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Dissertations / Theses on the topic 'Azionamento Elettrico'
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1
Nieri, Elia. "Progetto e realizzazione di un azionamento "dual inverter" per macchine sincrone a riluttanza." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/15034/.
Full textAbstract:
L'oggetto della tesi consiste nella progettazione e realizzazione di un azionamento Dual Inverter a singola alimentazione per il controllo di macchine elettriche sincrone a pura riluttanza con centro stella aperto. La configurazione dell'azionamento prevede l’utilizzo di un solo pacco batteria collegato al primo inverter, mentre il secondo è direttamente alimentato da un condensatore flottante posizionato sul rispettivo bus DC; in altre parole, tale struttura può essere vista come un sistema alimentato da un singolo inverter con l’aggiunta di un compensatore della potenza reattiva di macchina.
La configurazione studiata possiede le potenzialità per essere utilizzata sia in ambito automotive, che in applicazioni industriali. Tale sistema, oltre a migliorare lo sfruttamento del convertitore principale facendolo lavorare a fattore di potenza unitario, accresce il limite di tensione disponibile ai capi degli avvolgimenti della macchina a parità di tensione del pacco batterie e amplia la regione a coppia e a potenza costante, ritardando i deflussaggi per ottenere maggior coppia elettromagnetica ad elevate velocità.
L'elaborato realizzato prevede una caratterizzazione sperimentale della macchina elettrica utilizzata, allo scopo di realizzare un sistema di controllo ottimizzato e una comparazione analitica tra l’azionamento dotato di singolo inverter e quello dotato di compensatore della potenza reattiva, per la verifica delle basi teoriche presenti in letteratura. Tutto ciò è stato poi confermato attraverso simulazioni in ambiente Simulink e prove sperimentali eseguite mediante sistema di prototipazione rapida dSPACE.
L'azionamento è stato collaudato, testato e risulta essere funzionante per ogni valore del rapporto di tensione dei bus DC; dalle varie fasi del progetto sono stati ricavati risultati omogenei e concordi, che certificano l'efficienza del sistema e confermano la validità dei vantaggi dedotti dallo studio preliminare.
2
Caccia, Andrea. "Controllo di una macchina asincrona a fasi statoriche aperte alimentata tramite doppio inverter in presenza di sovramodulazione." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/15408/.
Full textAbstract:
L’oggetto della tesi consiste nello studio e nella realizzazione di un’innovativa logica di controllo di un azionamento di tipo dual inverter a singola alimentazione per il controllo di macchine asincrone a centro stella aperto. Il sistema in esame è costituito da due inverter rispettivamente collegati a entrambi i capi degli avvolgimenti statorici della macchina e prevede la presenza di un'unica sorgente di alimentazione collegata ad un solo inverter. Il secondo inverter risulta invece chiuso su un banco di condensatori flottanti, nella tipica configurazione del filtro attivo. In questo lavoro si dimostrano i vantaggi relativi all’utilizzo di una specifica logica di comando che consiste nel far operare l’inverter di alimentazione in regime di sovramodulazione, sfruttando la caratteristica dell’altro di poter abbattere le armoniche indesiderate che tale regime introduce nelle forme d’onda delle grandezze elettriche di macchina. Lo studio è stato poi validato attraverso un ciclo di simulazioni iniziali in ambiente Simulink seguite da prove sperimentali eseguite su un sistema reale, mediante sistema di prototipazione rapida dSPACE, presente nel laboratorio LEMAD del Dipartimento di Ingegneria dell’Energia Elettrica e dell’Informazione dell’Università di Bologna.
3
Rotondi, Andrea. "Studio di un azionamento brushless di tipo predittivo per la trazione in un veicolo elettrico ibrido." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amslaurea.unibo.it/8484/.
Full textAbstract:
Nel campo dell’automotive, negli ultimi anni, gli sviluppi sono stati consistenti: infatti sono state introdotte sul mercato molte novità, tra le quali vetture con propulsione elettrica o ibrida. Il controllo del motore termico durante il moto è studiato da moltissimi anni, mentre il controllo di un motore elettrico è tuttora in fase di continua ricerca e sviluppo. Infatti, con l’introduzione di tecniche vettoriali, si sono ottenuti notevoli miglioramenti a livello di qualità di utilizzo del motore elettrico stesso. In particolare, l’introduzione di un nuovo metodo di controllo che prende il nome di “controllo predittivo” cerca di ottimizzare ulteriormente la propulsione elettrica. Oggetto di studio in questa tesi è il controllo predittivo implementato per la regolazione delle correnti di statore in un motore brushless. Dopo una presentazione di carattere generale, che spazia dalle tipologie di vetture elettriche alle batterie utilizzate a bordo, passando dai vari tipi di propulsori elettrici verosimilmente utilizzabili, viene descritto, a livello teorico, il sistema utilizzato nelle simulazioni in questa tesi, prestando particolare attenzione alla macchina sincrona brushless a magneti permanenti ed al suo controllo vettoriale oltre che alla tecnica per un corretto deflussaggio. Successivamente sono descritti il controllo predittivo di corrente utilizzato nelle simulazioni, con un occhio di riguardo alla compensazione del ritardo di calcolo necessario per ottimizzare ulteriormente il controllo del motore di trazione elettrico, e la modellizzazione del veicolo elettrico ibrido in ambiente Simulink di Matlab, rimandando alle Appendici A e B per la eventuale consultazione dei codici implementati. Infine sono presentati i risultati ottenuti con vari tipi di prove per verificare se effettivamente il veicolo esegue ciò che è richiesto.
4
Raggini, Davide. "Sviluppo di un RTOS ad alte prestazioni per controllori embedded hard real-time." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017. http://amslaurea.unibo.it/13194/.
Full textAbstract:
La complessità delle applicazioni di controllo affidate a sistemi embedded basati su architetture a μControllore è in continua crescita, ponendo sempre più in risalto le limitazioni dell’approccio di programmazione bare-metal, tipico per questa tipologia di dispositivi. La garanzia sul rispetto dei vincoli real-time ed il raggiungimento di un grado di astrazione del codice che permetta un accettabile livello di mantenibilità e flessibilità rendono auspicabile, se non necessario, l’impiego di un sistema operativo a cui affidare la gestione deterministica della molteplicità di processi concorrenti.
