ingegneria elettrica - Scuola di Ingegneria

UNIVERSITÀ DI PISA
FACOLTÀ DI INGEGNERIA
Corso di Laurea Specialistica in
INGEGNERIA ELETTRICA
Informazioni e programmi degli insegnamenti
ANNO ACCADEMICO 2006/2007
http:/www.ing.unipi.it/elettrica
1
INDICE
PRESENTAZIONE DELLA LAUREA SPECIALISTICA
1.
GLI ORGANI E LE COMMISSIONI DEL CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA
Il Consiglio del Corso di Laurea Specialistica
Il Presidente
Le Commissioni
2.
LE PERSONE
I Docenti
La Presidenza del Corso di Laurea Specialistica
Il Coordinamento didattico
I Rappresentanti degli studenti
3.
LE STRUTTURE DI RIFERIMENTO
4.
L’OFFERTA DIDATTICA DELLA LAUREA SPECIALISTICA
I periodi
I crediti
L’organizzazione didattica
Il manifesto della Laurea Specialistica
5.
I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI DELLA LAUREA SPECIALISTICA
Complementi di matematica (Prof. Claudio SACCON)
Costruzioni elettromeccaniche e Centrali elettriche: Modulo 1 - Costruzioni elettromeccaniche (Prof. Mauro
LEMMI GIGLI) e Modulo 2 - Centrali elettriche (Prof. Stefano BARSALI)
Costruzioni meccaniche (Prof. Leonardo BERTINI)
Dinamica delle macchine elettriche e azionamenti elettrici II: Modulo 1- Dinamica delle macchine elettriche
(Ing. Paolo BOLOGNESI) e Modulo 2 - Azionamenti elettrici II (Ing. Paolo BOLOGNESI)
Elettromagnetismo nel continuo e compatibilità elettromagnetica industriale: Modulo 1- Elettromagnetismo
nel continuo (Prof. Andrea TELLINI) e Modulo 2 – Compatibilità elettromagnetica industriale (Prof. Bernardo
TELLINI)
Fisica tecnica II (Ing. Sauro FILIPPESCHI)
Gestione dei sistemi elettrici (Prof. Paolo PELACCHI)
Propulsione elettrica (Ing. Luca SANI)
Scienza delle costruzioni (Prof. Stefano BENNATI)
Sensori e Trasduttori (Prof. Roberto MICHELETTI)
Sicurezza, qualità, dinamica e controllo dei sistemi elettrici : Modulo 1- Sicurezza e qualità dei sistemi elettrici
(Ing. Davide POLI) e Modulo 2 - Dinamica e controllo dei sistemi elettrici (Prof. Stefano BARSALI)
Sistemi di misura e telemisure (Prof. Roberto MICHELETTI)
Sistemi di utilizzazione dell’energia elettrica (Prof. Dante CASINI)
Sistemi di telecomunicazione per apparati elettrici (Prof. Marco RAUGI)
Tecnica ed economia dell’energia (Prof. Romano GIGLIOLI)
2
PRESENTAZIONE DELLA LAUREA SPECIALISTICA
Le tematiche energetiche sono rilevanti per lo sviluppo sia dei paesi industrializzati sia di quelli in via di sviluppo. Il
principale mezzo di trasmissione, distribuzione ed utilizzo nelle forme più svariate e flessibili dell’energia è costituito
dal "mezzo elettrico". La situazione sviluppatasi nell’ultimo secolo è destinata a rimanere tale anche in futuro, essendo
l’energia elettrica il mezzo più idoneo per la trasmissione dell’energia a distanza e per il suo flessibile utilizzo in
diversissime forme.
L’energia elettrica costituisce inoltre il mezzo di trasformazione di forme energetiche alternative attualmente poco
utilizzate ma in fase di notevole sviluppo (solare, eolico, etc.), in relazione alle problematiche ambientali, il cui utilizzo
necessita della figura professionale dell’Ingegnere Elettrico Specialista.
Al di là dei problemi relativi alla produzione e trasmissione con mezzi idonei dell’energia elettrica, bisogna ricordare
che l’utilizzo di detta energia è universalmente diffuso nelle attività industriali e dei servizi (nei trasporti, nell’industria
di qualunque tipo, negli usi civili e domestici) e che la sua penetrazione è attualmente in aumento e presumibilmente
aumenterà anche in futuro. La progettazione, pianificazione e gestione di tali attività rende indispensabile la figura
dell’Ingegnere Elettrico Specialista.
Le industrie elettriche ed elettromeccaniche, nonché la gestione dell’energia e dei sistemi utilizzatori, richiedono
conoscenze per la progettazione dei sistemi di distribuzione sempre più complessi ed articolati, il dimensionamento ed
il collaudo dei componenti ed apparati elettromagnetici; tali competenze rispondono in particolare alla formazione
culturale dell’Ingegnere Elettrico Specialista.
Infine, l’attuale processo di liberalizzazione del mercato dell’energia elettrica, che prevede il decentramento delle
funzioni di produzione (tra più soggetti), di trasmissione e di distribuzione dell’energia, richiede figure professionali
con nuove competenze che possono essere sviluppate principalmente nell’ambito dell’Ingegneria Elettrica.
In questo contesto si colloca la figura professionale del Laureato Specialista in Ingegneria Elettrica che integra e
completa quella del Laureato in Ingegneria Elettrica. In particolare il Laureato Specialista dovrà essere in grado di
comprendere, progettare, realizzare, collaudare e gestire componenti e processi elettrici nei loro aspetti di sistema e nel
rispetto dei vincoli ambientali, ma dovrà anche avere conoscenze, capacità e abilità che gli consentano di effettuare
progettazione di componenti, processi e sistemi di elevata complessità nonché sviluppo e gestione dell’innovazione sia
nel settore elettrico sia nell’ambito dei mezzi e dei sistemi per la mobilità, per quanto concerne gli aspetti energetici, di
sicurezza e di automazione.
Le conoscenze ed abilità caratterizzanti l'Ingegnere Elettrico Specialista possono così essere sintetizzate:
• Conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base e capacità di
utilizzare tale conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell'ingegneria complessi o che richiedono un
approccio interdisciplinare.
• Conoscenza approfondita degli aspetti teorico-scientifici dell'ingegneria, sia in generale sia in modo approfondito
relativamente a quelli dell'Ingegneria Elettrica; in tale settore l'Ingegnere Elettrico Specialista è capace di
identificare, formulare e risolvere, anche in modo innovativo, problemi complessi o che richiedono un approccio
interdisciplinare.
• Capacità di ideare, pianificare, progettare e gestire sistemi, processi e servizi complessi e/o innovativi.
• Capacità di progettare e gestire prove ed esperimenti di elevata complessità.
• Capacità nel campo dell'organizzazione aziendale (cultura d'impresa) e dell’etica professionale.
• Capacità di comunicare efficacemente in lingua inglese.
• Capacità di aggiornamento continuo delle proprie conoscenze.
I principali sbocchi professionali per la figura dell'Ingegnere Elettrico Specialista possono così essere sintetizzati.
• Nelle attività industriali elettriche: aziende per la produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica,
aziende per la commercializzazione dell'energia elettrica, organi di regolazione e controllo del mercato
dell'energia.
• Nel settore industriale manifatturiero, sia nelle industrie per la produzione di apparecchiature e macchinari elettrici
sia in tutte le attività industriali anche di tipo non specificatamente elettrico ove importante è la gestione e
manutenzione di tutte le apparecchiature elettriche ed elettroniche.
• Nelle aziende di trasporto (ferrovie, metropolitane, aziende locali).
• Nelle aziende per la produzione di beni e servizi.
• Nelle aziende ed enti pubblici (comuni, province etc.) e nelle aziende private come ingegnere di sistema.
• Nelle ASL come controllori in relazione ai problemi di sicurezza.
• Nella libera professione.
Infine è opportuno ricordare che l’Ingegnere Elettrico Specialista può trovare sbocco professionale in tutte le attività di
ricerca e sviluppo relative a nuovi mezzi di produzione ed a nuove utilizzazioni dell’energia elettrica.
3
1. GLI ORGANI E LE COMMISSIONI DEL CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA
IL CONSIGLIO DEL CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA1
Il Consiglio del Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettrica si è costituito il 27 gennaio 2003 ed è composto
da:
- Docenti garanti del Corso di Laurea: Barsali Stefano, Bolognesi Paolo, Pelacchi Paolo, Pieri Renzo, Raugi Marco,
Sani Luca, Tellini Andrea, Tellini Bernardo.
- Altri docenti afferenti al Corso di Laurea: Bennati Stefano, Bertini Leonardo, Filippeschi Sauro, Lemmi Gigli Mauro,
Micheletti Roberto, Poli Davide, Saccon Claudio.
- Coordinatrice didattica: Mancini Barbara.
