ID:
163592
Tipo Insegnamento:
Opzionale
Durata (ore):
0
CFU:
0
Url:
INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA/Ingegneria dell'automazione Anno: 3
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Annualità Singola (19/09/2024 - 05/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
La finalità dell’insegnamento è fornire le metodologie e le procedure per l’analisi dinamica delle macchine meccaniche ed elettriche, e per la progettazione funzionale degli azionamenti meccanici ed elettrici.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- analisi statica e dinamica delle macchine;
- equazioni del moto e del funzionamento di una macchina e del relativo azionamento;
- caratteristiche meccaniche ed elettriche delle macchine e dei relativi azionamenti;
- condizioni di regime dei sistemi meccanici ed elettrici;
- regime di funzionamento periodico e transitorio;
- tipologie costruttive meccaniche ed elettriche delle macchine.
La principale abilità acquisita (ossia la capacità di applicare le conoscenze) sarà la capacità di scegliere a catalogo i più comuni componenti degli azionamenti meccanici ed elettrici, applicando corretti criteri, metodologie e procedure, in base alle specifiche funzionali richieste alla macchina: motori elettrici e motoriduttori, innesti, freni, volani, sistemi di sollevamento.
Le principali conoscenze acquisite saranno:
- analisi statica e dinamica delle macchine;
- equazioni del moto e del funzionamento di una macchina e del relativo azionamento;
- caratteristiche meccaniche ed elettriche delle macchine e dei relativi azionamenti;
- condizioni di regime dei sistemi meccanici ed elettrici;
- regime di funzionamento periodico e transitorio;
- tipologie costruttive meccaniche ed elettriche delle macchine.
La principale abilità acquisita (ossia la capacità di applicare le conoscenze) sarà la capacità di scegliere a catalogo i più comuni componenti degli azionamenti meccanici ed elettrici, applicando corretti criteri, metodologie e procedure, in base alle specifiche funzionali richieste alla macchina: motori elettrici e motoriduttori, innesti, freni, volani, sistemi di sollevamento.
Prerequisiti
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Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Sono consigliate, ma non strettamente necessarie, conoscenze di base di Fondamenti di automatica/Controlli Automatici,Teoria dei Circuiti.
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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Insegnamenti di Analisi matematica I & II, Geometria, Fisica generale I & II, Meccanica razionale e Meccanica applicata alle macchine (o Fondamenti di Meccanica Tecnica + Meccanica Applicata alle Macchine).
Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Sono consigliate, ma non strettamente necessarie, conoscenze di base di Fondamenti di automatica/Controlli Automatici,Teoria dei Circuiti.
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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Insegnamenti di Analisi matematica I & II, Geometria, Fisica generale I & II, Meccanica razionale e Meccanica applicata alle macchine (o Fondamenti di Meccanica Tecnica + Meccanica Applicata alle Macchine).
Metodi didattici
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Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Per ogni argomento l'esposizione della teoria è seguita se necessario da esercitazioni condotte dal docente e verranno utilizzati brevi filmati a supporto della didattica.
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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Lezioni teoriche ed esercitazioni applicative in aula, in cui vengono affrontati esercizi numerici, relativi al dimensionamento ed alla scelta da catalogo dei componenti.
Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Per ogni argomento l'esposizione della teoria è seguita se necessario da esercitazioni condotte dal docente e verranno utilizzati brevi filmati a supporto della didattica.
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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Lezioni teoriche ed esercitazioni applicative in aula, in cui vengono affrontati esercizi numerici, relativi al dimensionamento ed alla scelta da catalogo dei componenti.
Verifica Apprendimento
L'esame consiste di:
- quiz di teoria a risposta multipla
- un esercizio di taratura e dimensionamento
- un esercizio di calcolo di traiettorie di controllo del moto
Il superamento dell'esame avviene se si acquisisce il punteggio minimo nelle singole prevo e serve per la verifica dell'acquisizione delle conoscenze e abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.
- quiz di teoria a risposta multipla
- un esercizio di taratura e dimensionamento
- un esercizio di calcolo di traiettorie di controllo del moto
Il superamento dell'esame avviene se si acquisisce il punteggio minimo nelle singole prevo e serve per la verifica dell'acquisizione delle conoscenze e abilità specificate negli obiettivi formativi dell'insegnamento.