In questa tesi si propone un sistema operativo hard real-time per il controllo di sistemi altamente dinamici, ottimizzato per un impiego efficiente delle limitate risorse computazionali disponibili in architetture a μControllore. La specificità dell’RTOS (Real-Time Operating System) proposto comporta una riduzione delle funzionalità, necessaria alla minimizzazione dell'overhead, in risposta alla quale si è sviluppato un ambiente di virtualizzazione in grado di eseguire, sulla medesima architettura uniprocessore, un sistema operativo ospite per la gestione non interferente del carico computazionale soft e non real-time. Al fine di validare l'approccio proposto si è applicata l'architettura di sistema ad un azionamento per il controllo sensorless di motori PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) emblematico esempio multitasking che unisce stringenti vincoli temporali all’elevata intensità computazionale.
5
Desalvo, Matteo. "Azionamenti con macchine elettriche alimentate da inverter e filtro attivo." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
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Nella tesi sono stati studiati e analizzati due azionamenti elettrici basati su macchina asincrona per applicazioni di trazione elettrica. Gli obiettivi principali consistono nell'ampliare la regione di funzionamento a coppia costante e aumentare, quanto più possibile, la coppia elettromagnetica prodotta dalla macchina nelle regioni di deflussaggio, ad alta velocità. Il primo capitolo è dedicato allo studio della macchina asincrona alimentata da un inverter e all'analisi delle prestazioni limite. Nel secondo capitolo si è analizzata una configurazione dual inverter, dove due convertitori sono collegati alle estremità opposte dell'avvolgimento trifase di statore: il convertitore principale è alimentato da un pacco batterie, mentre il convertitore secondario è alimentato da un condensatore flottante e costituisce un filtro attivo in grado di compensare la potenza reattiva assorbita dalla macchina, garantendo un fattore di potenza unitario sull'inverter principale. Il terzo capitolo è dedicato allo sviluppo di una nuova configurazione dual inverter nella quale il secondo convertitore è alimentato da un condensatore flottante ed è posto in parallelo al primo.
6
Deliallisi, Bruno. "Progetto, gestione e collaudo di azionamenti elettrici per impianto di produzione industriale." Bachelor's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020.
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L'elaborato descrive la progettazione, la gestione e il collaudo di una cabina elettrica per impianti industriali.
Vengono descritti all'interno di essa l'impianto meccanico, gli azionamenti elettrici, i sensori e il quadro elettrico che ha il compito di alimentare e gestire tutti i componenti in campo.
L'analisi e la progettazione descrivono tutto il processo partendo dalle specifiche ricevute fino al collaudo in cantiere
7
Ponti, Luigi. "Sviluppo di un azionamento sensorless per macchine asincrone multifase." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/15099/.
Full textAbstract:
L'elaborato si pone l'obiettivo di sviluppare un azionamento sensorless per macchine asincrone multifase, affrontando il controllo sensorless di un motore asincrono a sette fasi. Tale tecnica di controllo si basa sulla stima della posizione e/o della velocità meccanica del rotore della macchina elettrica senza richiedere l'utilizzo di trasduttori di posizione e velocità, in modo da ridurre la complessità hardware, la necessità di manutenzione, il costo e l'ingombro dell'intero sistema, aumentandone inoltre l'immunità ai disturbi generati dall'acquisizione dei segnali provenienti dal trasduttore stesso a causa di interferenze elettromagnetiche ed errata taratura.
Lo sviluppo di tale azionamento multifase è stato affrontato proponendone due differenti sistemi di controllo, simulati in ambiente Simulink ed implementati successivamente su DSP, di cui è stato analizzato il funzionamento nelle prove sperimentali.
Il secondo sistema di controllo presentato ha permesso la chiusura dell'anello di velocità con la stima effettuata nello spazio 3, mostrando prestazioni dinamiche e a regime soddisfacenti, anche a bassa velocità. La realizzazione del primo sistema di controllo non è invece andata a buon fine a causa della piattaforma di calcolo utilizzata che, essendo a virgola fissa, non ha permesso di effettuare con sufficiente risoluzione i calcoli necessari al funzionamento del sistema.
8
Gelati, Marco. "Metodo di calcolo unificato del punto di lavoro degli azionamenti elettrici in corrente alternata." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/10149/.
Full text
9
Borsari, Lorenzo. "Analisi comparativa tra architetture di alimentazione multilivello e multi-trifase per macchine brushless." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021. http://amslaurea.unibo.it/22288/.
Full textAbstract:
Oramai, si sta assistendo all’avvento e all’affermarsi di una nuova tipologia di macchine con un numero di fasi diverso da quello tradizionale trifase (usualmente impiegato nella generazione e distribuzione dell’energia elettrica): la macchina elettrica multifase.
Il campo di studio delle macchine multifase è un settore relativamente nuovo ed in grande fermento, ma è già possibile affermare che le suddette macchine siano in grado di fornire prestazioni migliori di quelle trifase. L’obiettivo principale di questo elaborato è quello di effettuare un’analisi comparativa tra due differenti architetture di azionamento: multi-trifase e multilivello. Tali azionamenti condividono, come base di partenza, la medesima tipologia di macchina elettrica, ovvero una macchina sincrona esafase con rotore a magneti permanenti superficiali, comunemente definita macchina brushless. Tuttavia, mentre la prima architettura (multi-trifase) prevede il controllo della macchina multifase tramite due inverter trifase a due livelli, ciascuno dei quali agisce su una sola delle due terne di avvolgimenti statorici, la seconda (multilivello) prevede, invece, l’impiego di un inverter trifase a tre livelli agente sulla macchina ricondotta ad una configurazione trifase equivalente.
10
Pilati, Alessio <1976>. "Controllo Vettoriale generalizzato per Macchine Elettriche Trifase." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2012. http://amsdottorato.unibo.it/4590/.