Spetta al Consiglio del Corso di Laurea Specialistica:
a) organizzare e coordinare le attività di insegnamento per il conseguimento del titolo accademico relativo al Corso di
Laurea;
b) esaminare ed approvare i piani di studio proposti dagli studenti per il conseguimento del titolo accademico;
c) sperimentare nuove modalità didattiche, nei limiti previsti dalle disposizioni di legge;
d) avanzare proposte di professori a contratto, ai fini della programmazione didattica della Facoltà;
e) approvare la relazione annuale sull’attività didattica del Corso di Laurea, contenente anche una valutazione
complessiva dei risultati conseguiti e della funzionalità dei servizi didattici disponibili;
f) avanzare richieste per il potenziamento e l’attivazione dei servizi didattici;
g) presentare al Consiglio di Facoltà le proposte relative alla programmazione ed all’impiego delle risorse didattiche
disponibili al fine di pervenire, con razionale ed equilibrato impegno dei docenti, alla individuazione di una efficace
offerta didattica;
h) formulare per il Consiglio di Facoltà proposte e pareri in merito alle modifiche statutarie attinenti al Corso di Laurea,
alla destinazione dei posti in organico di professore di ruolo e di ricercatore, alla richiesta di nuovi posti in organico di
professore di ruolo e di ricercatore, alla chiamata di professori di ruolo per gli insegnamenti impartiti nel Corso di
Laurea;
i) deliberare il regolamento didattico del Corso di Laurea;
l) approvare il regolamento di funzionamento del Corso di Laurea;
m) deliberare, a richiesta degli interessati, sul riconoscimento degli studi compiuti e dei titoli conseguiti.
IL PRESIDENTE 2
Il Presidente del Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettrica è il Prof. Paolo Pelacchi eletto il 27 gennaio
2003.
Spetta al Presidente del Corso di Laurea:
a) convocare e presiedere il Consiglio, coordinandone l’attività e provvedendo alla esecuzione delle relative
deliberazioni;
b) adottare provvedimenti di urgenza su argomenti afferenti alle competenze del Consiglio sottoponendoli allo stesso,
per ratifica, nella prima adunanza successiva;
c) partecipare alle riunioni del comitato di presidenza della Facoltà, se istituito;
d) predisporre la relazione annuale sull’attività didattica;
e) sovrintendere alle attività del Corso di Laurea e vigilare, su eventuale delega del Preside, al regolare svolgimento
delle stesse;
f) proporre al Preside la commissione per il conseguimento del titolo accademico e nominare, su proposta dei
professori ufficiali, le commissioni per gli esami dei singoli insegnamenti.
1
2
Università di Pisa, Statuto, art. 27, http://www.unipi.it/ateneo/documenti/statuto.doc_cvt.htm
Testo cit., art. 28
4
2. LE PERSONE
I DOCENTI
I docenti titolari degli insegnamenti del nuovo ordinamento sono:
Prof. Stefano Barsali
Centrali elettriche.
Dinamica e controllo dei sistemi elettrici.
Professore Associato presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare: sistemi
elettrici per l’energia (cod. ING-IND/33).
Telefono: 050 2217320
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Stefano Bennati
Scienza delle costruzioni.
Professore Ordinario presso il dipartimento di Ingegneria Strutturale. Settore scientifico disciplinare: scienza delle
costruzioni (cod. ICAR/08).
Telefono: 050 835711
Fax: 050 554597
Email: [email protected]
Sito Web: www.ing.unipi.it/~d5660
Prof. Leonardo Bertini
Costruzioni meccaniche.
Professore Ordinario presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica, Nucleare e della Produzione. Settore scientifico
disciplinare: progettazione meccanica e costruzione di macchine (cod. ING-IND/14).
Telefono: 050 836621
Fax: 050 836665
Email: [email protected]
Ing. Paolo Bolognesi
Dinamica delle macchine elettriche e Azionamenti elettrici 2.
Ricercatore Universitario presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
convertitori, macchine e azionamenti elettrici (cod. ING-IND/32).
Telefono: 050 2217309
Fax: 050 52217333
Email: [email protected]
Sito Web: http://www2.ing.unipi.it/~d9607/
Prof. Dante Casini
Sistemi di utilizzazione dell’energia elettrica.
Professore Associato presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
convertitori, macchine e azionamenti elettrici (cod. ING-IND/32).
Telefono: 050 2217332
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Ing. Sauro Filippeschi
Fisica tecnica 2
Ricercatore Universitario presso il Dipartimento di Energetica "L. Poggi". Settore scientifico disciplinare Fisica
Tecnica Industriale ING-IND/10.
telefono: 050 2217153
fax: 050 2217160
e-mail:
[email protected]
Prof. Romano Giglioli
Tecnica ed economia dell’energia.
Professore Ordinario presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare: sistemi
elettrici per l’energia (cod. ING-IND/33).
5
Telefono: 050 2217338
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Mauro Lemmi Gigli
Costruzioni elettromeccaniche.
Professore Associato presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
convertitori, macchine e azionamenti elettrici (cod. ING-IND/32).
Telefono: 050 2217323
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Roberto Micheletti
Sensori e trasduttori.
Sistemi di misura e telemisure.
Professore Associato presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare: misure
elettriche e elettroniche (cod. ING-INF/07).
Telefono: 050 2217349
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Paolo Pelacchi
Gestione dei sistemi elettrici.
Professore Ordinario, presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare: sistemi
elettrici per l’energia (cod. ING-IND/33).
Telefono: 050 2217337
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Ing. Davide Poli
Sicurezza e qualità dei sistemi elettrici.
Ricercatore Universitario presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
sistemi elettrici per l'energia (cod. ING-IND/33).
Telefono: 050 2217351
Fax: +39 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Marco Raugi
Sistemi di telecomunicazione per apparati elettrici.
Professore Ordinario presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
elettrotecnica (cod. ING-IND/31).
Telefono: 050 2217325
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Claudio Saccon
Complementi di matematica.
Professore Associato presso il Dipartimento di Matematica Applicata “U. Dini”. Settore scientifico disciplinare: analisi
matematica (cod. MAT/05).
Telefono: 050 2213878
Fax: 050 2213802
Email: [email protected]
Sito Web: www.ing.unipi.it/~d6081/index.html
Ing. Luca Sani
Propulsione elettrica.
Ricercatore Universitario presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
convertitori, macchine e azionamenti elettrici (cod. ING-IND/32).
Telefono: 050 2214364
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
6
Prof. Andrea Tellini
Elettromagnetismo nel continuo.
Professore Ordinario presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
elettrotecnica (cod. ING-IND/31).
Telefono: 050 2217318
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
Prof. Bernardo Tellini
Compatibilità elettromagnetica industriale.
Professore Associato presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione. Settore scientifico disciplinare:
elettrotecnica (cod. ING-IND/31).
Telefono: 050 2217369
Fax: 050 2217333
Email: [email protected]
LA PRESIDENZA DEL CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA
La sede dell’ufficio del Presidente del Corso di Laurea Specialistica, Prof. Paolo Pelacchi, è presso il Dipartimento di
Sistemi Elettrici e Automazione, via Diotisalvi, 2 - 56126 Pisa.
Tel. 050 2217337 Fax 050 2217333
Email: [email protected]
IL COORDINAMENTO DIDATTICO
La Coordinatrice didattica del Corso di Laurea Specialistica è la dott.ssa Barbara Mancini, il cui ufficio è situato presso
il Dipartimento di Ingegneria Civile, sezione Architettura e urbanistica, Via Diotisalvi 2, 56126 Pisa.
Orario di ricevimento: Lunedì, Mercoledì, Venerdì dalle ore 11.30 alle ore 13.30.
Tel. 050 553502 Fax 050 553495
Email: [email protected].
7
3. LE STRUTTURE DI RIFERIMENTO
Dipartimento di Sistemi Elettrici e Automazione
Direttore: Prof. Ottorino Bruno
Sede principale: Via Diotisalvi, 2 – 56126 Pisa
Tel 050 2217300
Fax 050 2217333
http://www.dsea.unipi.it
Centro di Servizi Informatici della Facoltà di Ingegneria
Via Giunta Pisano, 28 - 56126 Pisa
Tel e Fax 050 553594
Presidente: Prof.ssa Gigliola Vaglini
Direttore Operativo: Dott.ssa Daniela Dorbolò
Orario di apertura:
dal lunedì al venerdì dalle ore 8.30 alle ore 19.00
il sabato dalle ore 8.30 alle ore 12.30
E-mail: [email protected]
http://www.ing.unipi.it/sifi
Centro Bibliotecario
Via Diotisalvi, 2 - 56126 Pisa
Tel 050 2217010 Fax 050 2217003
Presidente: Prof. Giuseppe Forasassi
Direttore Operativo: Dott.ssa Edith Moscatelli
Orario di apertura:
lunedì - giovedì ore 8.30 - 23.00
venerdì ore 8.30 - 19.00
sabato ore 9.00 - 13.00
E-mail: [email protected]
http://biblioteca.ing.unipi.it
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4. L’OFFERTA DIDATTICA DELLA LAUREA SPECIALISTICA
I PERIODI
Nell’anno accademico 2006/2007 le lezioni si svolgeranno in due periodi di 12 settimane ciascuno, indicativamente
secondo il seguente calendario:
I° periodo: dal 2 ottobre 2006 al 23 dicembre 2006
II° periodo: dal 26 febbraio 2007 al 4 aprile 2007 e dal 12 aprile 2007 al 26 maggio 2007.
