INFORMAZIONI SU

Applicazioni industriali elettriche

Programma dell'insegnamento di Applicazioni industriali elettriche - cdl magistrale in Ingegneria Gestionale

Docente

prof. Fabrizio BELLINA

Crediti

6 CFU

Obiettivi formativi specifici

Il corso fornisce una conoscenza delle principali applicazioni dell'ingegneria elettrica ed è rivolto allo specialista in settori non elettrici dell'ingegneria, trasmettendogli la conoscenza di alcune macchine elettriche e dei loro azionamenti, dando inoltre nozioni di impianti elettrici e di sicurezza negli impianti elettrici. Infine viene presentata una panoramica delle applicazioni industriali elettriche più innovative.

Competenze acquisite

- Capacità di analizzare il comportamento di alcune macchine e componenti elettrici come componenti di un impianto elettrico ed industriale.
- Acquisisce nozioni elementari sull'elettronica di potenza e gli azionamenti.
- Acquisisce competenze di base sulla gestione dei sistemi elettrici di media e grande potenza e tensione.

Programma

Circuiti magnetici: tubi di flusso di induzione, tensione magnetica, riluttanza e permeanza; legge di Hopkinson, reti elettriche equivalenti; coefficienti d’auto e mutua induzione in termini di auto e mutue permeanze; utilizzo di materiali ferromagnetici, traferro, rifrazione delle linee di campo; leggi dei circuiti magnetici, circuiti con magneti permanenti (6 ore).
Forze nel campo magnetico: forza ponderomotrice su conduttori percorsi da corrente, conversione elettromeccanica dell'energia (2 ore).
Nuclei ferromagnetici in regime sinusoidale: riluttanza e permeanza complessa, sintesi serie e parallelo; perdite nei lamierini ferromagnetici; cadute di tensione vuoto-carico (2 ore).
Reti trifasi: cenni ai sistemi polifasi, terne trifasi, tensioni e correnti concatenate e stellate; carichi e generatori a stella e triangolo; potenza nei sistemi a tre e quattro fili; misure in reti trifasi; rifasamento del carico (6 ore).
Trasformatori: valori nominali; trasformatore monofase, caratteristiche costruttive, schemi equivalenti, funzionamento a vuoto e cortocircuito; funzionamento a carico, prove, parallelo dei trasformatori; trasformatori trifasi, caratteristiche costruttive, collegamenti e gruppi; trasformatori di misura di tensione e di corrente (7 ore).
Conversione statica dell'energia elettrica: generalità, semiconduttori, diodi, transistor, SCR; schema di amplificatore tipico; raddrizzatore monofase ad una semionda, a ponte monofase; gruppo di commutazione; ponte polifase; convertitori CC/CA a ponte e mezzo ponte monofase, a presa centrale, a mezzo ponte trifase; modulazione di larghezza degli impulsi (6 ore).
Introduzione alle macchine rotanti: generalità geometriche, circuito magnetico, forza magnetomotrice, non linearità e sovrapposizione degli effetti, campo magnetico rotante (1 ora).
Macchine sincrone:  generalità, valori nominali. Induzione al traferro e f.e.m. di indotto; caratteristica a vuoto; funzionamento a carico e in cortocircuito; reazione d'indotto; impedenza sincrona; comportamento elettromeccanico, regolazione e stabilità (5 ore).
Macchine asincrone: generalità, valori nominali; macchina asincrona trifase, funzionamento a rotore fermo ed aperto, funzionamento a rotore bloccato e cortocircuitato, funzionamento a carico; schema circuitale equivalente; caratteristica meccanica; avviamento, regolazione della velocità; motore a gabbia, doppia gabbia e motore monofase (5 ore).
Macchine speciali: avviamento asincrono della macchina sincrona, motore sincrono a magneti permanenti, motore a riluttanza, motore a passo  (1 ora).
Elementi di impianti elettrici ed impianti fotovoltaici: Sicurezza nei sistemi elettrici. Sicurezza delle persone, impianto di terra. Sistema elettrico, sovratensioni e sovracorrenti. Impianti elettrici. Interruttori e sezionatori. Relé, interruttori magnetotermici e differenziali. Impianti elettrici utilizzatori per tensioni fino a 1000 V: sistemi TT, TN ed IT. Coordinamento delle protezioni. Irradiazione solare. Cella fotovoltaica, collegamento in serie/parallelo. Connessione alla rete di potenza (5 ore).
Sistemi elettrici nazionali e trasmissione dell’energia: linee elettriche in c.c. e c.a. e linee di trasmissione; regolazione della frequenza e della tensione, blackout di reti elettriche; struttura e gestione del mercato dell’energia (2 ore).
Applicazioni elettriche innovative: superconduttività, SMES, fusione termonucleare a confinamento magnetico (2 ore).
Esercitazioni (6 ore).

Bibliografia

- Appunti dalla lezioni
- M. Fauri, F. Gnesotto, G. Marchesi and A. Maschio, “Lezioni di elettrotecnica
- Applicazioni elettriche”, ed. Progetto Leonardo, Esculapio, Bologna
- N. Faletti, P. Chizzolini, “Trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica,” vol. I and II, ed. Pàtron, Bologna, 2005
- R. Benato, L. Fellin, “Impianti elettrici,” ed. UTET scienze tecniche, Torino, 2011
- G. Figini, U. Torelli, “Manuale di appplicazione delle norme CEI,” ed. Hoepli, Milano, 2000
- A. Paolucci, “Lezioni di trasmissione dell'energia elettrica,” CEUP, Padova, 2005

Modalità d'esame

prova scritta e orale

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