Full textAbstract:
Nell’ambito della presente tesi verrà descritto un approccio generalizzato per il controllo delle macchine elettriche trifasi; la prima parte è incentrata nello sviluppo di una metodologia di modellizzazione generale, ossia in grado di descrivere, da un punto di vista matematico, il comportamento di una generica macchina elettrica, che possa quindi includere in sé stessa tutte le caratteristiche salienti che possano caratterizzare ogni specifica tipologia di macchina elettrica. Il passo successivo è quello di realizzare un algoritmo di controllo per macchine elettriche che si poggi sulla teoria generalizzata e che utilizzi per il proprio funzionamento quelle grandezze offerte dal modello unico delle macchine elettriche. La tipologia di controllo che è stata utilizzata è quella che comunemente viene definita come controllo ad orientamento di campo (FOC), per la quale sono stati individuati degli accorgimenti atti a migliorarne le prestazioni dinamiche e di controllo della coppia erogata. Per concludere verrà presentata una serie di prove sperimentali con lo scopo di mettere in risalto alcuni aspetti cruciali nel controllo delle macchine elettriche mediante un algoritmo ad orientamento di campo e soprattutto di verificare l’attendibilità dell’approccio generalizzato alle macchine elettriche trifasi. I risultati sperimentali confermano quindi l’applicabilità del metodo a diverse tipologie di macchine (asincrone e sincrone) e sono stati verificate nelle condizioni operative più critiche: bassa velocità, alta velocità bassi carichi, dinamica lenta e dinamica veloce.The Ph.D. work is focused on the development of a generalized method for controlling AC machines. The thesis is subdivided in three main sections. The first section presents the general method for modeling AC machines. Here is described the mathematical analysis that allows to describes the model of the main three-phase AC machine configurations using an unified approach. The second section describes a control algorithm for AC machines that is based on the exploitation of the characteristics and results given by the generalized model described in section one. This field oriented control algorithm (FOC) includes several advanced control strategies for improving dynamic performance and exploitation of the maximum torque all over the speed range of the AC drive. The third section collects the results of the experimental tests which are carried out for verifying the most important aspect of the proposed AC drives. First of all the precision and reliability of the proposed general model are presented, such as its parameter variation sensitivity. The performance of the full control system is then verified, especially during transients in many operating condition: low speed, high speed, low torque, and slow and fast dynamic. The experimental tests also demonstrate the control capability of the proposed system for different machine configurations (synchronous and asynchronous).
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Spighi, Marco. "Sviluppo di un azionamento ad alta densità di coppia per motori asincroni a cinque fasi." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/22068/.
Full textAbstract:
Il tema degli azionamenti multifase, visti i molteplici vantaggi che comporta l’utilizzo di macchine multifase, è diventato negli anni un tema di ricerca di notevole interesse, data anche la grande diffusione di tali azionamenti nel settore industriale.
Le macchine multifase nascono per applicazioni di grande potenza, in quanto godono di due vantaggi intrinseci molto interessanti. Il primo vantaggio consiste nel fatto che in queste macchine la potenza complessiva si suddivide su più di tre fasi; questo significa che, a parità di componenti, presentano la possibilità di aumentare la potenza trasmessa al carico senza imbattersi nei limiti imposti dai dispositivi utilizzati nell’inverter, oppure, a parità di condizioni dell’applicazione, visto che la corrente che scorrerà su ognuna delle fasi sarà più bassa, l’inverter che andrà ad alimentare la macchina potrà essere realizzato con componenti più piccoli, così da renderne più semplice il dimensionamento.
Il secondo vantaggio è la maggiore affidabilità che queste macchine possono garantire: a seguito di un guasto nella macchina o nell’inverter che la alimenta, infatti, si ha che l’esercizio può proseguire, seppur con prestazioni ridotte, sfruttando solo ciò che rimane.
Oltre a tali vantaggi intrinseci ci sono altri benefici relativi a questo tipo di macchine elettriche, tra i quali il poter controllare in maniera indipendente un certo numero di armoniche di campo. Se nella macchina si iniettano nel giusto modo delle armoniche di ordine superiore al primo, si può andare ad aumentare la densità di coppia. Questo elaborato si concentrerà proprio su questo aspetto. Per realizzare una tecnica di controllo in grado di fare ciò si procederà inizialmente creandone un modello in ambiente MATLAB e Simulink, per poi eseguirne l’implementazione su DSP, così da poter svolgere le prove sperimentali, atte a verificare i benefici introdotti dall’iniezione di armoniche di ordine superiore nella macchina.
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Galli, Fabio. "Studio di tecniche di modulazione per inverter a tensione impressa in azionamenti con macchina asincrona esafase asimmetrica." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amslaurea.unibo.it/5967/.
Full textAbstract:
Modellizzazione della macchina asincrona esafase asimmetrica mediante i vettori di spazio trifase.
Determinazione delle trasformazioni esafase dallo studio del campo magnetico rotante.
Modellizzazione della macchina asincrona esafase asimmetrica mediante i vettori di spazio esafase.
Studio dell’inverter esafase e delle relative tecniche di modulazione.
Definizione del modello Simulink dell’azionamento.
Studio del ripple della corrente di carico.
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Michelini, Andrea. "Studio di un architettura hardware per il controllo di inverter per motori multifase." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018.
Find full textAbstract:
Lo scopo del lavoro è stato progettare una scheda di controllo in grado di concedere una buona flessibilità per il controllo di azionamenti elettrici, capace di interfacciarsi con configurazioni multi-livello, multifase e dual-motor. La progettazione è stata sviluppata con supporto di CAD elettronici commerciali.
La scheda presenta tre parti fondamentali. Due unità di controllo identiche per permettere l’interfacciamento con più configurazioni, nelle quali sono realizzate tutte le funzioni di controllo, ed un’unità chiamata PL2 per la rielaborazione dati di tipologia unicamente automobilistica.
