Azionamenti elettrici per l'automazione

Finalità

L'insegnamento di Azionamenti Elettrici per l'automazioni ha l'obiettivo di fornire le conoscenze di base relative all'impiego e al funzionamento degli azionamenti in campo industriale e fornire progettisti nel campo dell'automazione

Programma

Caratteristiche operative degli Azionamenti elettrici. Azionamenti industriali, azionamenti per trattamento fluidi, azionamenti per trazione, azionamenti a moto incrementale azionamenti per macchine operatrici meccaniche: assi e mandrini.
I principali componenti delle catene di regolazione negli Azionamenti Elettrici. Realizzazione degli anelli di controllo tramite amplificatori operazionali. Il problema del wind-up, limitazione di corrente e saturazione della tensione. I principali trasduttori di velocita' e posizione: tachimetro di tipo brushless, resolver, encoder relativi ed encoder assoluti.Trasduttori di corrente a effetto hall.
Azionamenti per asse con motore in continua a magneti permanenti. Richiami sul funzionamento dei motori in continua. Modello dinamico del motore in continua a magneti permanenti. Dimensionamento del controllo ad alta dinamica del motore a corrente continua a magneti permanenti: anello di regolazione della corrente, anello di regolazione della velocita'. Ripple di velocita' e ripple di coppia. Alimentazione del motore a corrente continua: chopper a doppia modulante. Cenni sui problemi introdotti dalle risonanze torsionali.
Azionamenti con motori a induzione. Richiami sul funzionamento del motore a induzione. Regolazione della velocita' con tecniche di tipo scalare. Modello dinamico del motore a induzione. Il problema dell'osservazione del flusso e della determinazione dei parametri del motore a induzione. Controllo a orientamento di campo dei motori a induzione: anello di regolazione della corrente, della velocita', anello di regolazione del flusso e tecniche di deflussaggio: controllo a orientamento di campo di tipo diretto e indiretto. Alimentazione del motore a induzione mediante Voltage Source Inverter (VSI) e Current Controlled Voltage Source Inverter (CCVSI). Analisi di un controllo a orientamento di campo digitale.
Azionamenti con motori di tipo brushless. Caratteristiche costruttive e funzionamento dei motori brushless trapezio e dei motori brushless sinusoidali. Modello dinamico dei motori brushless. Dimensionamento del controllo ad alta dinamica dei motori brushless.
Azionamenti con motori di tipo sincrono a riluttanza. Caratteristiche costruttive e funzionamento dei motori sincroni a riluttanza. Modello dinamico dei motori sincroni a riluttanza. Analisi di un azionamento di tipo mandrino realizzato con motore sincrono a riluttanza. Dimensionamento del controllo ad alta dinamica dei motori sincroni a riluttanza.
Azionamenti di tipo incrementale. Cenni sugli azionamenti di tipo incrementale realizzati con motori di tipo passo (step motor).

Attività d'esercitazione

Modalità d'esame

L'esame consiste in una prova orale. Durante il corso vengono effettuate alcune esercitazioni il cui svolgimento e' parte integrante dell'esame. Le esercitazioni di tipo teorico consistono nella simulazione tramite calcolatore del controllo di velocita' e corrente nei principali tipi di azionamento con motori in corrente continua, asincrono, brushless o riluttanza. Le esercitazioni di tipo pratico, da svolgersi nei laboratori di elettronica e di automazione industriale, consistono nella realizzazione di un azionamento elettrico (con controllo analogico o digitale) di piccola potenza con motori a corrente continua o asincroni.

Propedeuticità

Elettronica II, Controlli automatici

Testi consigliati

Appunti forniti dal docente

Testi d'approfondimento

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