Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Emanuele PRINCIPI
Lingua di erogazione: INGLESELessons taught in: ENGLISH
Laurea Magistrale - [IM15] GREEN INDUSTRIAL ENGINEERING Master Degree (2 years) - [IM15] GREEN INDUSTRIAL ENGINEERING
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Secondo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2023-2024
Anno regolamentoAnno regolamento: 2023-2024
Obbligatorio
Crediti: 9
Ore di lezioneTeaching hours: 72
TipologiaType: B - Caratterizzante
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-IND/32 - CONVERTITORI, MACCHINE E AZIONAMENTI ELETTRICI
Inglese
English
Conoscenze di Elettrotecnica, conoscenze di base di Elettronica, Automazione
Matlab/Simulink, Python Electrical Engineering, Basic knowledge of Electronics, Control theory, Matlab/Simulink, Python
Il corso comprende lezioni di teoria (62 ore) ed esercitazioni pratiche (10 ore).
Lezione di teoria: 62 ore
Esercitazioni: 10 ore
The course includes theory classes (62 hours) and practical exercises (10 hours).
Theory lessons: 62 hours
Exercises: 10 hours
L'insegnamento mira a far conoscere e comprendere i concetti fondamentali delle macchine elettriche e delle moderne reti di distribuzione in bassa tensione in presenza di fonti di energia distribuite ed elevata penetrazione di tecnologie dell'informazione e della comunicazione (Smart Grids). Verranno fornite conoscenze relative alle diverse tipologie di macchine elettriche, conoscenze base sui convertitori e gli azionamenti elettrici, e sulle tecnologie per la gestione di fonti di energia distribuite e della domanda di energia lato utente anche in scenari ad elevata diffusione di veicoli elettrici.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Lo studente dovrà saper analizzare e scegliere le macchine elettriche e le tecnologie per Smart Grid adeguate ai problemi pratici di interesse, in particolare per gli scenari dell’automazione industriale e delle reti di distribuzione in bassa tensione. Il raggiungimento di tale obiettivo si esprimerà attraverso: 1) la capacità di usare gli strumenti dell’elettrotecnica per comprendere il funzionamento delle macchine elettriche; 2) capacità di selezionare la tipologia dell’azionamento elettrico per le applicazioni di interesse; 3) la capacità di analizzare le problematiche relative all’evoluzione delle reti di distribuzione dell’energia elettrica verso la Smart Grid; 4) la capacità di identificare le tecniche e le metodologie per il soddisfacimento dei vincoli di qualità ed affidabilità nelle reti di distribuzione in presenza di fonti distribuite e veicoli elettrici; 5) la capacità di utilizzare dispositivi e tecniche per la valutazione di grandezze elettriche nelle Smart Grids.
Competenze trasversali.
Lo studente svilupperà in generale anche le seguenti competenze trasversali: capacità di utilizzare strumenti matematici adeguati con finalità pratiche, capacità di analizzare macchine ed azionamenti relativi a contesti applicativi di interesse, capacità di analizzare le problematiche inerenti alle reti di distribuzione in bassa tensione in presenza di fonti distribuite e scegliere le soluzioni più adeguate al rispetto dei vincoli qualitativi e di affidabilità. L’esecuzione in un tempo stabilito di esercizi di dimensionamento e progettazione non guidati contribuirà a migliorare il grado di autovalutazione e la capacità di gestire la soluzione di un problema concreto con limiti temporali.
The course aims at providing knowledge and understanding of the fundamental principles of electrical machines and modern medium/low voltage distribution networks in presence of distributed energy sources and high penetration of information and communication technologies (Smart Grids). The students will be provided with knowledge about the different types of electrical machines, basic knowledge about converters and electrical drives, and about technologies for managing distributed energy sources and demand-side, also in scenarios with a significant presence of electric vehicles.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
The student will be able to analyze and choose the electrical machines and technologies for Smart Grid suitable for practical problems, with a special focus on industrial automation and low voltage distribution networks. The achievement of this objective will be expressed through: 1) the ability to use the tools of electrical engineering to understand the operation of electrical machines; 2) the ability to select the type of electrical drive for the applications of interest; 3) the ability to analyze issues related to the evolution of power distribution networks towards the Smart Grid; 4) the ability to identify techniques and methodologies for meeting quality and reliability constraints in distribution networks in the presence of distributed sources and electric vehicles; 5) the ability to use devices and techniques for the evaluation of electrical quantities in Smart Grids.
Transversal Skills.
The student will develop in general also the following transversal competences: ability to use appropriate mathematical tools with practical purposes, ability to analyze machines and drives related to application contexts of interest, ability to analyze the problems inherent to low voltage distribution networks in the presence of distributed sources and choose the most appropriate solutions to meet quality and reliability constraints. The autonomous solution of exercises focused on sizing and designing specific electrical drives for well-defined application problems will contribute to improving the autonomy of self-evaluation and the ability to handle the problem-solving issue with temporal constraints.