E’ stato inoltre realizzato l’interfacciamento e l’assemblaggio con altre due schede elettroniche dedite all’attuazione dei segnali di controllo e alla gestione e rielaborazione dei segnali di veicolo.
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Mezzorecchia, Mirko. "Progetto e realizzazione di un azionamento per macchina asincrona eptafase con misura della velocità mediante encoder." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amslaurea.unibo.it/697/.
Full textAbstract:
In questa tesi si effettua lo studio di un azionamento elettrico con motore asincrono eptafase. In particolare si realizza un sistema automatico per il controllo della coppia mediante stimatori con encoder. Si ha così la possibilità di effettuare un controllo accurato della macchina asincrona eptafase anche a bassa velocità,
cosa che risulterebbe più complessa se eseguita mediante controlli di tipo sensorless. Inoltre, grazie ad opportune strategie di controllo, è possibile assicurare un funzionamento accettabile degli azionamenti con motori multifase durante una condizione di guasto con una fase aperta, senza alcuna necessità di hardware aggiuntivo.
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Bonavoglia, Marco <1987>. "Power Converters and Electric Drives for Smart Grid Applications." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amsdottorato.unibo.it/6778/.
Full textAbstract:
The present dissertation aims to explore, theoretically and experimentally, the problems and the potential advantages of different types of power converters for “Smart Grid” applications, with particular emphasis on multi-level architectures, which are attracting a rising interest even for industrial requests.
The models of the main multilevel architectures (Diode-Clamped and Cascaded) are shown. The best suited modulation strategies to function as a network interface are identified. In particular, the close correlation between PWM (Pulse Width Modulation) approach and SVM (Space Vector Modulation) approach is highlighted.
An innovative multilevel topology called MMC (Modular Multilevel Converter) is investigated, and the single-phase, three-phase and "back to back" configurations are analyzed. Specific control techniques that can manage, in an appropriate way, the charge level of the numerous capacitors and handle the power flow in a flexible way are defined and experimentally validated.
Another converter that is attracting interest in “Power Conditioning Systems” field is the “Matrix Converter”. Even in this architecture, the output voltage is multilevel. It offers an high quality input current, a bidirectional power flow and has the possibility to control the input power factor (i.e. possibility to participate to active and reactive power regulations). The implemented control system, that allows fast data acquisition for diagnostic purposes, is described and experimentally verified.
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Gritli, Yasser <1975>. "Diagnosis and Fault detection in Electrical Machines and Drives based on Advanced Signal Processing Techniques." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amsdottorato.unibo.it/6238/.
Full textAbstract:
In the present thesis, a new methodology of diagnosis based on advanced use of time-frequency technique analysis is presented. More precisely, a new fault index that allows tracking individual fault components in a single frequency band is defined. More in detail, a frequency sliding is applied to the signals being analyzed (currents, voltages, vibration signals), so that each single fault frequency component is shifted into a prefixed single frequency band. Then, the discrete Wavelet Transform is applied to the resulting signal to extract the fault signature in the frequency band that has been chosen. Once the state of the machine has been qualitatively diagnosed, a quantitative evaluation of the fault degree is necessary. For this purpose, a fault index based on the energy calculation of approximation and/or detail signals resulting from wavelet decomposition has been introduced to quantify the fault extend. The main advantages of the developed new method over existing Diagnosis techniques are the following:
- Capability of monitoring the fault evolution continuously over time under any transient operating condition;
- Speed/slip measurement or estimation is not required;
- Higher accuracy in filtering frequency components around the fundamental in case of rotor faults;
- Reduction in the likelihood of false indications by avoiding confusion with other fault harmonics (the contribution of the most relevant fault frequency components under speed-varying conditions are clamped in a single frequency band);
- Low memory requirement due to low sampling frequency;
- Reduction in the latency of time processing (no requirement of repeated sampling operation).
17
Subramanian, Chandrasekaran <1983>. "Grid Connected Doubly Fed Induction Generator Based Wind Turbine under LVRT." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amsdottorato.unibo.it/6243/.
Full textAbstract:
This project concentrates on the Low Voltage Ride Through (LVRT) capability of Doubly Fed Induction Generator (DFIG) wind turbine. The main attention in the project is, therefore, drawn to the control of the DFIG wind turbine and of its power converter and to the ability to protect itself without disconnection during grid faults. It provides also an overview on the interaction between variable speed DFIG wind turbines and the power system subjected to disturbances, such as short circuit faults. The dynamic model of DFIG wind turbine includes models for both mechanical components as well as for all electrical components, controllers and for the protection device of DFIG necessary during grid faults. The viewpoint of this project is to carry out different simulations to provide insight and understanding of the grid fault impact on both DFIG wind turbines and on the power system itself. The dynamic behavior of DFIG wind turbines during grid faults is simulated and assessed by using a transmission power system generic model developed and delivered by Transmission System Operator in the power system simulation toolbox Digsilent, Matlab/Simulink and PLECS.
18
Rizzoli, Gabriele <1987>. "Development of DC/AC power converters for applications requiring high efficiency." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amsdottorato.unibo.it/7292/.
Full textAbstract:
Silicon-based power devices have dominated power electronics applications over the last decades. Research and development in microelectronics have pushed the performance of power devices to face some fundamental limitations of silicon material. Wide band-gap semiconductors, such as silicon carbide, offer a solution to the pressing energy efficiency performance requirements of power electronic systems. Silicon carbide power devices can operate at higher temperatures, higher frequencies, and generate less power losses as compared to traditional silicon-based technologies. The use of wide band-gap transistors, however, is not the only way to increase the efficiency of the converters. Special DC to AC topologies, named soft switching converters, can be adopted as well in order to reduce the switching losses of transistors. The development of DC to AC power converters for applications requiring high efficiency is presented in this thesis. Silicon and silicon carbide based inverters, as well as soft switching inverters, have been analyzed and fabricated for performance comparison.
19
Lega, Alberto <1977>. "Multilevel converters: dual two-level inverter scheme." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amsdottorato.unibo.it/411/.
Full text
20
Zarri, Luca <1972>. "Control of matrix converters." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2007. http://amsdottorato.unibo.it/412/.
