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POWER ELECTRONICS FOR EMA ENTERTAINMENT, MUSIC AND ART

GIUSEPPE GRABER POWER ELECTRONICS FOR EMA ENTERTAINMENT, MUSIC AND ART

0622400051
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 1
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
660LEZIONE
GIUSEPPE GRABER T Curriculum
Obiettivi
Il corso mira a fornire competenze avanzate sulla modellazione simulazione e progettazione di sistemi elettronici di potenza per il condizionamento dell’energia. Il focus applicativo delle competenze acquisite è rivolto al mondo dell’intrattenimento, della musica e dell’arte.
A partire dall’analisi delle problematiche dei vari domini applicativi, sono studiati i componenti, i convertitori e i sistemi che ne forniscono le soluzioni tecnologiche.
Sono fornite competenze sull’utilizzo di sistemi di accumulo dell’energia elettrica e sull’elettronica per la gestione di batterie e della loro ricarica wired e wireless.
Sono studiati anche i problemi legati all’energia, alla sua qualità e alle soluzioni impiantistiche allo stato dell’arte, fornendo agli studenti competenze relative agli aspetti progettuali, tecnici e normativi.
Sono, infine, fatti alcuni cenni (6 ore) alle applicazioni ad alta potenza e al settore automotive, approfonditi nel corso di CEET del percorso Elettronica per l’Energia e l’IoT.
Conoscenza e capacità di comprensione •Conoscenze sui dispositivi elettronici di potenza utilizzati per la conversione statica dell’energia;
•Comprensione delle metodologie tradizionali per la progettazione di sistemi di conversione dell’energia;
•Capacità di comprensione dei problemi legati al rumore generato dai sistemi di conversione dell’energia e competenze sulla individuazione di soluzioni;
•Conoscenze sulle regole tecniche e sugli aspetti normativi connessi agli impianti elettrici nei locali di spettacolo;
•Conoscenza dei problemi e soluzioni tecnologiche, compresi i criteri di dimensionamento connessi alla alimentazione di teatri, aree di concerto all’aperto, fiere, ecc. mediante l’utilizzo di gruppi elettrogeni, power center, gruppi di continuità e batteri;
•Conoscenze delle tecnologie e dei criteri di dimensionamento e progettazione di sistemi di ricarica wired e wireless di sistemi di accumulo per dispositivi portatili e mobili (microfoni, cuffie, trasmettitori wireless, ecc.).
Capacità di applicare conoscenza e comprensioneCapacità di progettare dei convertitori elettronici.
Capacità di dimensionare i sistemi di accumulo in dispositivi portatili e mobili.
Saper valutare l’efficienza di convertitori, il contenuto armonico prodotto e la loro compatibilità in ambienti con presenza di segnali audio analogici e digitali ad alta fedeltà.
Saper dimensionare power center.
Autonomia di giudizioSaper individuare i dispositivi, i metodi e i tool software di supporto più appropriati per la progettazione di convertitori elettronici.
Saper scegliere soluzioni per l’accumulo dell’energia in dispositivi mobili.
Abilità comunicative Saper lavorare in gruppo ed esporre oralmente un argomento legato alle tematiche sviluppate e approfondite nel corso.
Saper presentare, argomentandole, le scelte basate su metodologie sia tradizionali che innovative per progettare e implementare convertitori elettronici, BMS, sistemi caricabatterie.
Capacità di apprendimento
Saper applicare le conoscenze acquisite a contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti.

Prerequisiti
I PREREQUISITI NECESSARI SONO LE COMPETENZE ACQUISITE NEI CORSI DI LAUREA DI PRIMO LIVELLO CHE CONSENTONO L’ACCESSO ALLA LAUREA MAGISTRALE IN ELETTRONICA DEL DIIN.
Contenuti
INTRODUZIONE AL CORSO (ORE 2)
DISPOSITIVI ELETTRONICI DI POTENZA (ORE 4)
GIUNZIONE PIN, DIODO DI POTENZA, CARATTERISTICHE STATICHE E DINAMICHE. STRUTTURE TIRISTORICHE, SCR E TRIAC, CARATTERISTICHE STATICHE E DINAMICHE. POWER MOS, CARATTERISTICHE STATICHE E DINAMICHE. IGBT, CARATTERISTICHE STATICHE E DINAMICHE. VALVOLE TERMOIONICHE: DIODI, TRIODI, TETRODI, E PENTODI, CARATTERISTICHE STATICHE E DINAMICHE. ESEMPI DI APPLICAZIONE NEI CONVERTITORI E NELL’ELETTRONICA PER LA MUSICA (FENDER PER I TETRODI, MARSHALL, HIWATT E VOX – PER I PENTODI)
CONVERTITORI ELETTRONICI PER STADI DI ALIMENTAZIONE (ORE 20)
ALIMENTATORI ELETTRONICI. DISTORSIONE - RICHIAMI. RETI COMPENSATRICI DI CONTROLLO E FILTRAGGIO ATTIVO PER LA RIDUZIONE DELLA DISTORSIONE. ALTRE SOLUZIONI PER LA RIDUZIONE DELLA DISTORSIONE: UTILIZZO DI TRASFORMATORI A BASSA DISTORSIONE. COMPENSAZIONE DI BUCHI DI TENSIONE, CORTOCIRCUITI, SOVRACCARICHI. PHANTOM POWER SUPPLY. ALIMENTATORI VERY LOW POWER VIA USB.
