ELECTRICAL DRIVES

The course has the purpose to provide the fundamentals of modeling, principles of operation and control, main basic knowledge and future developments of electrical drives.

Learning outcomes:

Knowledge of the design and operation of most common and advanced control tecniques.

Gli obiettivi formativi sono legati sia all'acquisizione di nuove conoscenze, quindi alle lezioni frontali come metodo di insegnamento, sia comprendono la capacità di applicare le conoscenze acquisite attraverso esercitazioni al computer e in laboratorio.

The training objectives are linked both to the acquisition of new knowledge, therefore frontal lessons as a teaching method and include the ability to apply the acquired knowledge through computer and laboratory exercises.

Power Electronics and Electrical Machines courses frequency.

Student attendance is required. Remember that to achieve an optimum result, the student is required to attend at least 70% of the course lessons.

Generalità sugli azionamenti elettrici. Equazioni del sistema meccanico con albero di trasmissione rigido ed elastico. Controllo di coppia, di velocità o di posizione. Azionamenti con motori a c. c.. Controllo della tensione di armatura o di eccitazione. Rendimenti, perdite e declassamento. Caratteristiche degli azionamenti in alternata. Azionamenti per alte e basse prestazioni dinamiche. Stabilità del motore azionato. Regolazione a V/F costante. Controllo a coppia o potenza costante. Controllo indipendente di flusso e di coppia. - Il controllo vettoriale del motore asincrono: Equazioni del Campo orientato a regime e in transitorio. Schema di un azionamento con controllo vettoriale. Calcolo del vettore flusso rotorico. Metodo diretto: Stimatori del flusso rotorico. Metodo indiretto. - Taratura. Identificazione parametrica. - Azionamenti sensorless di velocità e flusso. Tecniche sensorless basate sulle variazioni di induttanza. Osservatori di velocità e flusso. Controllo sensorless a velocità basse o nulle. Tecniche di iniezione ad alta frequenza. Motore sincrono: Equazioni del Campo Orientato a regime e in transitorio. Schema complessivo di un azionamento con controllo vettoriale. Azionamenti con motori speciali: Motori a passo. Motori a magneti permanenti: Brushless trapezio. Motori a magneti interni. Switched Reluctance. Sincroni a riluttanza. Integrazione degli azionamenti nella produzione. Ottimizzazione delle prestazioni esterne dell'azionamento. Affidabilità. Fault tolerance e Reliability. EMI inegli azionamenti elettrici.

Knowledge of design features and operation of the electrical drives and of their most common control modes. AC Drives: control of torque, speed and position. Low and high dynamic performance. Elastic shaft drives. Losses and derating. Stability. Induction motor drives: Field-Oriented Control in steady-state and transient. Rotor and stator flux estimation: direct methods. Rotor flux observers. Stator flux observers. Indirect methods. Rotor time constant. Tuning and parameter identification. Self Commissioning and continuous self tuning. Sensorless drives. Sensorless control at low and zero speeds. Synchronous motor: Field Oriented Control in steady-state and transient. Special Machine Drives: stepper and switched reluctance motors. Permanent Magnet (PM) motor drives: DC brushless, surface mounted and Interior PM motor drives, Synchrels. Integration of the electrical drives in industrial production. Fault tolerance and Reliability. EMI in electrical drives.

Lipo, Novotny: "Modern Electrical Drives", Kluwer Editor, 1998.
B. Bose “Power Electronics and Variable Frequency Drives”, IEEE Press.
Mohan: "Power Electronics", Hoeply.

Fitzgerarld: "Electric Machinery", Mc Graw Hill.

Exams: oral tests - Prerequisites: none

Characteristic and working principles of most common electrical drives: Induction, Synchronous, Stepper, Switched Reluctances Control Drives.

Generalized Theory.

Vector Control.

PM machines.