Full text
21
Milanesi, Filippo <1980>. "Design optimization and control strategies for PM Multiphase Tubular Linear Actuators." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2009. http://amsdottorato.unibo.it/1893/.
Full text
22
Stefani, Andrea <1976>. "Induction Motor Diagnosis in Variable Speed Drives." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amsdottorato.unibo.it/2311/.
Full textAbstract:
Several diagnostic techniques are presented for the detection of electrical fault in induction motor variable speed drives. These techinques are developed taking into account the impact of the control system on machine variables and non stationary operating conditions.
23
Corbelli, Piero <1982>. "Hybrid e-CVT power split drivelines." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2011. http://amsdottorato.unibo.it/3271/.
Full text
24
Serri, Stefano <1973>. "Non-Linear Analysis and Design of Synchronous Bearingless Multiphase Permanent Magnet Machines and Drives." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2013. http://amsdottorato.unibo.it/6102/.
Full textAbstract:
A two-dimensional model to analyze the distribution of magnetic fields in the airgap of a PM electrical machines is studied.
A numerical algorithm for non-linear magnetic analysis of multiphase surface-mounted PM machines with semi-closed slots is developed, based on the equivalent magnetic circuit method. By using a modular structure geometry, whose the basic element can be duplicated, it allows to design whatever typology of windings distribution.
In comparison to a FEA, permits a reduction in computing time and to directly changing the values of the parameters in a user interface, without re-designing the model. Output torque and radial forces acting on the moving part of the machine can be calculated.
In addition, an analytical model for radial forces calculation in multiphase bearingless Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motors (SPMSM) is presented. It allows to predict amplitude and direction of the force, depending on the values of torque current, of levitation current and of rotor position. It is based on the space vectors method, letting the analysis of the machine also during transients. The calculations are conducted by developing the analytical functions in Fourier series, taking all the possible interactions between stator and rotor mmf harmonic components into account and allowing to analyze the effects of electrical and geometrical quantities of the machine, being parametrized.
The model is implemented in the design of a control system for bearingless machines, as an accurate electromagnetic model integrated in a three-dimensional mechanical model, where one end of the motor shaft is constrained to simulate the presence of a mechanical bearing, while the other is free, only supported by the radial forces developed in the interactions between magnetic fields, to realize a bearingless system with three degrees of freedom. The complete model represents the design of the experimental system to be realized in the laboratory.
25
Mengoni, Michele <1981>. "Modulation Techniques for Multi-Phase Converters and Control Strategies for Multi-Phase Electric Drives." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amsdottorato.unibo.it/2309/.
Full textAbstract:
The ever-increasing spread of automation in industry puts the electrical engineer in a central role as a promoter of technological development in a sector such as the use of electricity, which is the basis of all the machinery and productive processes. Moreover the spread of drives for motor control and static converters with structures ever more complex, places the electrical engineer to face new challenges whose solution has as critical elements in the implementation of digital control techniques with the requirements of inexpensiveness and efficiency of the final product.
The successfully application of solutions using non-conventional static converters awake an increasing interest in science and industry due to the promising opportunities. However, in the same time, new problems emerge whose solution is still under study and debate in the scientific community
During the Ph.D. course several themes have been developed that, while obtaining the recent and growing interest of scientific community, have much space for the development of research activity and for industrial applications.
The first area of research is related to the control of three phase induction motors with high dynamic performance and the sensorless control in the high speed range. The management of the operation of induction machine without position or speed sensors awakes interest in the industrial world due to the increased reliability and robustness of this solution combined with a lower cost of production and purchase of this technology compared to the others available in the market.
During this dissertation control techniques will be proposed which are able to exploit the total dc link voltage and at the same time capable to exploit the maximum torque capability in whole speed range with good dynamic performance. The proposed solution preserves the simplicity of tuning of the regulators.
Furthermore, in order to validate the effectiveness of presented solution, it is assessed in terms of performance and complexity and compared to two other algorithm presented in literature. The feasibility of the proposed algorithm is also tested on induction motor drive fed by a matrix converter.
Another important research area is connected to the development of technology for vehicular applications. In this field the dynamic performances and the low power consumption is one of most important goals for an effective algorithm. Towards this direction, a control scheme for induction motor that integrates within a coherent solution some of the features that are commonly required to an electric vehicle drive is presented. The main features of the proposed control scheme are the capability to exploit the maximum torque in the whole speed range, a weak dependence on the motor parameters, a good robustness against the variations of the dc-link voltage and, whenever possible, the maximum efficiency.
The second part of this dissertation is dedicated to the multi-phase systems. This technology, in fact, is characterized by a number of issues worthy of investigation that make it competitive with other technologies already on the market.
Multiphase systems, allow to redistribute power at a higher number of phases, thus making possible the construction of electronic converters which otherwise would be very difficult to achieve due to the limits of present power electronics.
Multiphase drives have an intrinsic reliability given by the possibility that a fault of a phase, caused by the possible failure of a component of the converter, can be solved without inefficiency of the machine or application of a pulsating torque.
The control of the magnetic field spatial harmonics in the air-gap with order higher than one allows to reduce torque noise and to obtain high torque density motor and multi-motor applications.
In one of the next chapters a control scheme able to increase the motor torque by adding a third harmonic component to the air-gap magnetic field will be presented. Above the base speed the control system reduces the motor flux in such a way to ensure the maximum torque capability.
The presented analysis considers the drive constrains and shows how these limits modify the motor performance.
The multi-motor applications are described by a well-defined number of multiphase machines, having series connected stator windings, with an opportune permutation of the phases these machines can be independently controlled with a single multi-phase inverter. In this dissertation this solution will be presented and an electric drive consisting of two five-phase PM tubular actuators fed by a single five-phase inverter will be presented.
Finally the modulation strategies for a multi-phase inverter will be illustrated. The problem of the space vector modulation of multiphase inverters with an odd number of phases is solved in different way. An algorithmic approach and a look-up table solution will be proposed. The inverter output voltage capability will be investigated, showing that the proposed modulation strategy is able to fully exploit the dc input voltage either in sinusoidal or non-sinusoidal operating conditions.