INTERFERENZA TRA CIRCUITI DI POTENZA E DI SEGNALE E SOLUZIONI PER LA LORO MITIGAZIONE. CONTROLLI AD ANELLO CHIUSO STABILIZZATI IN TENSIONE E IN CORRENTE.
PROBLEMI TERMICI IN AMPLIFICATORI E ALIMENTATORI. DIMENSIONAMENTO DEI DISSIPATORI.
CONVERTITORI RISONANTI: GENERALITÀ. SWITCH RESONANT CONVERTER ZVS E ZCS. CONVERTITORI RISONANTI IN CLASSE E PER LA RICARICA WIRELESS LOW POWER E MID-POWER. SISTEMI DI RICARICA MULTISTADIO WIRELESS HIGH-POWER. CARICABATTERIE.
SISTEMI DI ACCUMULO ELETTROLITICO ED ELETTRONICA PER BMS (ORE 8)
ACCUMULATORI E BATTERIE: GENERALITÀ E PARAMETRI CARATTERISTICI. SISTEMI ELETTROCHIMICI PER L’ACCUMULO DI ENERGIA ELETTRICA: BATTERIE AL PB, NICD, NIMH, LI-ION, LIX. MODELLI ELETTRICI, MODELLI PER L’INVECCHIAMENTO. RICARICA DI BATTERIE SECONDARIE. BMS: GENERALITÀ. BMS PASSIVI. BMS ATTIVI. CICLO DI VITA DELLA BATTERIA E ACCUMULATORI IN SECOND-LIFE.
IMPIANTI ELETTRICI PER EMA (ORE 16)
QUALITÀ DELL’ENERGIA: GENERALITÀ. RICHIAMI SULLA CARATTERIZZAZIONE IN TERMINI DI AFFIDABILITÀ DI UN IMPIANTO ELETTRICO: METODO PER IL CALCOLO DELL'AFFIDABILITÀ E DELLA DISPONIBILITÀ DEI SISTEMI COMPLESSI. UPS E GRUPPI ELETTROGENI. PROTEZIONE DEGLI IMPIANTI ELETTRICI PER LA DIFFUSIONE SONORA. IL QUADRO NORMATIVO SULLA PROTEZIONE PER GLI IMPIANTI NEI LOCALI ADIBITI AL PUBBLICO SPETTACOLO. PROTEZIONE DELLE PERSONE.
LA MESSA A TERRA DELL’IMPIANTO E DEGLI STRUMENTI MUSICALI. DIMENSIONAMENTO E SCELTA DEI CAVI. CONNETTORI: TIPOLOGIE E NORMATIVE.
DIMENSIONAMENTO DEGLI IMPIANTI DI DIFFUSIONE SONORA: SCELTA DI AMPLIFICATORE, CAVI E DIFFUSORI. LA FILODIFFUSIONE. CONFIGURAZIONE DEGLI IMPIANTI.
CENNI SUI SISTEMI ANTINCENDIO NEI LOCALI PUBBLICI.
FONDAMENTI DI ILLUMINOTECNICA EMA (ORE 6)
FONDAMENTI DI ILLUMINOTECNICA. LUCE E GRANDEZZE CARATTERISTICHE. LE FONTI, IL COLORE E I FILTRI. IL PROGETTO ILLUMINOTECNICO. CONTROLLO DELLE APPARECCHIATURE LUMINOSE. GLI APPARECCHI DI ILLUMINAZIONE NEI VARI AMBITI DI INTERESSE (TEATRI, PALCHI ALL’APERTO, ECC.).
CENNI SUI CONVERTITORI DI POTENZA PER APPLICAZIONI DI TRAZIONE E DI ENERGIA (ORE 4)
STRUTTURA DI UN POWERTRAIN PER VEICOLI ELETTRICI E FERROVIARI. CENNI SUGLI AZIONAMENTI ASINCRONI. CENNI SUL CONTROLLO VETTORIALE.
