and energy storage systems to the electricity grid Hours Lez .: 2 hours Ex.: 0 hours Lab .: 2 hours of study: 5 Thesis preparation: Hours commitment: 10 Exam Preparation: hour commitment: 10 Hours to support the written test: 2,5 Hours to support colloqium: 1