Ingegneria Energetica

Azionamenti Elettrici e Reti di Distribuzione

Informazioni generali

Anno di corso: 1°
Semestre: 2°
CFU: 9

Docente responsabile

Programma del corso

RICHIAMI DI BASE

Il campo elettromagnetico e le leggi dell'elettromagnetismo. Ipotesi di costanti concentrate.
I circuiti elettrici: equazioni costitutive e limiti di validità. I circuiti magnetici: la corrente di
induzione e la tensione indotta. L'induttore ideale. Energia immagazzinata nei dispositivi
magnetici. Flussi dispersi e traferri. Non linearità e saturazione. Esempio di calcolo di
circuiti magnetici: problemi diretti e inversi, lineari e non lineari. Ciclo di isteresi e correnti
parassite. Perdite nel ferro. L'induttore reale (caso lineare e non lineare).

MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI

Trasformatori
Modello ideale. Schema equivalente del nucleo. Schema equivalente completo del
trasformatore. Accorgimenti costruttivi. Diagramma vettoriale. Prove a vuoto e in corto
circuito. Trasformatore trifase. Effetti non lineari nel trasformatore. Risposta in frequenza.
Magneti permanenti ed elettromagneti.

Motori in corrente continua
Struttura. Principio di funzionamento. Reazione di armatura. Struttura dello statore:
macchine a due poli e a più poli. Forme d'onda indotte negli avvolgimenti di armatura.
Struttura del collettore. Disposizione degli avvolgimenti di armatura e disposizione delle
spazzole. Coppie polari. Limiti strutturali. Funzionamento da dinamo. Modello dinamico.
Caratteristiche statiche. Motore a magneti permanenti.

Azionamenti con motore in corrente continua
Generalità sugli Azionamenti Elettrici. Azionamenti con motore ad eccitazione
indipendente. Variazione della tensione di armatura. Comando in coppia. Variazione della
tensione di eccitazione. Controllo della velocità. Azionamenti con motore a magneti
permanenti. Azionamenti di velocità e di posizione.

Motori in corrente alternata trifase.
Motore Asincrono. Struttura. Principio di funzionamento. Modello dinamico. Caratteristiche
statiche. Circuito equivalente. Modalità di controllo.
Motore Sincrono. Struttura. Principio di funzionamento. Modello dinamico. Caratteristiche
statiche. Circuito equivalente. Funzionamento da generatore.

TRASMISSIONE E DISTRIBUZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA
Introduzione
Linee di trasmissione in corrente continua e in corrente alternata. Modelli delle linee.
Struttura della rete di distribuzione: protezioni, cabine di trasformazione primarie e
secondarie.
Elementi di affidabilità e resilienza della rete.
Regolazione di tensione. Regolazione di frequenza. Rifasamento.
Gestione della rete elettrica locale e nazionale.
Reti elettriche di prossima generazione (Microgrids, Smart Grids)

ESEMPI APPLICATIVI
Simulazione degli azionamenti e degli impianti elettrici con l'ausilio del software Matlab/Simulink/Simpowersystem.

Risultati d'apprendimento previsti

Il corso di Azionamenti Elettrici e Reti di Distribuzione si propone di fornire una conoscenza di base delle macchine elettriche in corrente continua e in corrente alternata, degli azionamenti elettrici e degli impianti di trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Per fornire allo studente una preparazione più solida e duratura, nel corso si farà riferimento anche alle reti elettriche di prossima generazione (Microgrids e Smart Grids).

Eventuali propedeuticità

E' consigliabile possedere le conoscenze di base di Elettrotecnica.

Testi di riferimento

A. Bellini, Elettronica Industriale 1 Parte Prima – Introduzione agli azionamenti elettrici e azionamenti con motore in corrente continua, ARACNE
A. Bellini, Elettronica Industriale 2 - Azionamenti con motore in corrente alternata, ARACNE
G. Conte, Impianti Elettrici 2, Hoepli.
Dispense a cura del docente