Gli appelli di esame saranno sette, di cui tre nel periodo gennaio-febbraio 2007, tre nel periodo giugno-luglio 2007 e
uno a settembre 2007. Sono previsti due appelli straordinari, riservati a studenti fuori corso e con sola prova orale (con
prova scritta già effettuata, qualora prevista), da tenersi nei mesi di novembre 2006 ed aprile 2007.
I CREDITI
Il carico di lavoro dello studente viene pesato attraverso i crediti. Il credito formativo (CFU) è la misura del volume di
lavoro di apprendimento, richiesto ad uno studente in possesso di adeguata preparazione iniziale, per l'acquisizione di
conoscenze ed abilità nelle attività formative previste dall’ordinamento didattico del Corso di Studio. Ad ogni credito
corrispondono 25 ore di lavoro complessivo per lo studente, che comprende sia le lezioni e le esercitazioni in aula e in
laboratorio (attività frontali), sia lo studio individuale, sia altri tipi di attività formative come il tirocinio. La quantità
media di lavoro di apprendimento svolto in un anno da uno studente impegnato a tempo pieno negli studi universitari è
convenzionalmente fissata in 60 crediti. Ad ogni attività formativa è associato un certo valore in crediti, che vengono
acquisiti con il superamento di un esame o con altra forma di verifica del profitto, e non sostituiscono il voto.
Secondo la regola generale stabilita dalla Facoltà, i crediti assegnati alle attività frontali hanno la seguente
corrispondenza: per lezioni o esercitazioni svolte in aula, un credito comporta 8,3 ore in aula e 16,6 ore di studio
individuale; per le esercitazioni sperimentali svolte in laboratorio un credito comporta 12,5 ore in laboratorio e 12,5 ore
di studio individuale. In questo modo un corso di 12 crediti corrisponde a 100 ore di didattica frontale, uno di 6 crediti
a 50 ore.
L’ORGANIZZAZIONE DIDATTICA
Il Corso di Laurea Specialistica prevede un unico curriculum con 11 insegnamenti.
Ciascun insegnamento si conclude con un esame finale, che prevede una prova orale ed una eventuale prova scritta.
Possono essere effettuate, durante il periodo in cui si svolge l’insegnamento, prove in itinere che contribuiscono alla
valutazione finale.
Sono previste attività di tirocinio aventi lo scopo di contribuire al completamento della formazione attraverso la
partecipazione dell'allievo ad attività ingegneristiche svolte presso studi professionali, enti pubblici o privati, aziende,
laboratori. Lo studente può optare tra un tirocinio esterno (ovvero effettuato presso un’azienda od altro ente pubblico o
privato) ed un tirocinio interno (ovvero effettuato presso un Dipartimento dell’Ateneo). In entrambi i casi lo studente
sarà seguito da un docente del Corso di Laurea e da una persona qualificata appartenente al centro ospitante. Il tirocinio
o l'attività finalizzata alla acquisizione di competenze professionali vengono valutati sulla base della relazione del
professore responsabile dell'attività formativa in oggetto, contestualmente all’elaborato finale che riprende, sviluppa e
approfondisce il lavoro condotto dallo studente nell'ambito del tirocinio. Il tirocinio sarà propedeutico alla prova finale
e quindi parte integrante dell’elaborato tecnico previsto per la discussione della stessa.
La prova finale consente l'esplicitazione delle conoscenze acquisite e l'affinamento della capacità di sintesi di
problematiche di tipo ingegneristico. Tale prova consiste nell'approntamento e discussione dell’elaborato, svolto sotto
la guida di un professore ufficiale del Corso di Laurea Specialistica, su un argomento preventivamente approvato dal
Presidente del Corso di Laurea Specialistica, che viene esaminato dalla commissione di Laurea e concorre a
determinare il voto finale. Nella valutazione della prova finale sarà dato rilievo, oltre che alla quantità ed alla qualità
del lavoro svolto, alla capacità di sintesi e alla qualità della presentazione (in forma scritta ed orale) effettuata dal
candidato.
9
IL MANIFESTO DELLA LAUREA SPECIALISTICA
PRIMO ANNO
Complementi di matematica (6 CFU – 1° per.) [MAT/05]
Fisica tecnica II (6 CFU – 2° per.) [ING-IND/10]
Scienza delle costruzioni (6 CFU – 1° per.) [ICAR/08]
Dinamica delle macchine elettriche e Azionamenti elettrici II (12 CFU – 1° e 2° per.) [ING-IND/32]
Sicurezza, qualità, dinamica e controllo dei sistemi elettrici (12 CFU – 1° e 2° per.) [ING-IND/33]
Elettromagnetismo nel continuo e Compatibilità elettromagnetica industriale (12 CFU – 1° e 2° per.) [INGIND/31]
Costruzioni meccaniche (6 CFU – 2° per.) [ING-IND/14]
SECONDO ANNO
Sistemi di misura e telemisure (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/07]
Gestione dei sistemi elettrici (6 CFU – 2° per.) [ING-IND/33]
Costruzioni elettromeccaniche e Centrali elettriche (12 CFU – 1° per.) [ING-IND/32, ING-IND/33]
Un insegnamento a scelta:
Propulsione elettrica (6 CFU – 1° per.) [ING-IND/32]
Sensori e trasduttori (6 CFU – 1° per.) [ING-INF/07]
Sistemi di utilizzazione dell'energia elettrica (6 CFU – 2° per.) [ING-IND/32]
Sistemi di telecomunicazione per apparati elettrici (6 CFU – 2° per.) [ING-IND/31]
Tecnica ed economia dell’energia (6 CFU – 2° per.) [ING-IND/33]
Attività a scelta dello Studente (6 CFU)
Tirocinio (6 CFU)
Prova finale (18 CFU)
10
I PROGRAMMI DEGLI INSEGNAMENTI DELLA LAUREA SPECIALISTICA
11
COMPLEMENTI DI MATEMATICA (6 CFU)
Docente: Carlo SACCON
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
32
20
Prerequisiti: Contenuti dei corsi di Matematica e di geometria
Obiettivi: Illustrare alcuni metodi di approccio a problemi di equazioni differenziali mediante strumenti di analisi
funzionale.Spazi lineari, norme, prodotti scalari. Convergenze varie in spazi di funzioni. Serie di funzioni: serie di
potenze e serie di Fourier. Analisi complessa e alcune tecniche di calcolo di integrali mediante i teoremi dei residui..
Trasformata di Fourier e di Laplace. Esempi di utilizzo delle nozioni introdotte nella risoluzione di alcuni problemi
differenziali lineari ai limiti.
Ulteriori attività di apprendimento: Test valutativi intermedi validi per l’esame finale.
Programma di massima:
Spazi di Banach e di Hilbert; successioni e serie di funzioni
Serie di potenze
Analisi Complessa
Spazi con norme integrali
Serie di Fourier
Trasformate di Fourier e Laplace
(L: 6; E: 2)
(L: 2; E: 2)
(L: 6; E: 4)
(L: 2; E: 2)
(L: 8; E: 4)
(L: 8; E: 6)
Testi di riferimento:
Dispense liberamente scaricabili dalla pagina web del docente
S. Francaviglia, Raccolta di Appunti di Analisi Matematica II, T.E.P. 1998.
S. Francaviglia, Appunti di Analisi Matematica II , esposti in lingua volgare, T.E.P. 1998
S. Francaviglia, Esercizi di Esame di Analisi Matematica II, T.E.P. 1997
Modalità di svolgimento dell’esame:
I test in itenere possono esonerare dalla prova scritta di esame.
Per gli orali non occorre prenotarsi, basta presentarsi e mettersi in lista il giorno previsto per l’inizio degli orali.
Lo studente può sostenere la prova orale in qualsiasi appello non antecedente quello dello scritto relativo all’a.a. in
corso.
Su richiesta dello studente e conforme parere del docente, agli studenti che hanno una valutazione sufficiente alla prova
scritta può essere confermato il voto dello scritto.