All this aspects are considered in the next chapters. In particular, Chapter 1 summarizes the mathematical model of induction motor. The Chapter 2 is a brief state of art on three-phase inverter. Chapter 3 proposes a stator flux vector control for a three- phase induction machine and compares this solution with two other algorithms presented in literature. Furthermore, in the same chapter, a complete electric drive based on matrix converter is presented. In Chapter 4 a control strategy suitable for electric vehicles is illustrated.
Chapter 5 describes the mathematical model of multi-phase induction machines whereas chapter 6 analyzes the multi-phase inverter and its modulation strategies.
Chapter 7 discusses the minimization of the power losses in IGBT multi-phase inverters with carrier-based pulse width modulation.
In Chapter 8 an extended stator flux vector control for a seven-phase induction motor is presented. Chapter 9 concerns the high torque density applications and in Chapter 10 different fault tolerant control strategies are analyzed.
Finally, the last chapter presents a positioning multi-motor drive consisting of two PM tubular five-phase actuators fed by a single five-phase inverter.
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Rini, Giancarlo <1983>. "Analysis and design of high performance multiphase electric drives for vehicle and aircraft applications." Doctoral thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2015. http://amsdottorato.unibo.it/7141/.
Full textAbstract:
The first part of this thesis has focused on the construction of a twelve-phase asynchronous machine for More Electric Aircraft (MEA) applications. In fact, the aerospace world has found in electrification the way to improve the efficiency, reliability and maintainability of an aircraft. This idea leads to the aircraft a new management and distribution of electrical services. In this way is possible to remove or to reduce the hydraulic, mechanical and pneumatic systems inside the aircraft.
The second part of this dissertation is dedicated on the enhancement of the control range of matrix converters (MCs) operating with non-unity input power factor and, at the same time, on the reduction of the switching power losses. The analysis leads to the determination in closed form of a modulation strategy that features a control range, in terms of output voltage and input power factor, that is greater than that of the traditional strategies under the same operating conditions, and a reduction in the switching power losses.
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Sintoni, Michele. "Progetto e collaudo di un banco prova per motori elettrici." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/19969/.
Full textAbstract:
Il banco prova per motori elettrici è oggi molto utilizzato a livello industriale e in fase di progettazione per la caratterizzazione di macchine elettriche in corrente continua, sincrone o a induzione. Anche a livello accademico i banchi prova permettono nondimeno un ampio utilizzo in diverse applicazioni: tramite un opportuno setup del banco è infatti possibile testare motori multifase (o fault-tolerant), così come simulare dei profili di carico particolari, fino a sperimentare diversi metodi di controllo del motore e provare differenti tecniche di modulazione sull’inverter.
Il presente progetto di tesi verte sulla progettazione dal punto di vista software di un programma per la gestione degli ingressi e delle uscite dell’azionamento relativo al motore di frenatura. Prima di far ciò viene data una panoramica del motore di frenatura e dei banchi prova per motori elettrici, descrivendone per quest’ultimi i componenti principali e le diverse tipologie.
Dopodiché verranno descritti brevemente anche i metodi di controllo del motore con particolare riferimento ai motori ad induzione, essendo il motore di frenatura di questo tipo.
Una volta delineato il setup del banco e caratterizzati i componenti scelti per l’azionamento da gestire tramite software, si andrà dunque a descrivere in dettaglio il programma realizzato, a cui seguirà una serie di test e collaudi mirati a verificare il corretto funzionamento del progetto software.
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Fantini, Mattia. "Le macchine multifase nelle applicazioni Sensorless:indagine teorico-sperimentale di un azionamento basato su DSP per macchine asincrone eptafase." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2010. http://amslaurea.unibo.it/1647/.
Full textAbstract:
Fino ad un recente passato, le macchine elettriche di tipo trifase costituivano l’unica soluzione in ambito industriale per la realizzazione di azionamenti di grande potenza. Da quando i motori sono gestiti da convertitori elettronici di potenza si è ottenuto un notevole passo in avanti verso l’innovazione tecnologica. Infatti, negli ultimi decenni, le tecnologie sempre più all’avanguardia e l’aumento dell’utilizzo dell’elettronica, sia in campo civile quanto in quello industriale, hanno contribuito a una riduzione dei costi dei relativi componenti; questa situazione ha permesso di utilizzare tecnologie elaborate che in passato avevano costi elevati e quindi risultavano di scarso interesse commerciale. Nel campo delle macchine elettriche tutto questo ha permesso non solo la realizzazione di azionamenti alimentati e controllati tramite inverter, in grado di garantire prestazioni nettamente migliori di quelle ottenute con i precedenti sistemi di controllo, ma anche l’avvento di una nuova tipologia di macchine con un numero di fasi diverso da quello tradizionale trifase, usualmente impiegato nella generazione e distribuzione dell’energia elettrica. Questo fatto ha destato crescente interesse per lo studio di macchine elettriche multifase. Il campo di studio delle macchine multifase è un settore relativamente nuovo ed in grande fermento, ma è già possibile affermare che le suddette macchine sono in grado di fornire prestazioni migliori di quelle trifase.
Un motore con un numero di fasi maggiore di tre presenta numerosi vantaggi:
1. la possibilità di poter dividere la potenza su più fasi, riducendo la taglia in corrente degli interruttori statici dell’inverter;
2. la maggiore affidabilità in caso di guasto di una fase;
3. la possibilità di sfruttare le armoniche di campo magnetico al traferro per ottenere migliori prestazioni in termini di coppia elettromagnetica sviluppata (riduzione dell’ampiezza e incremento della frequenza della pulsazione di coppia);
4. l’opportunità di creare azionamenti elettrici multi-motore, collegando più macchine in serie e comandandole con un unico convertitore di potenza;
5. Maggiori e più efficaci possibilità di utilizzo nelle applicazioni Sensorless.
Il presente lavoro di tesi, ha come oggetto lo studio e l’implementazione di una innovativa tecnica di controllo di tipo “sensorless”, da applicare in azionamenti ad orientamento di campo per macchine asincrone eptafase. Nel primo capitolo vengono illustrate le caratteristiche e le equazioni rappresentanti il modello della macchina asincrona eptafase. Nel secondo capitolo si mostrano il banco di prova e le caratteristiche dei vari componenti. Nel terzo capitolo sono rappresentate le tecniche di modulazione applicabili per macchine multifase. Nel quarto capitolo vengono illustrati il modello del sistema implementato in ambiente Simulink ed i risultati delle simulazioni eseguite. Nel quinto capitolo viene presentato il Code Composer Studio, il programma necessario al funzionamento del DSP. Nel sesto capitolo, sono presentati e commentati i risultati delle prove sperimentali.