Testi
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Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Le dispense scritte e fornite dal docente coprono completamente il programma del corso. Gli altri testi sotto indicati sono da intendersi come del tutto facoltativi, e solo qualora lo studente desiderasse approfondire alcune parti del corso.
"Electric Drives" Ion Boldea, Syed A. Nasar, CRC Press
“Convertitori di potenza e servomotori brushless” L. Bonometti, HOELPI
"Control of Electrical Drives” Leonhard, SPRINGER
“Power Electronics: Converters, Applications and Design” Mohan, Undeland, Robbins
“Macchine ed azionamenti elettrici” Pagano, Grassi, Rizzo, LIGUORI
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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- Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Lezioni di Meccanica applicata alle macchine. Prima parte: Fondamenti di meccanica delle macchine, Patron, Bologna, ISBN 88-555-2829-7, 2005 [Vol. I].
- Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine. Seconda parte: Elementi di Meccanica degli Azionamenti, Patron, Bologna, ISBN 978-88-555-2948-8, 2007 [Vol. II].
- N. Bachschmid, S. Bruni, A. Collina, B. Pizzigoni, F. Resta, Fondamenti di meccanica teorica e applicata, ISBN: 88 386 6083-2, maggio 2003, McGraw-Hill Companies, S.r.l., Milano.
Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Le dispense scritte e fornite dal docente coprono completamente il programma del corso. Gli altri testi sotto indicati sono da intendersi come del tutto facoltativi, e solo qualora lo studente desiderasse approfondire alcune parti del corso.
"Electric Drives" Ion Boldea, Syed A. Nasar, CRC Press
“Convertitori di potenza e servomotori brushless” L. Bonometti, HOELPI
"Control of Electrical Drives” Leonhard, SPRINGER
“Power Electronics: Converters, Applications and Design” Mohan, Undeland, Robbins
“Macchine ed azionamenti elettrici” Pagano, Grassi, Rizzo, LIGUORI
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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- Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Lezioni di Meccanica applicata alle macchine. Prima parte: Fondamenti di meccanica delle macchine, Patron, Bologna, ISBN 88-555-2829-7, 2005 [Vol. I].
- Funaioli, A. Maggiore, U. Meneghetti, Lezioni di Meccanica Applicata alle Macchine. Seconda parte: Elementi di Meccanica degli Azionamenti, Patron, Bologna, ISBN 978-88-555-2948-8, 2007 [Vol. II].
- N. Bachschmid, S. Bruni, A. Collina, B. Pizzigoni, F. Resta, Fondamenti di meccanica teorica e applicata, ISBN: 88 386 6083-2, maggio 2003, McGraw-Hill Companies, S.r.l., Milano.
Contenuti
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Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Introduzione agli azionamenti elettrici e panoramica sui motori elettrici. Caratteristica di coppia dei motori. Tipi di azionamento, controllo di azionamento, tecniche di controllo della velocità ed analisi delle loro prestazioni. Convertitori di potenza per motori elettrici. Motori in CC: struttura, caratteristiche, meccanismo di produzione di coppia, modello matematico, tecniche di controllo, loop di corrente, operazione di deflussaggio. Motore brushless DC (BLDC): struttura, modello matematico, tecniche di controllo e applicazioni. Motore Brushless sincrono PM (PMSM): struttura, trasformazioni di coordinate e modello nel riferimento d-q sincrono, tecniche di controllo e applicazioni. Motore ad induzione (IM): struttura, modello nel riferimento d-q, circuito equivalente stazionario, controllo tensione-frequenza, principio di controllo ad orientamento di campo. Scelta del motore e del drive in base all'applicazione.
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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Il corso prevede 60 ore di didattica, comprensive di lezioni ed esercitazioni.
Gli argomenti del corso sono i seguenti.
DINAMICA DELLE MACCHINE ALTERNATIVE: Equilibrio dinamico di una macchina alternativa. Compensazione delle forze di inerzia per macchine monocilindriche ed a quattro cilindri in linea.
CARATTERISTICA MECCANICA DELLE MACCHINE MOTRICI ED OPERATRICI: Dinamica degli azionamenti meccanici. Accoppiamento motore-utilizzatore. La caratteristica meccanica del motore elettrico asincrono trifase. Condizione di regime e sua stabilità. Cenni sulla regolazione della velocità angolare.
