ELETTRONICA DI POTENZA

Conoscenze di base dei principali componenti a semicondutore per elettronica di potenza. Conoscenze avanzate di circuiti elettronici per la conversione dell'energia nella trazione elettrica, nella trasmissione, e nelle applicazioni industriali e commerciali (raddrizzatori, convertitori in continua, invertitori, smaltimento di calore dei dispositivi e convertitori, trasformatori in alta frequenza).

Propedeuticità di "Dispositivi Elettronici". Corsi frequentati: Elettronica.

Consigliata.

Introduzione alla Elettronica di Potenza. Classificazione dei convertitori. Semiconduttori. Dispositivi per convertitori statici di potenza (Diodi, BJT, MOSFET, IGBT, Tiristori, GTO). Caratteristiche statiche, Commutazione. Comportamento termico. Connessione multipla di dispositivi di potenza. Circuiti di pilotaggio e di protezione. Convertitori statici. Convertitori monodirezionali e bidirezionali. Metodi di analisi dei convertitori. Principali famiglie di convertitori statici per la conversione elettrica e per le applicazioni ai sistemi elettrici. Convertitori monostadio e pluristadio. Cenni sui Convertitori risonanti. Induttanze e trasformatori. Materiali magnetici e nuclei in ferrite, perdite. Avvolgimenti in rame, perdite per effetto pelle e di prossimità. Calcolo della temperatura a regime.

Principali Applicazioni. Applicazioni in ambito domestico. Riscaldamento degli ambienti e condizionamento dell'aria. Illuminazione a fluorescenza ad alta frequenza. Cottura a induzione. Applicazioni industriali. Riscaldamento a induzione. Saldatura elettrica. Applicazioni per le reti elettriche. Trasmissione in continua ad alta tensione. Convertitori a frequenza di linea a 12 impulsi. Potenza reattiva assorbita dal convertitore. Modalità di funzionamento da raddrizzatore. Modalità di funzionamento da inverter. Controllo dei convertitori HVDC. Reti elettriche. Compensazione delle linee e controllo del flusso di potenza a controllo elettronico. FACTS controllati da tiristori. FACTS controllati da convertitori. Interconnessione di sorgenti di energia rinnovabile e di sistemi di immagazzinamento di energia con la rete elettrica. Interconnessione di array fotovoltaici.

1) Ned Mohan, Tore M. Undeland. William P. Robbins, "Power Electronics: Converters, Applications, and Design". 3rd Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, November 2002.

2) Ned Mohan, Tore M. Undeland. William P. Robbins, “Elettronica di potenza: Convertitori e applicazioni”. Edizione italiana di Power Electronics 3rd Edition, Editore Hoepli, Milano, febbraio 2005.

3) Muhammad. H. Rashid, “Power Electronics: Circuits, Devices, and Applications”. 3rd Edition, Prentice Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 2004.

4) Philip T. Krein, "Elements of Power Electronics”, New York and Oxford, Higher Education Oxford University Press, September 1997.

5) Appunti dalle lezioni

Orale

Dispositivi di potenza a semiconduttore. Raddrizzatori monofasi e trifasi. Convertitori dc-dc senza isolamento. Convertitori dc-dc con isolamento. Inverter monofasi. Inverter trifasi. Trasformatori per alta frequenza. Sistemi elettrici con forme d'onda deformate.