12
COSTRUZIONI ELETTROMECCANICHE E CENTRALI ELETTRICHE (12 CFU)
MODULO 1: COSTRUZIONI ELETTROMECCANICHE (6 CFU)
Docente: Mauro LEMMI GIGLI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
30
24
Prerequisiti: È essenziale che lo studente abbia solide conoscenze di macchine elettriche e di sistemi elettrici, nonché di
costruzioni di macchine di termodinamica e di fluidodinamica.
Obiettivi: Il corso dovrebbe dare una formazione mentale che metta lo studente in grado di affrontare l’inserimento in
un ambiente di progettazione di costruzioni elettromeccaniche e di dimensionamento elettrico di una centrale elettrica.
L’obiettivo minimo è mettere lo studente in grado di comprendere la connessione logica tra i criteri di dimensionamento
e gli obbiettivi applicativi volta per volta imposti dal servizio richiesto.
Ulteriori attività di apprendimento: Tutorato fuori dall’orario delle lezioni: in ore prefissate (3 ore settimanali) e per
appuntamento.
Programma di massima:
Considerazioni generali sul dimensionamento delle macchine elettriche. Logiche di ottimizzazione. Applicazioni dei
procedimenti di calcolo numerico.
(L: 5; E: 7)
Circuito magnetico principale e di dispersione delle macchine elettriche: logica di dimensionamento ed obiettivi
conseguibili in termini di caratteristiche di impiego nelle varie tipologie di macchina. Procedimenti di calcolo numerico.
Applicazioni.
(L: 6; E: 6)
Avvolgimenti: obiettivi conseguibili ed accorgimenti relativi.
(L: 3; E: 3)
Materiali conduttori e loro caratteristiche. Fenomeni di addensamento di corrente.
(L: 1; E: 2)
Perdite e rendimento nelle macchine elettriche. Modalità di smaltimento del calore nelle varie tipologie di macchina
elettrica.
(L: 5; E: 2)
Gli isolanti impiegati nelle macchine elettriche: caratteristiche, invecchiamento, prove.
(L: 4; E: 2)
Problemi di natura meccanica nelle macchine elettriche.
(L: 4; E: 2)
Testi di riferimento:
E. Pagano E, Costruzioni elettromeccaniche, Ed. Liguori, Napoli.
Modalità di svolgimento dell’esame:
È prevista solo una prova orale di cui farà parte anche la discussione di un progetto di larga massima di una macchina
elettrica, elaborato dallo studente al termine del corso.
Le prove orali saranno via via concordate per telefono o e-mail tra studente e docente.
13
COSTRUZIONI ELETTROMECCANICHE E CENTRALI ELETTRICHE (12 CFU)
MODULO 2: CENTRALI ELETTRICHE (6 CFU)
Docente: Stefano BARSALI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
36
14
Prerequisiti: Sistemi elettrici, costruzioni di macchine, termodinamica.
Obiettivi: Il corso ha l’obiettivo di mettere lo studente a conoscenza delle attuali tecnologie impiegate per la
produzione di energia elettrica e di metterlo in grado di inquadrare l’inserimento di una centrale elettrica nell’ambito
del sistema elettrico per l’energia. L’obiettivo minimo è mettere lo studente in grado di comprendere la connessione
logica tra i criteri di dimensionamento e le finalità applicative volta per volta imposte dal servizio richiesto.
Ulteriori attività di apprendimento: Tutorato fuori dall’orario delle lezioni.
Programma di massima:
Aspetti generali, quali fonti primarie di energia, forme di energia utilizzabili per le applicazioni finali, ecc. (L: 2; E: 0)
Impianti termoelettrici tradizionali a vapore, impianti turbogas, cicli combinati.
(L: 10; E: 2)
Impianti idroelettrici ad acqua fluente, a serbatoio, a bacino e di pompaggio.
(L: 6; E: 2)
Impianti geotermoelettrici ad acqua dominante ed a vapore dominante.
(L: 3; E: 1)
Localizzazione e criteri di progetto degli impianti di produzione termici ed idroelettrici.
(L: 2; E: 1)
Sistemi elettrici degli impianti di produzione.
(L: 3; E: 1)
Impianti da fonti rinnovabili.
(L: 4; E:1)
Sistemi di controllo e regolazione degli impianti di produzione termoelettrici.
(L: 6; E:6)
Testi di riferimento:
Mazzoldi F. Trivella A., Impianti di produzione dell’energia elettrica
Rova R., Centrali elettriche
Modalità di svolgimento dell’esame:
È prevista una prova orale.
14
COSTRUZIONI MECCANICHE (6 CFU)
Docente: Leonardo BERTINI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
36
18
Prerequisiti: Competenze base dai seguenti corsi: Disegno e Tecnologia Meccanica: saper interpretare un semplice
disegno meccanico in proiezione ortogonale o in assonometria, comprendendo la forma dei pezzi ed i relativi
collegamenti) Geometria ed Algebra lineare: saper operare con i vettori nello spazio in termini di componenti, saper
discutere e risolvere sistemi di equazioni lineari, conoscere le principali operazioni di base dell'algebra matriciale.
Matematica: trigonometria piana; derivazione ed integrazione di funzioni semplici in 1 o 2 dimensioni; risoluzione di
equazioni differenziali lineari a coefficienti costanti in una variabile. Fisica: principali unità di misura; uso di cifre
significative ed ordini di grandezza nei calcoli; statica cinematica e dinamica del punto materiale; baricentro e momenti
di inerzia; statica, cinematica e dinamica del corpo rigido nel piano; concetto di lavoro; leggi di conservazione
dell'energia.
Obiettivi: Il corso si propone di fornire agli allievi le nozioni fondamentali e gli strumenti necessari per effettuare lo
studio del comportamento meccanico di semplici elementi di macchine, individuando e conducendo le necessarie
verifiche di resistenza e rigidezza. Il corso si propone inoltre di far conoscere all’allievo i principali componenti delle
macchine, fornendo i relativi criteri di selezione e verifica. A tale scopo è necessario che siano acquisiti i concetti
fondamentali relativi al comportamento meccanico dei materiali nelle diverse possibili condizioni operative, ai criteri di
selezione e dimensionamento dei principali organi meccanici (giunzioni, cuscinetti, trasmissioni, etc.) e al
comportamento di sistemi meccanici in condizioni operative (Es.: dinamica degli alberi rotanti). Alla fine del corso, lo
studente deve dimostrare di saper condurre un esame critico di semplici sistemi meccanici, individuandone le modalità
operative, i modelli di calcolo, le verifiche necessarie ed analizzandone il prevedibile comportamento in esercizio.
Programma di massima:
Comportamento dei materiali sotto carichi statici: Prova di trazione, durezza e resilienza. Aspetti rilevanti del
comportamento dei materiali sotto carichi statici.
(L: 3; E: 2)
Comportamento dei materiali sotto carichi ciclici: Rottura per fatica. Fattori che influenzano il comportamento a fatica
del materiale. Verifica ad innesco.
(L: 3; E: 2)
Comportamento di strutture contenenti difetti: Fondamenti di meccanica della frattura lineare elastica. Criterio di
frattura fragile. Avanzamento di fratture per fatica.
(L: 3; E: 2)
Comportamento dei materiali ad alta temperatura: Creep. Aspetti fenomenologici e tecniche di verifica.
(L: 2; E: 1)
Collegamenti bullonati: Principio di funzionamento. Criteri di verifica per singoli bulloni. Criteri di analisi degli sforzi
agenti sui bulloni di un giunto.
(L: 3; E: 3)
Collegamenti saldati: Tipologie costruttive. Criteri di verifica statica. Criteri di analisi delle tensioni agenti nei cordoni
di un giunto.
(L: 3; E: 3)
Cuscinetti a rotolamento: Tipologie costruttive. Criteri di montaggio. Criteri di verifica.
(L: 3; E: 2)
Cuscinetti a strisciamento: Tipologie costruttive. Criteri di montaggio. Criteri di verifica.
(L: 4; E: 1)
Trasmissioni a cinghia: Tipologie costruttive dei riduttori a cinghia piana e trapezoidale. Principio di funzionamento.
Criteri di dimensionamento.
(L: 2)
Trasmissioni a ingranaggi: Tipologie costruttive. Principio di funzionamento. Forze generate nella trasmissione. Criteri
di verifica.
(L: 5)
Dinamica degli alberi rotanti: Oscillazioni flessionali e torsionali di alberi e sistemi di trasmissione. Modelli di calcolo
a masse concentrate.
(L: 5; E: 2)
Testi di riferimento:
Appunti dalle lezioni del docente. Per consultazione su argomenti specifici si suggeriscono i seguenti testi, reperibili in
Biblioteca Centrale.