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Garaffoni, Andrea. "Studio e validazione sperimentale di un azionamento per un motore a induzione con circuito statorico e rotorico in serie." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020. http://amslaurea.unibo.it/22089/.
Full textAbstract:
L’oggetto della tesi è la realizzazione di un azionamento elettrico con sistema di controllo ad orientamento di campo per una macchina a induzione a rotore avvolto, con l’avvolgimento di rotore collegato in serie all’avvolgimento di statore e con due fasi invertite fra loro.
Inizialmente viene spiegato il principio di funzionamento della macchina, viene svolta una ricerca bibliografica sull’argomento e viene ottenuto il modello matematico completo ai valori istantanei della macchina con i vettori di spazio.
In seguito vengono analizzate le prestazioni limite della macchina, vengono ricavate le velocità di primo e secondo deflussaggio e si arriva ad una formulazione analitica in funzione della velocità delle prestazioni ottenibili.
Successivamente viene ricavata la scelta progettuale da seguire per ottimizzare le prestazioni della macchina con collegamento in serie e viene effettuato un confronto analitico con le prestazioni ottenibili dalla stessa macchina con il collegamento standard con rotore in cortocircuito, evidenziando un netto incremento delle prestazioni.
Viene, quindi, mostrata la realizzazione del sistema di controllo di velocità, la realizzazione delle simulazioni numeriche in ambiente Simulink utilizzate per la messa a punto del sistema di controllo, e vengono esposti i risultati più significativi delle simulazioni, includendo un confronto delle prestazioni rispetto all’asincrono standard.
Segue la trattazione del setup sperimentale, delle prove preliminari e della procedura di setup del sensore di posizione.
Vengono, infine, mostrati i risultati più significativi delle prove sperimentali con cui si sono verificati i risultati teorici ottenuti precedentemente, viene elaborato un riepilogo dei risultati ottenuti e si perviene a delle considerazioni conclusive sulle possibili applicazioni della macchina ad induzione con rotore in serie.
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Venieri, Francesco. "Controllo di una macchina asincrona a fasi statoriche aperte con singolo inverter e compensatore del fattore di potenza." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2017.
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L'oggetto della tesi consiste nello studio e nella realizzazione di un innovativo azionamento di tipo dual inverter a singola alimentazione per il controllo di macchine asincrone a centro stella aperto.
Il sistema è costituito da due inverter rispettivamente collegati ai capi degli avvolgimenti statorici del motore elettrico e prevede la presenza di un'unica sorgente di alimentazione: il primo inverter è direttamente collegato al pacco batterie ed è perfettamente isolato dal bus DC del secondo, sul quale è posto un banco di condensatori. Il secondo inverter ha lo scopo di svolgere un'opportuna compensazione di potenza reattiva, tale da incrementare le prestazioni della macchina elettrica.
L'elaborato realizzato prevede la verifica delle basi teoriche presenti in letteratura, nonché la definizione di un modello matematico completo e di un nuovo schema di controllo ottimizzato. Lo studio è poi confermato da simulazioni in ambiente Simulink e prove sperimentali eseguite mediante il sistema di prototipazione rapida dSPACE.
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Tedesco, Gianluca. "Controllo di una Macchina Asincrona Alimentata Tramite un Inverter Funzionante in Sovramodulazione e un Compensatore Reattivo con Tensione del Bus DC Variabile." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2018. http://amslaurea.unibo.it/17212/.
Full textAbstract:
Il lavoro di tesi riguarda un azionamento elettrico denominato Dual Inverter. Questo è costituito da una macchina elettrica a centro stella aperto controllata tramite l'utilizzo di due inverter collegati alle due estremità degli avvolgimenti statorici. L'inverter principale collega la macchina all'alimentazione, che in ambito automotive potrebbe essere un pacco batterie, mentre l'inverter secondario ha il bus DC collegato a un banco flottante di condensatori, nella configurazione di un filtro attivo. Il vantaggio principale di questo azionamento è quello di aumentare la tensione ai capi degli avvolgimenti di macchina a parità di tensione di alimentazione, con un conseguente ampliamento delle regioni a coppia e a potenza costante, in termini di velocità. L'obbiettivo dell'elaborato è l'implementazione di un innovativo sistema di controllo che permetta: il funzionamento dell'inverter principale in regime di modulazione ad onda quadra, sfruttando la possibilità di compensare le armoniche indesiderate che tale regime introduce grazie alla presenza del secondo inverter; la regolazione della tensione del condensatore flottante in base alle condizioni di funzionamento e alla tensione richiesta all'inverter secondario. Lo studio comprende la verifica delle basi teoriche presenti in letteratura relative al sistema in analisi, la definizione di un modello matematico completo, l'implementazione del nuovo sistema di controllo, una serie di simulazioni numeriche eseguite in ambiente Simulink e delle prove sperimentali realizzate sul sistema reale, mediante un sistema di prototipazione rapida denominato dSPACE, presente nel laboratorio LEMAD del Dipartimento di Ingegneria dell'Energia Elettrica e dell'Informazione dell'Università di Bologna.
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Bosso, Alessandro. "Osservatore e controllore sensorless ad elevate prestazioni per propulsione elettrica di Unmanned Aerial Vehicles." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2016. http://amslaurea.unibo.it/11885/.
