DISPOSITIVI ELETTRICI INDUSTRIALI

Lezioni frontali su argomenti di teoria svolte tramite videoproiettore. Esercitazioni svolte in aula tramite videproiettore con l'utilizzo della piattaforma di programmazione e calcolo numerico Matlab/Simulink. Laboratori didattici per lo svolgimento di prove sulle macchine elettriche.  Svolgimento collettivo di esercizi numerici.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato in precedenza, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

1.  RICHIAMI DI ELETTROTECNICA (Ore lezione: 3, Ore esercitazione: 2)

Circuiti elettrici. Reti in regime alternato sinusoidale. Potenza istantanea. Potenza in regime sinusoidale: Potenza Attiva e Reattiva in circuiti monofase e trifase. Principali vantaggi dei sistemi trifase. Rifasamento.

2.  MACCHINE ELETTRICHE (Ore lezione: 11, Ore esercitazione: 22)

2.1  INTRODUZIONE ALLE MACCHINE ELETTRICHE.

Definizione di Macchina Elettrica. Classificazione delle macchine elettriche: Statiche, Rotanti. Classificazione delle macchine rotanti. Concetto di reversibilità̀ della conversione di energia nelle macchine elettriche. Definizione di rendimento effettivo e rendimento convenzionale.

2.2  TRASFORMATORE.

Caratteristiche costruttive e principio di funzionamento. Trasformatore ideale. Trasformatore reale. Circuito Equivalente. Modello circuitale del Trasformatore reale Lineare. Circuiti Equivalenti Semplificati. Dati di Targa del Trasformatore. Tipo di Servizio.  Identificazione dei parametri del trasformatore mediante le prove a vuoto ed in corto circuito. Bilancio Energetico. Gestione efficiente dei trasformatori.

2.3  MACCHINE ROTANTI

Macchine Elettriche Rotanti in AC. Classificazione. Macchine Isotrope ed Anisotrope. Relazione tra periodo elettrico e periodo meccanico. Rappresentazione analitica e grafica di un campo magnetico rotante. Rappresentazione analitica e grafica di un campo magnetico pulsante. Macchine Asincrona

Caratteristiche costruttive e principio di funzionamento. Macchina con rotore a gabbia o rotore avvolto. Relazioni fondamentali. Scorrimento. Modello circuitale di un motore ad induzione. Caratteristica meccanica velocità-coppia. Coppia di avviamento e coppia nominale. Metodi di avviamento. Identificazione dei parametri caratteristici della macchina: prova a vuoto, prova a rotore bloccato. Inversione di velocità. Applicazioni. Gestione energetica dei motori asincroni.

3.  CONVERSIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA  (Ore lezione: 6, Ore esercitazione: 3)

3.1.  Considerazioni generali sulla conversione statica e sui componenti elettronici di potenza. Elementi di elettronica di potenza: Diodi, Transistori. Raddrizzatori (c.a.-c.c.). Inverter (c.c.-c.a.) Tecniche di modulazione dei convertitori elettronici di potenza. Applicazioni.

4.  SISTEMI ELETTRICI (Ore lezione: 8, Ore esercitazione: 3)

4.1  ASPETTI GENERALI

Definizione. Classificazione dei sistemi elettrici e tensioni nominali. Classificazione rispetto al collegamento di terra. Potenza convenzionale e corrente di impiego. Determinazione dei carichi convenzionali.  Fattori di utilizzazione e contemporaneità.

4.2  SICUREZZA ELETTRICA

Distinzione tra contatti diretti e indiretti. Il terreno conduttore elettrico/ Impianto di terra. Generalità̀ sulla protezione contro i contatti indiretti. Tipi di isolamento. Massa e massa estranea. Misure di protezione contro i contatti indiretti e classificazione degli apparecchi elettrici. Corrente elettrica e corpo umano. Cenni di elettrofisiologia. Effetti fisiopatologici della corrente elettrica sul corpo umano. Limiti di pericolosità della corrente elettrica sul corpo umano. Resistenza elettrica del corpo umano. Pericolosità del percorso. Curva di sicurezza. Pericolosità della tensione al variare della frequenza. Protezione contro i contatti indiretti nei sistemi TT. Requisiti della protezione. Protezione mediante dispositivi a massima corrente. Interruttore differenziale. Protezione mediante interruttore differenziale. Selettività delle protezioni. Relè di tensione.

4.3  SOVRACORRENTI, E SISTEMI DI PROTEZIONE

Protezioni dalle sovracorrenti.  Protezione magnetotermica di massima corrente. Interruttori automatici per bassa tensione. Fusibili. Limitazione della corrente di corto-circuito. Requisiti richiesti dalle Norme. Protezione unica e distinta per sovraccarico e cortocircuito. Protezione dei conduttori di fase e di neutro. Selettività delle protezioni dalle sovracorrenti

1. E. Fitzgerald, C. Kingsley, A. Kusko: Macchine elettriche. Franco Angeli 
2. G. Conte “Impianti elettrici” vol. I e II – HOEPLI.
3.  N. Mohan T. M. Undeland, W. P. Robbins “Elettronica di potenza. Convertitori e applicazioni” - HOEPLI.
4. Altro materiale dal docente.

Colloquio orale. E' prevista una prova scritta di fine corso per gli studenti che abbiano frequentato almeno il 70% delle ore di lezione.

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof. A. Pagano.

1. Classificazione degli impianti elettrici;
2. Contatti diretti e indiretti
3. L'interruttore differenziale;
4. Protezioni dalle sovracorrenti
5. Circuito equivalente trasformatore;
6. Dati di targa del trasformatore;
7. Principio di funzionamento della macchina asincrona;
8. Dispositivi elettronici di potenza e modulazione PWM;