DINAMICA DEGLI IMPIANTI FUNZIONANTI IN CONDIZIONE DI REGIME PERIODICO: Tipi di regime. Definizione di grado di irregolarità. Calcolo del momento di inerzia del volano. Calcolo del grado di irregolarità e del volano. Grado di irregolarità di un impianto con motore alternativo. Dimensionamento del volano.
TRANSITORI DI AVVIAMENTO E DI ARRESTO: Calcolo della durata del transitorio. Transitorio di avviamento tramite innesto a frizione; scelta dell'innesto. Scopi dell'impiego di un innesto. Transitorio di arresto; scelta del freno.
INNESTI E FRENI: Tipologie costruttive degli innesti. Innesti ad attrito. Innesti idraulici. Confronto tra le prestazioni degli innesti. Tipologie costruttive dei freni.
SCELTA DELL'ORGANO DI COMANDO (MOTORI ELETTRICI E MOTORIDUTTORI): Criteri e modalità di scelta del motore e del riduttore a catalogo.
MACCHINE DI SOLLEVAMENTO: Rigidezza degli organi flessibili. Pulegge fisse e mobili. Paranchi e loro rendimento.
Insegnamento raggruppato: 012671 - AZIONAMENTI ELETTRICI (mutua dall'attività formativa AZIONAMENTI ELETTRICI - 75416 del CdS INGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA - 1328)
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Introduzione agli azionamenti elettrici e panoramica sui motori elettrici. Caratteristica di coppia dei motori. Tipi di azionamento, controllo di azionamento, tecniche di controllo della velocità ed analisi delle loro prestazioni. Convertitori di potenza per motori elettrici. Motori in CC: struttura, caratteristiche, meccanismo di produzione di coppia, modello matematico, tecniche di controllo, loop di corrente, operazione di deflussaggio. Motore brushless DC (BLDC): struttura, modello matematico, tecniche di controllo e applicazioni. Motore Brushless sincrono PM (PMSM): struttura, trasformazioni di coordinate e modello nel riferimento d-q sincrono, tecniche di controllo e applicazioni. Motore ad induzione (IM): struttura, modello nel riferimento d-q, circuito equivalente stazionario, controllo tensione-frequenza, principio di controllo ad orientamento di campo. Scelta del motore e del drive in base all'applicazione.
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Insegnamento raggruppato: 013757 - MECCANICA DEGLI AZIONAMENTI
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Il corso prevede 60 ore di didattica, comprensive di lezioni ed esercitazioni.
Gli argomenti del corso sono i seguenti.
DINAMICA DELLE MACCHINE ALTERNATIVE: Equilibrio dinamico di una macchina alternativa. Compensazione delle forze di inerzia per macchine monocilindriche ed a quattro cilindri in linea.
CARATTERISTICA MECCANICA DELLE MACCHINE MOTRICI ED OPERATRICI: Dinamica degli azionamenti meccanici. Accoppiamento motore-utilizzatore. La caratteristica meccanica del motore elettrico asincrono trifase. Condizione di regime e sua stabilità. Cenni sulla regolazione della velocità angolare.
DINAMICA DEGLI IMPIANTI FUNZIONANTI IN CONDIZIONE DI REGIME PERIODICO: Tipi di regime. Definizione di grado di irregolarità. Calcolo del momento di inerzia del volano. Calcolo del grado di irregolarità e del volano. Grado di irregolarità di un impianto con motore alternativo. Dimensionamento del volano.
TRANSITORI DI AVVIAMENTO E DI ARRESTO: Calcolo della durata del transitorio. Transitorio di avviamento tramite innesto a frizione; scelta dell'innesto. Scopi dell'impiego di un innesto. Transitorio di arresto; scelta del freno.
INNESTI E FRENI: Tipologie costruttive degli innesti. Innesti ad attrito. Innesti idraulici. Confronto tra le prestazioni degli innesti. Tipologie costruttive dei freni.
SCELTA DELL'ORGANO DI COMANDO (MOTORI ELETTRICI E MOTORIDUTTORI): Criteri e modalità di scelta del motore e del riduttore a catalogo.
MACCHINE DI SOLLEVAMENTO: Rigidezza degli organi flessibili. Pulegge fisse e mobili. Paranchi e loro rendimento.
Lingua Insegnamento
Italiano
Altre informazioni
Si segnala che è possibile avere materiale o supporto didattico dell’insegnamento in lingua inglese.
Corsi
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3 anni
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