Niemann, Elementi di Macchine, ETS
Juvinall, Marshek, Fondamenti delle progettazione dei componenti delle macchine, ETS
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale, consistente principalmente nello svolgimento di esercizi applicativi delle nozioni apprese a lezione.nel
corso della prova lo studente dovrà dimostrare di avere correttamente compreso le nozioni teoriche e di saperle
correttamente applicare.
15
DINAMICA DELLE MACCHINE ELETTRICHE E AZIONAMENTI ELETTRICI II (12 CFU)
Docente: Paolo BOLOGNESI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
88
20
Prerequisiti: La trattazione sviluppata presuppone adeguate conoscenze dei seguenti ambiti disciplinari: analisi
matematica, algebra lineare e geometria, meccanica razionale, campi elettromagnetici, teoria dei circuiti, macchine
elettriche, elettronica di potenza, controlli automatici. Si presuppone inoltre la conoscenza operativa dell'ambiente di
simulazione Matlab-Simulink utilizzato nelle esercitazioni. Limitati richiami potranno essere effettuati ove necessario.
Obiettivi: Fornire gli strumenti concettuali per l'analisi di dispositivi elettromagnetomeccanici sia in variabili base che
trasformate. Pervenire alla modellazione dinamica delle più comuni tipologie di macchine elettriche ed analizzarne le
principali strategie di regolazione. Approfondire le conoscenze pregresse su strutture di potenza e tecniche di controllo
per convertitori statici. Descrivere i principali tipi di azionamenti elettrici. Fornire opportune indicazioni applicative.
Programma di massima: (il docente si riserva la possibilità di apportare modifiche in base all'andamento del corso)
1) Analisi di sistemi meccanici a più gradi di libertà: variabili lagrangiane, inerzia, wrench, equazione dinamica ridotta.
2) Analisi circuitale di dispositivi elettromagnetomeccanici generici: ipotesi e limiti applicativi, scelta delle variabili di
stato, funzioni di stato base e derivate, equazione elettrica e relative componenti, bilancio energetico e coenergia, azioni
elettromeccaniche, modelli equivalenti; espressioni per macchine lineari. Configurazioni equivalenti di avvolgimenti.
3) Analisi di dispositivi elettromagnetomeccanici in variabili trasformate: trasformazioni parametriche pseudolineari,
vettore spaziale rappresentativo, espressioni trasformate delle funzioni di stato, equazione elettrica e sue componenti,
modello equivalente. Utilità e scelta delle trasformazioni. Caso trifase: piano di Clark e trasformazione di Park;
interpretazione geometrica, variabili complesse d-q, legame con le grandezze fasoriali in regime sinusoidale.
4) Analisi sistematica delle principali strutture di convertitori statici diretti e indiretti e delle relative modalità operative:
convertitore a matrice, chopper diretti e inverter di tensione e di corrente, strutture NPC e multilivello; chopper indiretti
di tensione e di corrente a stoccaggio induttivo e capacitivo. Sistemi di conversione statica. Cenni applicativi.
5) Controllo dei convertitori statici: modulazione a regime con metodi locali e globali, PWM generalizzato, eliminazione
armonica di componenti e famiglie, ottimizzazione; controllo dinamico: modulazione locale monofase, space vector
modulation, anelli di corrente, controllo a isteresi. Modellazione dinamica ai valori medi locali. Cenni applicativi.
6) Analisi lineare di macchine rotanti generiche a tamburo lungo: ipotesi e limiti applicativi, sistemi di riferimento,
funzioni descrittive di avvolgimenti, traferro e magneti, implicazioni delle leggi di Ampere e Gauss, espressioni
dell'induzione al traferro, dei flussi concatenati e delle induttanze. Approssimazioni di prima armonica: espressioni
ridotte per flussi a vuoto e induttanze. Estendibilità qualitativa dei risultati ad altre configurazioni strutturali.
7) Macchina brushless: varianti strutturali, ipotesi semplificative, analisi lineare di prima armonica per macchina trifase
isotropa e anisotropa, trasformazione canonica e modello associato, visualizzazione delle principali grandezze, risposta
dinamica. Deduzione del modello fasoriale a regime. Principali criteri di regolazione e considerazioni applicative.
8) Macchina sincrona: varianti strutturali, ipotesi semplificative, analisi lineare di prima armonica per macchina trifase
isotropa e anisotropa in assenza di smorzatori, trasformazione canonica e modello associato, principali grandezze,
risposta dinamica. Modelli lineari a regime a singola e doppia reattanza. Regolazione e considerazioni applicative.
9) Modelli non lineari a regime per macchine sincrone trifasi: effetti della saturazione, ipotesi semplificative, analisi per
macchine isotrope e anisotrope, modelli di prima armonica di Potier e di Blondel, parametrizzazione sperimentale.
10) Macchina a induzione: varianti strutturali, ipotesi semplificative, analisi lineare di prima armonica per macchina a
rotore avvolto trifase/trifase, trasformazione canonica parametrica e modello associato, principali grandezze, risposta
dinamica. Deduzione del modello fasoriale a regime. Principali criteri di regolazione e considerazioni applicative.
11) Avvolgimenti a gabbia: varianti strutturali, modellazione circuitale e relativi limiti, analisi per macchine a tamburo
lungo. Applicazione alle macchine asincrone e sincrone: modifica dei relativi modelli dinamici.
12) Macchina a riluttanza SRM: varianti strutturali, ipotesi per l'analisi lineare e relativi limiti, profili di induttanza,
espressioni ideali della tensione e della coppia, circuito equivalente; criteri di regolazione e considerazioni applicative.
13) Macchine a collettore: struttura e funzionamento delle macchine in c.c. a eccitazione serie, indipendente e a magneti
permanenti; motore universale a collettore; modello circuitale esterno; criteri di regolazione; considerazioni applicative.
14) Cenni su struttura, funzionamento e regolazione di macchine elettriche non convenzionali: a disco, dentate, clawpole, a flusso trasverso, lineari, planari, roto-traslanti, sferiche. Potenzialità di impiego dei nuovi materiali magnetici.
15) Aspetti applicativi degli azionamenti elettrici: ambiti di impiego, specifiche, prestazioni, alimentazione, efficienza,
affidabilità, problemi di EMC; sistemi di controllo gerarchici, bus di comunicazione; criteri di selezione.
Testi di riferimento e modalità di svolgimento dell’esame:
Indicazioni aggiornate saranno fornite direttamente dal docente in aula e saranno inoltre reperibili sulla pagina web del
corso, raggiungibile dal sito del Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Elettrica.
16
ELETTROMAGNETISMO NEL CONTINUO E COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA
INDUSTRIALE (12 CFU)
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
65
37
MODULO 1: ELETTROMAGNETISMO NEL CONTINUO (6 CFU)
Docente: Andrea TELLINI
Obiettivi: Approfondimento delle conoscenze dell’elettromagnetismo del continuo.
Programma di massima:
Programma di massima.
Richiami sulle proprietà dei campi vettoriali.
Campo elettrostatico e potenziale scalare.
Teorema della divergenza.
Gradiente; energia nei sistemi di carica.
Legge di Ohm e resistenza elettrica dalla teoria dei campi.
Polarizzazione nei materiali.
Equazioni di Laplace e Poisson (metodo dell’immagine e numerici).
Campo magnetostatico e potenziale vettore.
Equazioni di Maxwell.
Corrente di spostamento.
Magnetizzazione e materiali magnetici.
(L: 3; E: 1)
(L: 3; E: 1)
(L: 2; E: 1)
(L: 2; E: 2)
(L: 2; E: 1)
(L: 3; E: 1)
(L: 5; E: 3)
(L: 3; E: 1)
(L: 2)
(L: 1; E: 1)
(L: 5; E: 3)
MODULO 2: COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICA INDUSTRIALE (6 CFU)
Docente: Bernardo TELLINI
Obiettivi del Corso: Formare lo studente alle problematiche associate ai fenomeni di interferenza elettromagnetica nei
sistemi elettrici e elettronici.
Programma di massima:
Introduzione alla Compatibilità e quadro normativo EMC.
Onde elettromagnetiche.
Linee di trasmissione.
Antenne.
Siti di misura e strumenti EMC.
Comportamento non ideale di componenti elettrici.
Emissioni radiate e suscettività.
Emissioni condotte e suscettività.
Schermi.
Scariche elettriche.