Metodi Didattici
L’INSEGNAMENTO CONTEMPLA LEZIONI TEORICHE, ESERCITAZIONI PRATICHE DI LABORATORIO, ESERCITAZIONI IN AULA E VISITE TECNICHE.
LE LEZIONI TEORICHE COMPRENDONO ANCHE UNA SERIE DI SEMINARI SU ARGOMENTI SPECIFICI TENUTI DA ESPERTI DEL SETTORE PROVENIENTI DA AZIENDE DI RILIEVO NAZIONALE E INTERNAZIONALE.
NELLE ESERCITAZIONI IN AULA GLI STUDENTI SVOLGONO ESPERIENZE SUGLI ARGOMENTI TRATTATI NELLE LEZIONI TEORICHE.
NELLE ESERCITAZIONI IN LABORATORIO VENGONO ASSEGNATI AGLI STUDENTI, DIVISI PER GRUPPI DI LAVORO, DEGLI ESERCIZI PRATICI DA SVILUPPARE TRAMITE L’UTILIZZO DI ELABORATORE DI CALCOLO E SOFTWARE PER LA PROGRAMMAZIONE E LA SIMULAZIONE. LE ESERCITAZIONI SONO STRUMENTALI, OLTRE CHE ALL’ACQUISIZIONE DELLE CAPACITÀ DI PROGETTARE SISTEMI PER L’AUTOMAZIONE DEI SISTEMI ELETTRICI, ANCHE A SVILUPPARE E RAFFORZARE LE CAPACITÀ DI LAVORARE IN TEAM.
È PREVISTA L’ELABORAZIONE DI UN PROGETTO DA PRESENTARE IN FORMA DI RELAZIONE TECNICA DA DISCUTERE IN SEDE DI ESAME.
Verifica dell'apprendimento
LA PROVA DI ESAME È FINALIZZATA A VALUTARE NEL SUO COMPLESSO: LA CONOSCENZA E LA CAPACITÀ DI COMPRENSIONE DEI CONCETTI PRESENTATI AL CORSO; LA CAPACITÀ DI APPLICARE TALI CONOSCENZE PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DI ANALISI E SINTESI DI SISTEMI PER IL CONTROLLO DI ENERGIA E IMPIANTI; L’AUTONOMIA DI GIUDIZIO, LE ABILITÀ COMUNICATIVE E LA CAPACITÀ DI APPRENDERE.
LA VALUTAZIONE DEL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI PREFISSATI AVVERRÀ MEDIANTE UN COLLOQUIO ORALE A FINE CORSO DURANTE IL QUALE SARÀ DISCUSSO E VALUTATO ANCHE L’ELABORATO PROGETTUALE PREDISPOSTO NELLA SECONDA PARTE DEL CORSO.
IL COLLOQUIO ORALE VERTERÀ SU TUTTI GLI ARGOMENTI DEL CORSO E LA VALUTAZIONE TERRÀ CONTO DELLE CONOSCENZE DIMOSTRATE DALLO STUDENTE E DEL GRADO DEL LORO APPROFONDIMENTO, DELLA CAPACITÀ DI APPRENDERE DIMOSTRATA, DELLA QUALITÀ DELL’ESPOSIZIONE.
NELLA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI, LA VALUTAZIONE DELL'ELABORATO DI PROGETTO PESERÀ PER IL 40%MENTRE IL COLLOQUIO ORALE PER IL 60%. LA LODE POTRÀ ESSERE ATTRIBUITA AGLI STUDENTI CHE DIMOSTRINO DI SAPER APPLICARE LE CONOSCENZE ACQUISITE CON AUTONOMIA ANCHE IN CONTESTI DIVERSI DA QUELLI PROPOSTI NEL CORSO.
Testi
DIAPOSITIVE DELLE LEZIONI.
N. MOHAN, T. M. UNDELAND, W. P. ROBBINS, POWER ELECTRONICS, J. WILEY & SONS.(1° TESTO DI RIFERIMENTO)
CATALIOTTI, IMPIANTI ELETTRICI, PETRONIO (2° TESTO DI RIFERIMENTO)
VITO CARRESCIA, SICUREZZA ELETTRICA, CEI (TESTO DI APPROFONDIMENTO)
Altre Informazioni
L’INSEGNAMENTO È EROGATO IN PRESENZA. LA LINGUA DI INSEGNAMENTO È L’ITALIANO; TUTTAVIA, PARTE DEL CORSO POTRÀ ESSERE EROGATO IN LINGUA INGLESE, QUALORA FOSSERO PRESENTI IN AULA STUDENTI ERASMUS. LE DIAPOSITIVE SONO IN INGLESE.
  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-18]