Full textAbstract:
Negli ultimi anni, tra le varie tecnologie che hanno acquisito una sempre maggiore popolarità e diffusione, una di particolare rilevanza è quella degli Unmanned Aerial Vehicles.
Di questi velivoli, quelli che stanno riscuotendo maggiore successo sono i multirotori, alimentati esclusivamente da azionamenti elettrici disposti in opportune posizioni della struttura.
Particolari sforzi sono stati recentemente dedicati al miglioramento di questa tecnologia in termini di efficienza e precisione, tuttavia quasi sempre si trascura la vitale importanza dello sfruttamento efficiente dei motori elettrici.
La tecnica di pilotaggio adottata nella quasi totalità dei casi per questi componenti è il BLDC sensorless, anche se la struttura si dimostra spesso essere PMSM, dunque inadatta all’uso di questa strategia.
Il controllo ideale per i PMSM risulterebbe essere FOC, tuttavia per l'implementazione sensorless molti aspetti scontati nel BLDC devono essere affrontati, in particolare bisogna risolvere problemi di osservazione e identificazione.
Durante la procedura di avviamento, efficienti strategie di self-commissioning vengono adottate per l’identificazione dei parametri elettrici.
Per la fase di funzionamento nominale viene proposto un osservatore composto da diversi componenti interfacciati tra loro tramite un filtro complementare, il tutto al fine di ottenere una stima di posizione e velocità depurata dai disturbi.
In merito al funzionamento in catena chiusa, vengono esposte valutazioni preliminari sulla stabilità e sulla qualità del controllo. Infine, per provare la validità degli algoritmi proposti, vengono mostrati i risultati delle prove sperimentali condotte su un tipico azionamento per UAV, pilotato da una scheda elettronica progettata appositamente per l’applicazione in questione. Vengono fornite inoltre indicazioni sull’implementazione degli algoritmi studiati, in particolare considerazioni sull’uso delle operazioni a virgola fissa per velocizzare l'esecuzione.
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Femia, Antonio. "Tecnica di modulazione PWM per inverter multifase con minima distorsione della corrente in uscita." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2021.
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L’obbiettivo della tesi è lo studio di una tecnica di modulazione che riduca la distorsione (ripple) della corrente in uscita da un inverter multifase. A tal fine, è stata determinata la tecnica di modulazione ottima, che rende teoricamente minimo il valore efficace del ripple di corrente. La tecnica proposta agisce sulla componente di modo comune delle tensioni dell’ inverter, per la quale viene determinata un’espressione esplicita in forma chiusa.
Simulazioni e prove sperimentali confermano le previsioni teoriche.
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Carrabotta, Roberto. "Studio e ottimizzazione dinamica del manipolatore "antrop"." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2014. http://amslaurea.unibo.it/6911/.
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Tesi realizzata presso l’azienda Paglierani S.r.l. con sede a Torriana, per l’esigenza di studiare e ottimizzare dinamicamente il manipolatore “Antrop”.
Dopo una breve descrizione dell’azienda e della sua storia, nel secondo capitolo sono racchiuse le informazioni più importanti e utili sulla robotica e sugli azionamenti elettrici, nozioni poi sfruttate durante lo svolgimento dell’elaborato stesso. Successivamente sono descritte in modo dettagliato il robot, le sue funzionalità e le sue caratteristiche meccaniche. Seguono l’analisi cinematica e l’analisi dinamica, suddivisa in due parti a causa della geometria cilindrica del manipolatore. Il sesto capitolo contiene il procedimento di mappatura e la logica con cui è stato scritto. Inoltre, vengono presentati i risultati dei test e le conseguenti considerazioni. Nel capitolo settimo è descritta la formulazione analitica delle sollecitazioni per le leve del robot e ne vengono raffigurati i risultati generali. L’ultimo capitolo è dedicato al bilanciamento statico con masse e molle.
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Grossi, Michele. "Implementazione di un nuovo banco di prova per il collaudo di riduttori epicicloidali." Master's thesis, Alma Mater Studiorum - Università di Bologna, 2020.
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Il contenuto della tesi si è basato sull'esperienza di tirocinio svolta all'interno del reparto di ingegneria del processo dello stabilimento forlivese dalla Bonfiglioli Riduttori S.p.a.
Nel capitolo 1 è stata presentata una breve introduzione sull’azienda mostrandone l’influenza e la collocazione a livello globale e descrivendo, in breve, la sua storia.
Nel capitolo 2 si espone la linea di montaggio in cui è stato integrato il banco di collaudo. In particolare, si analizza il ciclo lavoro del riduttore denominato grader 606W, si mostrano le sue parti e si spiega come questo venga montato e collaudato.
Nel capitolo 3 si descrive lo svolgimento del progetto da me diretto all’interno del periodo di tirocinio commentandolo nelle varie parti. Viene poi mostrato il diagramma di Gantt utilizzato per coordinare le diverse fasi.
Infine, si presenta una semplice analisi economica di progetto e si ipotizza il tempo di ritorno dell’investimento.
Nel capitolo 4 si entra nello specifico della descrizione del banco di collaudo in tutte le sue parti. Si procede per blocchi funzionali e si mostra, per ognuno, parte meccanica e struttura del sistema di comando. Vengono descritti i sistemi di sollevamento e rotazione del portapezzo, quello di alimentazione del motore idraulico di servizio per la prova di rotazione del riduttore e viene fatto un accenno sulla prova di tenuta dell’aria (air-control).
Si parla poi del sistema di sicurezza per la tutela dell’operatore nel luogo di lavoro mostrandone i diversi componenti.
Infine, si analizza il quadro elettrico e si descrive il funzionamento di alcune sue parti quali inverter, PLC e alimentatore.
Nel capitolo 5, ultimo della trattazione, si parla nel dettaglio dell’azionamento concentrandosi sulla parte di controllo del sistema di alimentazione del motore di servizio. Viene descritto inizialmente il sistema di scambio dati per poi passare alla programmazione della logica del PLC la quale viene presentata in modo molto dettagliato.