(L: 3)
(L: 6; E: 2)
(L: 2; E: 3)
(L: 2; E: 1)
(L: 5; E: 4)
(L: 2; E: 1)
(L: 3; E: 2)
(L: 3; E: 2)
(L: 5; E: 4)
(L: 3; E: 3)
Testi di riferimento:
Giovanni Someda, Elementi di Elettrotecnica Generale, Pàtron Editore
S. V. Marshall, G. G. Skitek, Electromagnetic Concepts and Applications, Prentice, Hall Internationals Editions
Clayton R. Paul, Compatibilità Elettromagnetica, Hoepli Editore
C. A. Balanis, Advanced engineering electromagnetics, Wiley (testo in inglese)
G. Franceschetti, Campi elettromagnetici, Bollati Boringhieri
Appunti tratti dal corso tenuto negli anni precedenti (disponibili presso il Dipartimento di Sistemi Elettrici e
Automazione)
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale
17
FISICA TECNICA II (6 CFU)
Docente: Sauro FILIPPESCHI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
39
16
Obiettivi: Il corso ha il compito di fornire le nozioni fondamentali dei meccanismi di scambio termico con esempi di
applicazione al controllo termico delle macchine e dispositivi elettrici. Inoltre illustrerà (per un numero complessivo di
una decina d’ore) gli elementi fisici di base della Psicrometria.
Programma di massima:
TRASMISSIONE DEL CALORE
Conduzione – La conduzione nei materiali. Il postulato di Fourier e la conducibilità termica. L’equazione di Fourier e
le condizioni al contorno di primo, secondo e terzo tipo. Distribuzione di temperatura in solidi di geometria semplice in
condizioni stazionarie e l’analogia elettrica. Transitorio termico in parete semi - infinita. Il numero di Biot e la
schematizzazione a parametri concentrati di problemi in regime transitorio. Cenni su semplici metodi numerici per la
determinazione della distribuzione di temperatura in condizioni bidimensionali e variabili nel tempo.
(L: 15; E: 4)
Convezione – Cenni di fluidodinamica nei condotti e su pareti. Lo strato limite termico e quello dinamico. La
convezione naturale e la convezione forzata. La legge del raffreddamento di Newton. Analisi dimensionale ed i numeri
di Nusselt, Reynolds, Prandtl, Grashof e Rayleigh, Correlazioni di scambio termico di uso comune per i problemi di
convezione naturale e forzata. Problemi che coinvolgono conduzione e convezione. L’analogia elettrica ed il concetto
di trasmittanza.
(L: 10; E: 6)
Irraggiamento – La radiazione termica. Il corpo nero e le leggi di Planck, Wien, Stefan – Boltzman. Le proprietà
radiative dei corpi. I fattori vista e gli scambi termici per irraggiamento fra corpi neri. L’approssimazione di corpo
grigio. Gli scambi radiativi fra corpi grigi. L’analogia elettrica per gli scambi fra corpi grigi.
(L: 7; E: 3)
PSICROMETRIA
Aria secca e aria atmosferica, Umidità assoluta ed umidità relativa. La temperatura di rugiada, di saturazione adiabatica
e di bulbo umido. Il diagramma psicrometrico di Mollier. Le principali trasformazioni per il condizionamento dell’aria.
Miscele adiabatiche di flussi d’aria. Le torri evaporative.
(L: 7; E: 3)
Testi di riferimento:
Per trasmissione del calore: C. Bonacina, A. Cavallini, L. Mattarolo, Trasmissione del calore, Cleup Editore, Padova.
Per Psicrometria: appunti.
Modalità di svolgimento dell’esame:
L’esame consiste in una prova orale.
18
GESTIONE DEI SISTEMI ELETTRICI (6 CFU)
Docente: Paolo PELACCHI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
30
20
Prerequisiti: conoscenze della struttura e del funzionamenti di sistemi elettrici per l’energia.
Obiettivi: fornire allo studente la conoscenza di tecniche per la gestione di una impresa elettrica legate anche alla
struttura dei mercati dell'energia elettrica.
Programma di massima:
Richiami di centrali convenzionali e nucleari, centrali geotermiche, solari, eoliche.
(L: 3)
Descrizione di un sistema elettrico di trasmissione e di distribuzione.
(L: 1)
Bilancio dell'energia elettrica; previsione del carico.
(L: 3)
Il problema fondamentale dell'esercizio di un sistema elettrico, problemi di breve, medio e lungo termine.
(L: 2)
Programmazione di medio termico dell'idraulico, Programmazione giornaliera dell'idraulico, U.C., principio degli uguali
costi incrementali, criterio uguali costi incrementali corretto, applicazione del teorema del Dini alla risoluzione del
problema della ripartizione delle perdite in una rete.
(L: 6)
Manutenzione degli impianti.
(L: 1)
Mercati elettrici: funzionamento, mercato spot giornaliero; mercati dei servizi.
(L: 8)
Tariffe, certificati verdi.
(L: 5)
Programmazione di un sistema di generazione; cenni di programmazione di un sistema di distribuzione e trasmissione.
(L: 2)
Testi di riferimento:
Appunti dalle lezioni, disponibili presso il Docente.
Zanobetti, Economia dell'Ingegneria, ed. Patron, Bologna.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale.
19
PROPULSIONE ELETTRICA(6 CFU)
Docente: Luca SANI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
48
4
Prerequisiti: E’ richiesta la conoscenza delle principali macchine elettriche e dell’elettronica di potenza.
Obiettivi: Il corso intende fornire agli allievi la conoscenza dei sistemi ferroviari a propulsione elettrica, con particolare
riferimento agli azionamenti utilizzati, alle relative tecniche di controllo e al sistema di gestione del traffico ferroviario.
Ulteriori attività di apprendimento: Tutorato fuori dall’orario delle lezioni: in ore prefissate (3 ore settimanali) e per
appuntamento. Si prevede, all’interno delle ore di lezione, una attività seminariale in cooperazione con persone che
operano nel settore ferroviario, e alcune visite tecniche.
Programma di massima:
Note introduttive. Evoluzione e storia dei sistemi ferroviari. Caratteristiche di un veicolo ferroviario a propulsione
elettrica. Inquadramento degli azionamenti per propulsione ferroviaria.
(L: 3)
Meccanica del veicolo ferroviario. Il materiale rotabile. Struttura dei rotabili (rodiggio, carrelli, cassa, trasmissione,
sospensioni). Il binario. Valutazione delle resistenze al moto (calcolo per l’ETR500). Fenomeno del cabraggio.
L’interazione ruota-binario: l’aderenza. Il fenomeno del hunting e il comportamento in curva. Caratteristica meccanica
di una locomotiva
(L: 7)
Trazione con motori elettrici. Azionamento con motore in corrente continua ad eccitazione serie. Regolazione della
velocità mediante reostato o chopper. Azionamento con motore asincrono trifase. Funzionamento in onda quadra e a
PWM. Modello del motore secondo la teoria dei fasori spaziali. Il controllo vettoriale DSC-DTC. Cenni sulla frenatura
meccanica. Frenatura elettrica con reostato o chopper. Frenatura a recupero. Il freno magnetico ad induzione.
(L: 18)
Modellazione e simulazione. Modellazione e simulazione al calcolatore in ambiente Matlab-Simulink di azionamenti per
trazione.
(E: 4)
Interazione pantografo-catenaria. La linea di captazione. Il sistema a 3 kV in corrente continua e quello a 25 kV-50 Hz.
Modello dinamico dell’interazione. Il pantografo attivo. Sistemi di monitoraggio della qualità della captazione (con
sensori nella banda degli UV e con tecniche termografiche).
(L: 6)
Trasmissione dei segnali e sicurezza nella marcia dei treni. Il circuito di binario. Il sistema di ripetizione segnale a 4 e 9
codici. Il sistema SCMT e ERTMS. Il sistema di controllo del traffico ferroviario SCC.
(L: 8)
Sistema ferroviario ad alta velocità. Caratteristiche e problemi di un sistema ferroviario in alta velocità. Il treno ETR500
e quello ad assetto variabile ETR480. Sistemi di antiskidding. Il sistema di propulsione a levitazione magnetica
(Maglev).
(L: 6)
Testi di riferimento:
F.Perticaroli, Sistemi elettrici per i trasporti, Ed.Masson, 1994.
A. Carpignano. Meccanica dei trasporti ferroviari e tecnica delle locomotive. Ed. Levrotto. 1989.
Appunti delle lezioni forniti dal docente.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Si prevede una prova orale.
20
SCIENZA DELLE COSTRUZIONI (6 CFU)
Docente: Stefano BENNATI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
35
18
Prerequisiti: Analisi Matematica, Geometria, Tecnica delle Costruzioni Meccaniche
Obiettivi: Fornire allo studente un approfondimento ed un completamento degli strumenti teorici di base per la
soluzione dei problemi strutturali con particolare riguardo alla analisi delle strutture piane iperstatiche.
Programma di massima:
Concetto di tensione meccanica. Il tensore di Cauchy. Concetto di deformazione specifica e tensore di deformazione.
Fondamenti di teoria matematica della elasticità. Stati di tensione piani e spaziali. Il problema di Lamé.
Le travi ed i complessi piani di travi elastiche. Sistemi ipo-iso e iperstatici. L'equazione differenziale della linea elastica.
