ADVANCED POWER CONVERTERS AND CONTROL

· Lezioni frontali che trattano concetti teorici, argomenti avanzati e tendenze emergenti nel campo dei convertitori e dei dispositivi elettronici di potenza

· Esercitazioni di simulazione orientate all'applicazione pratica dei concetti teorici utilizzando strumenti e software di simulazione standard per il settore.

· Progetti di gruppo che stimolano gli studenti a progettare e analizzare sistemi di conversione di potenza, promuovendo la collaborazione e le capacità di risoluzione dei problemi.

· Workshop con esperti del settore, fondamentali per aiutare gli studenti a comprendere come i concetti teorici vengono applicati nella pratica, acquisire informazioni di prima mano sulle ultime tecnologie, innovazioni e tendenze, entrare in contatto con aziende del settore dell'elettronica di potenza e ottenere informazioni sulle opportunità di carriera.

· Esami che valutano il livello di comprensione dei concetti introdotti durante il corso e la capacità di applicarli nella pratica.

Prerequisito fondamentale per questo corso è una conoscenza di base dell'analisi dei circuiti elettrici, della teoria del controllo e dell'elettronica di potenza.

I. Convertitori e dispositivi elettronici di potenza avanzati.

Concetti fondamentali e tecniche di controllo dei convertitori di potenza CC-CC isolati, bidirezionali, multifase interleaved e multiporta.  Convertitori di potenza soft-switching. Introduzione alle basi teoriche della commutazione a corrente zero e tensione zero. Convertitori di potenza  quasi resonant, load resonant e multiresonant, analisi dei  vantaggi in termini di  efficienza ed emissioni elettromagnetiche (EMI). 

Inverter  a sorgente di tensione (VSI). Principi della conversione di potenza multilevel e relativi vantaggi. Analisi delle strutture degli inverter multilevel e dei relativi sistemi di controllo e modulazione. Inverter VSI per impianti fotovoltaici. · Inverter a sorgente di corrente (CSI). Analisi delle caratteristiche e dei relativi sistemi di modulazione e controllo. ·

Raddrizzatori PWM e regolatori del fattore di potenza. Introduzione alle configurazioni avanzate dei convertitori CA-CC e alle tecniche di modulazione e loro applicazione nella rettificazione e nel miglioramento del fattore di potenza. ·

Dispositivi di potenza a banda larga. Caratteristiche ed applicazioni dei dispositivi di potenza in carburo di silicio (SiC) e nitruro di gallio (GaN), con particolare attenzione al loro ruolo nel miglioramento delle prestazioni e dell'efficienza dei convertitori di potenza. 

II. Applicazioni emergenti dei convertitori di potenza.

Applicazioni pratiche dei convertitori di potenza  in: · Sistemi di energia rinnovabile. · Veicoli elettrici e ibridi. · Sistemi di accumulo di energia. · Sistemi di trasmissione CA flessibili (FACTS). · Servizi ausiliari per la stabilità e l'affidabilità delle reti elettriche. · Distribuzione CC a bassa tensione · Trasmissione CC ad alta tensione (HVDC) · Micro-reti. 

III. Simulazione di convertitori di potenza.

Introduzione all'ambiente Simulink/Matlab e alla sua applicazione nella modellazione e simulazione di sistemi elettronici di potenza complessi. · Analisi di casi di studio particolarmente rilevanti.

· N. Mohan, T. M. Undeland, W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications and Design.

· N. Priyadarshi, A. Kumar Bhoi, R. C. Bansal, A. Kalam, DC-DC Converters for Future Renewable Energy Systems

· E. Kabalci, Multilevel Inverters: Control Methods and Advanced Power Electronic Applications.

· E. Cipriano dos Santos Jr., E. R. Cabral da Silva, Advanced Power Electronics Converters: PWM Converters Processing AC Voltages.

· Y. Liu, H. Abu-Rub, B. Ge, F. Blaabjerg, O. Ellabban, P.Chiang Loh, Impedance Source Power Electronic Converters.

· A. Dasgupta, P. Sensarma, Design and Control of Matrix Converters.

· ON Semiconductor, Power Factor Correction (PFC) Handbook.

· M. K. Abdullah, Three-Phase PWM Rectifier Operating Under Different Voltage Conditions.

· X. Ruan, Soft switching PWM Full-bridge Converters.

· F. Blaabjerg, Control of Power Electronic Converters and Systems.

· L. Ashok Kumar, S. Albert Alexander, Power Converters for Electric Vehicles.

· R. Teodorescu, M. Liserre, P. Rodriguez, Grid Converters for Photovoltaic and Wind Power Systems.

· B. Bahrani, Grid-Forming Power Inverters

· T. Kimoto and J.A. Cooper, Fundamentals of silicon carbide technology.

· D. Jovcic, High Voltage Direct Current Transmission: Converters, Systems and DC Grids.

· H. Komurcugil, S. Bayhan, R. Guzman, M. Malinowski, H. Abu-Rub, Advanced Control of PowerConverters: Techniques and Matlab/Simulink Implementation.

· Appunti del corso