Ricerca di spostamenti e rotazioni. Il metodo di Mohr. Il teorema dei lavori virtuali per i sistemi di travi. Risoluzione
delle struttere iperstatiche piane composte da travi. Le equazioni di Müller-Breslau. Il caso delle travature reticolari
iperstatiche. Sistemi simmetrici ed antisimmetrici.
(L: 25, E:10)
Resistenza dei materiali. - Comportamento dei materiali sotto carico. Diagrammi sforzo- deformazione per i materiali di
impiego strutturale. Prove di laboratorio. Generalità sui criteri di resistenza.
(L: 5, E: 5)
La stabilità dell'equilibrio elastico. - Premesse e definizioni. Criteri di stabilità. Instabilità per diramazione stabile.
Instabilità per diramazione instabile. Instabilità progressiva. La instabilità in campo plastico. Formula di Merchant –
Rankine. La lunghezza libera di inflessione e la snellezza. La verifica di stabilità con il metodo ω. Cenni su altri casi di
instabilità.
(L: 5, E: 3)
Testi di riferimento:
M. Froli, Problemi di strutture iperstatiche, Edizioni Tecnico Scientifiche, Pisa, 1994.
M. Froli, Appunti di Scienza delle Costruzioni, Servizio Editoriale Universitario, Pisa, 2002,
Modalità di svolgimento dell’esame:
L’esame consiste in una discussione orale nel corso della quale verrà chiesta la risoluzione di una semplice struttura
iperstatica.
Esercizi tipici su strutture iperstatiche sono presentati, completamente risolti, nel volume “Problemi di strutture
iperstatiche”.
21
SENSORI E TRASDUTTORI (6 CFU)
Docente: Roberto MICHELETTI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
25
30
Prerequisiti: Conoscenza di Strumentazione elettrica.
Obiettivi: Il corso si propone di fornire agli studenti le nozioni base sui sensori e trasduttori più utilizzati nella misura
delle principali grandezze fisiche (forza e pressione, temperatura, posizione) e la loro gestione tramite programma
grafico LabVIEW.
Ulteriori attività di apprendimento: Tutorato fuori dall’orario delle lezioni (2 ore settimanali) in ore prefissate e
tramite appuntamento.
Programma di massima:
Caratteristiche metrologiche dei sensori. Taratura. Classificazione e criteri di scelta.
Sensori resistivi: principio di funzionamento. Esempi di sensori resistivi: strain gauge, termistori, RTD.
Sensori capacitivi e induttivi.
Sensori di temperatura non resistivi: termocoppie.
Cenni su sensori a fibra ottica per grandezze elettriche
LabVIEW: creazione di strumenti virtuali. Controllo della strumentazione: gli strumenti virtuali per GPIB.
Uso delle schede DAQ con LabVIEW per acquisizione di segnali analogici.
Le esperienze di laboratorio avranno per oggetto la misura di grandezze elettriche e non elettriche, effettuate con
strumentazione analogica, numerica, sensori e trasduttori e mediante la creazione di strumenti virtuali (LabVIEW). Al
termine di ogni esperienza di laboratorio, lo studente redigerà una relazione sulla misura effettuata.
Testi di riferimento:
J.Fraden, Handbook of modern sensors, AIP Press, New York, 1995.
Manuali LabVIEW, National Instruments.
Modalità di svolgimento dell’esame.
Prova orale.
22
SICUREZZA, QUALITÀ, DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI ELETTRICI (12 CFU)
MODULO 1: SICUREZZA E QUALITÀ DEI SISTEMI ELETTRICI (6 CFU)
Docente: Davide POLI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
35
15
Prerequisiti:
Conoscenze della struttura e del funzionamento di sistemi elettrici per l’energia.
Obiettivi del Corso:
Fornire allo studente modelli ed elementi utili per la valutazione della sicurezza di funzionamento del sistema elettrico
e della qualità del servizio e del vettore.
Programma di massima:
Richiami di macroeconomia, tasso di interesse; tempo di ritorno, attualizzazione.
(L: 5)
Centrali termoelettriche, centrali idrauliche, cicli combinati, turbogas.
(L: 5)
Descrizione di un sistema elettrico di trasmissione e distribuzione; costo dei componenti e costi di esercizio, parametri
del carico, ore equivalenti delle perdite.
(L: 5)
Riserva operativa, struttura del sistema di controllo e stima dello stato.
(L: 2)
Programmazione di medio termine dell'idraulico.
(L: 1)
Disponibilità dei componenti, indici di rischio, metodi di simulazione, tecniche Montecarlo.
(L: 7)
Qualità della fornitura dell’energia elettrica.
(L: 10)
Testi di riferimento:
Appunti dalle lezioni, disponibili presso il Docente.
R.Marin, M.Valtorta, Trasmissione e intercomunicazione, CEDAM, Padova.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale.
23
SICUREZZA, QUALITÀ, DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI ELETTRICI (12 CFU)
MODULO 2: DINAMICA E CONTROLLO DEI SISTEMI ELETTRICI (6 CFU)
Docente: Stefano BARSALI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
42
12
Propedeuticità consigliate: Sistemi Elettrici per l’Energia I
Prerequisiti: Conoscenze della struttura e dei modelli di base relativi ad un sistema elettrico complesso; conoscenza
della trasformata di Park.
Obiettivi: Fornire allo studente le conoscenze necessarie per l’analisi ed il controllo del comportamento dinamico dei
sistemi elettrici per l’energia.
Programma di massima delle lezioni teoriche:
Richiami sulle trasformate.
(L: 4)
Modelli di Park della macchina sincrona
(L: 9)
Modello di Park della della macchina asincrona
(L: 4)
Modello di Park del trasforatore.
(L: 2)
Modelli algebrici e dinamici dei carichi compositi.
(L: 2)
Regolatori dei trasformatori a rapporto variabile sotto carico.
(L: 1)
Regolazione dell avelocità dei gruppi di produzione. Regolazione primaria e secondaria della frequenza
(L: 5)
Regolazione della tensione di rete. Regolazione della tensione delle macchine sincrone, sistemi di eccitazione,
precisione a regime e stabilità
(L: 4)
Modello delle linee di trasmissione. Onde. Sovratensioni di origine interna ed esterna. Analisi modale
(L: 5)
Sistemi di trasmissione in corrente continua. Circuiti equivalenti. Sistemi di controllo. Stabilità
(L: 3)
Protezioni di reti magliate e radiali.
(L: 3)
Programma di massima delle esercitazioni:
Modelli di park della macchina sincrona in Matlab/Simulink
Funzionamento del sincrono su rete isolata: risposta al corto circuito
Funzionamento del sincrono su rete prevalente
Modelli di park della macchina asincrona in Matlab/Simulink: transitori di avviamento e risposta al corto circuito
Simulazione sovratensioni atmosferiche su linee di trasmissione, sistema linea aerea+cavo
(E: 4)
(E: 2)
(E: 2)
(E: 2)
(E: 2)
Testi di riferimento:
Appunti dalle lezioni, disponibili presso il Docente.
Marconato, Sistemi Elettrici di Potenza, CLUP
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale.
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SISTEMI DI MISURA E TELEMISURE (6 CFU)
Docente: Prof. Roberto MICHELETTI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
33
22
Prerequisiti: conoscenza di fondamenti di statistica, strumentazione e dei principali metodi di misura delle grandezze
elettriche.
Obiettivi: dare le basi per l’analisi del funzionamento di un sistema di misura e dei sui componenti, per la conoscenza
delle sue principali caratteristiche metrologiche e per la sua gestione.
Programma di massima:
CARATTERISTICHE METROLOGICHE DI UN SISTEMA DI MISURA.
MODELLO DI UN SISTEMA DI MISURA. Caratteristiche di trasferimento statiche e dinamiche. Sistemi di misura di ordine
zero, primo, secondo. Combinazione delle caratteristiche di trasferimento e delle funzioni di trasferimento, sistemi di
misura in catena aperta e chiusa.
IDENTIFICAZIONE DELLE FUNZIONI DI TRASFERIMENTO: sistemi del primo e secondo ordine.
SCHERMATURA E MESSA A TERRA: schermatura elettrostatica e schermatura magnetica.
Messa a terra: caso di amplificatori ad ingresso asimmetrico e simmetrico.
Separazione galvanica: mediante trasformatori speciali (traslatori), mediante opto-accoppiatori.
PONTI DI MISURA FUORI EQUILIBRIO, amplificatori per ponte di Wheatstone
ACQUISIZIONE INFORMATICA DELLE MISURE: Conversione, multiplessaggio, organizzazione del sistema.
CAMPIONAMENTO: campionamento periodico ideale, con tenuta. Teorema di Shannon, filtro antiriempimento ( “antialiasing”)
MISURE DI TEMPERATURA. Sensori ad effetto termico. Termoelettricità, termocoppie. Rivelatori di temperatura a
resistenza (RTD): conduttori metallici, resistenze a filo di Platino; semi-conduttori, resistori NTC e PTC.
MISURE DI FORZA E PESO. Trasduttori elastici: metodo di misura delle deformazioni. Piezoresistività, e sensori piezoresistivi. Piezoelettricità e sensori piezoelettrici.
Metodo di misura dello spostamento: Sensori capacitivi e induttivi.
TELEMETRIA (CENNI)
DIAGRAMMA A BLOCCHI DI UN SISTEMA DI TELEMISURA: oggetto sotto misura, dispositivo di misura, trasmettitore,
ricevitore.
METODI DI TRASMISSIONE DELL’INFORMAZIONE: canale radio, cavo telefonico, cavo in fibra ottica.
Testi di riferimento:
Pierre-André Paratte, Philippe Robert , Systèmes de mesure. Presses Polytechniques Romandes.
Sono disponibili gli appunti delle lezioni di alcune parti del corso.
Testo di consultazione
Anton F.P. van Putten. Electronic measurement systems. Prentice Hall.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale
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SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE PER APPARATI ELETTRICI (6 CFU)
Docente: Marco RAUGI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazioni (E):
26
28
Prerequisiti: Conoscenze dei principi dell’elettromagnetismo (Fisica Generale), della soluzione di equazioni
differenziali (Analisi Matematica), di Elettrotecnica (Elettrotecnica) e di sistemi a parametri distribuiti
(Elettromagnetismo del continuo),
Obiettivi: Il corso si propone di fornire allo studente in Ing. Elettrica i principi di teoria dei segnali necessari per la
gestione e la comprensione tecnica dei sistemi di telecomunicazione, ormai parte integrante nella fase di progettazione
delle applicazioni industriali. Verranno poi forniti gli strumenti necessari per la comprensione, l’analisi e la
progettazione di sistemi di telecomunicazione in applicazioni significative nell’ambito dell’ingegneria elettrica
Programma di massima:
ELEMENTI DI TEORIA DEI SEGNALI: Richiami sulla espansione in serie di Fourier. Analisi spettrale e larghezza di
banda. Filtraggio e modulazione. Trasformata continua di Fourier e Fast Fourier Transform. Interferenze e rumore.
(L: 8, E: 6)
SISTEMI DI COMUNICAZIONE: Linee di trasmissione. Sistemi di comunicazione analogici (radio, telefonia
cellulare). Sistemi di comunicazione digitale. Problematiche di impatto ambientale e compatibilità elettromagnetica.
(L: 5, E: 5)
TELECOMUNICAZIONE AD ONDE CONVOGLIATE: Principio di funzionamento. Struttura del sistema di
telecomunicazione, sezione di bassa frequenza, sezione di alta frequenza, sezione di potenza. Organi di sbarramento ed
accoppiamento.
(L: 7, E: 6)
ANALISI E PROGETTAZIONE ASSISTITA DI SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE IN APPARATI
ELETTRICI: Metodi numerici di simulazione. Utilizzazione di codici commerciali (SPICE, MATLAB).
(L: 3, E: 6)
APPLICAZIONI: Telecontrollo di centrali elettriche, Domotica, Reti locali di apparati elettrici. Telecomunicazioni a
bordo di veicoli.
(L: 5, E: 3)
Testi di di riferimento:
Dispense fornite dal docente.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Prova orale
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SISTEMI DI UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA ELETTRICA (6 CFU)
Docente: Dante CASINI
Numero totale ore di lezione (L):
Numero totale ore di esercitazione (E):
30
20
Prerequisiti: È essenziale che lo studente conosca le leggi fondamentali dell’ elettrotecnica e il funzionamento dei
principali convertitori statici.
Obiettivi: Il corso dovrebbe dare una formazione mentale che metta lo studente in grado di comprendere i principi che
sono alla base dei principali sistemi di utilizzazione dell’energia elettrica, le tecnologie elettriche utilizzate nei processi
produttivi, individuare le possibili applicazioni, i limiti e i vantaggi associati all’utilizzazione di queste tecnologie in
alternativa a sistemi tradizionali spesso meno precisi e costosi.
L’obiettivo minimo è quello di far conoscere forme di utilizzazione dell’energia elettrica diverse da quella tradizionale
della conversione dell’energia elettrica in energia meccanica.
Ulteriori attività di apprendimento: Tutorato fuori dall’orario delle lezioni in ore prefissate (3 ore settimanali) e
tramite appuntamento.
Programma di massima:
Richiami di conversione statica dell’energia elettrica e di azionamenti elettrici. Vantaggi della regolazione di sistemi
elettrici. Considerazioni sulla scelta delle potenze nominali e delle tensioni di alimentazione in relazione alle potenze
degli utilizzatori.
(L: 5; E: 5)
Illuminotecnica: Norme e documentazione di riferimento, caratteristiche illuminotecniche, regolazione del flusso
luminoso, sorgenti di luce, criteri di scelta ed installazione, progettazione illuminotecnica.
(L: 10; E: 5)
Elettrotermia: Equivalenze energetiche, considerazioni economiche, vantaggi tecnico economici dei sistemi di
utilizzazione dell’energia elettrica rispetto ad altri sistemi. Riscaldamenti ad arco, per resistenza diretto e indiretto, ad
induzione, per perdite dielettriche; riscaldamento per mezzo di raggi infrarossi, delle pompe di calore, delle microonde
e del laser di potenza; trattamenti termici ad induzione, criteri di dimensionamento degli induttori. Principali tipi di
saldature elettriche. Cenni sull’elettrodeposizione.
(L: 12; E: 5)
Esempi di applicazioni industriali.
(L: 3; E: 5)
Testi di riferimento:
A.C. Metaxas, Foundations of Electroheat. A Unified Approach, John Wiley & Sons Ltd., 1996
Pietro Palladino, Lezioni di illuminotecnica, Tecniche Nuove 2002.
Modalità di svolgimento dell’esame:
L’esame prevede una prova orale. A questa ci si inscrive mettendosi in lista presso il dipartimento di Sistemi Elettrici
e Automazione.
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TECNICA ED ECONOMIA DELL’ENERGIA (6 CFU)
Docente: Romano GIGLIOLI
Numero totale ore di lezione(L) :
Numero totale ore di esercitazioni (E):
30
20
Ulteriori attività di apprendimento : Tutorato fuori dell’orario delle lezioni prevalentemente tramite appuntamento.
Assistenza tramite posta elettronica.
Obiettivi: Mediante l’analisi dei principali processi energetici fonte-utilizzazione, intesa come descrizione e
modellazione sistemica sia degli spetti tecnologico-funzionali salienti che di quelli economico-gestionali con particolare
attenzione alle forme di mercato dell’energia e delle materie prime necessarie ai vari processi, si intende:
- perfezionare le conoscenza dei processi energetici come sistemi complessi e in una visione unitaria delle varie
forme dell’energia,
- migliorare l’abilità nell’espletare un corretto confronto tecnico-economico tra processi in grado di raggiungere lo
stesso obiettivo nell’utilizzazione dell’energia,
- far acquisire un primo livello di conoscenza delle forme di mercato più attuali e delle tecniche di
commercializzazione dell’energia.
Programma di massima:
1. Processo fonti-utilizzazioni dell’energia.
(L. 7, E. 2)
Fonti : disponibilità e georeferenziazione. Utilizzo : diretto, mediante vettori intermedi. Catene di vettori (esempi).
Trasformazioni, accumulo, trasporto e recupero dell’energia.
Gestione dei processi : equilibrio, sicurezza (continuità).
2. Tecnologie.
(L. 8, E. 8)
Combustibili fossili : petrolio,gas naturale, carbone. Rinnovabili : solare,vento, idraulica, biomasse, geotermica.
Nucleare. Impianti calore e recuperi energetici.
3. Economia.
(L. 15, E. 10)
Costi di costruzione e di gestione degli impianti per l’energia.
Mercati : dell’energia trasformata e della materia prima. Strutture aziendali. Offerta (RM). Domanda (DSM).
Previsioni. Contratti. Risparmio energetico : premi e penalità.
Interconnessione sistemi.
Testi di riferimento:
Mario Giaccio : Tecnologia ed Economia delle Fonti di Energia. – Libreria Universitaria Editrice, Pescara.
Di alcune parti del corso saranno distribuite le dispense delle lezioni.
Sarà, inoltre, resa disponibile una copia dei lucidi presentati a lezione.
Modalità di svolgimento dell’esame:
Nell’ambito del corso dovrà essere sviluppato da ciascun allievo un progetto di fattibilità tecnico-economica di un
impianto per l’energia. A seguito del superamento dell’esame orale e della presentazione del progetto, verranno
assegnati i crediti relativi al corso.
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