- Richiami di circuiti elettrici, sistemi trifase e circuiti magnetici, trasformatore di potenza
- Convertitori statici
- Principi di conversione elettromeccanica dell’energia
- Macchine elettriche rotanti
- Cenni sugli azionamenti elettrici
- Introduzione ai sistemi di produzione, trasmissione, e distribuzione dell’energia elettrica
- Criticità dei sistemi elettrici tradizionali e introduzione alle Smart Grids
- Produzione e distribuzione di energia elettrica da fonti rinnovabili e relative problematiche
- Metodi di gestione dell’energia in presenza di fonti distribuite
- Demand-side management
- Dispositivi e tecniche per la valutazione di grandezze elettriche nelle Smart Grids: Phasor Measurement Units, Advanced Metering Infrastructure, Non-Intrusive Load Monitoring
- Interazione tra veicoli elettrici e Smart Grids
- Esercitazioni in ambiente Matlab/Simulink e/o Python
- Recalls of electrical circuits, three-phase systems and magnetic circuits, power transformer
- Power electronics converters
- Electromechanical energy conversion principles
- Rotating machines
- Introduction to electric drives and their design
- Introduction to electric energy production, transmission, and distribution systems
- Critical aspects of the traditional power grid and introduction to Smart Grids
- Production and distribution of electricity from renewable sources and related issues
- Energy management methods in presence of distributed energy sources
- Demand-side management
- Devices and techniques for the evaluation of electrical quantities in Smart Grids: Phasor Measurement Units, Advanced Metering Infrastructure, Non-Intrusive Load Monitoring
- Interaction between electric vehicles and Smart Grids
- Exercises in Matlab/Simulink and/or Python environment
La valutazione del livello di apprendimento avviene tramite una prova scritta durante la quale si chiede allo studente di esporre le conoscenze acquisite durante il corso.
In alternativa, su richiesta dello studente, viene proposta un'attività facoltativa di approfondimento su uno degli argomenti trattati durante il corso da svolgersi singolarmente o in gruppo. Gli studenti possono anche proporre un argomento sulla base dei loro interessi: sarà cura del docente verificarne l'attinenza con i contenuti del corso, calibrarne i vari aspetti e finalizzare la proposta. A conclusione dell’attività, gli studenti dovranno redigere una relazione tecnica e discuterla durante la prova orale.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Per superare l'esame con esito positivo, lo studente deve dimostrare di aver compreso i concetti teorici trattati a lezione e di saperli esporre in maniera chiara e corretta. Agli studenti che hanno svolto l’attività di approfondimento, è richiesto di saper esporre e discutere in maniera chiara e sintetica la relazione tecnica presentata.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Il voto finale è in trentesimi, con eventuale lode. Il voto minimo per il superamento dell’esame è 18/30.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Durante la prova scritta, allo studente verranno poste quattro domande, ad ognuna delle quali verrà attribuito un voto in trentesimi. Il voto finale corrisponde alla media dei voti ottenuti nelle quattro domande. La presentazione e discussione dell'eventuale attività di approfondimento sostituirà la prova scritta e ad essa sarà attribuito un voto in trentesimi. La lode viene riservata gli studenti che nel superare con voto pieno la prova abbiano mostrato uno spiccato rigore scientifico nella trattazione dei problemi affrontati ed una particolare brillantezza espositiva
The evaluation process consists of a written test during which the student will have to expose the knowledge acquired during the course.
Alternatively, at the student's request, students are offered an optional study of one of the topics covered during the course. This activity can be performed individually or in groups. Students can also propose a topic based on their interests: it will be the teacher's responsibility to verify the relevance with the course contents, calibrate the various aspects, and to finalize the proposal. At the end of the activity, students will have to write a technical report and discuss it during the oral test.
Learning Evaluation Criteria.
To pass the exam successfully, students will have to demonstrate that they have understood the theoretical concepts covered in class and be able to present them clearly and correctly. Students who have chosen the optional study are required to be able to present and discuss clearly and synthetically the technical report presented.
Learning Measurement Criteria.
The final grade is in the range 0-30, with eventual honors. The minimum grade for passing the exam is 18/30.
Final Mark Allocation Criteria.
In the written test, the student will be asked four questions, each of which will be given a grade from 0 to 30. The final grade corresponds to the average of the grades obtained in the four questions. The presentation and discussion of the optional study will replace the questions and will be given a grade in the range 0-30. Honors will be given to students who have passed the exam with full marks and have shown a strong scientific rigor in the treatment of the problems addressed and a particular brilliance of exposition.
- S. Umans, "Fitzgerald, and Charles Kingsley. Electric machinery" McGraw-Hill Higher Education, 2013.
- S. Chapman, "Electric Machinery Fundamentals," McGraw-Hill, 2012.
- A. Sallam, O. Malik, “Electric Distribution Systems,” 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2018.
- S. Refaat et al. “Smart Grid and Enabling Technologies,” John Wiley & Sons, 2021.
- Link alla piattaforma Moodle: https://learn.univpm.it/
- S. Umans, "Fitzgerald, and Charles Kingsley. Electric machinery" McGraw-Hill Higher Education, 2013.
- S. Chapman, "Electric Machinery Fundamentals," McGraw-Hill, 2012.
- A. Sallam, O. Malik, “Electric Distribution Systems,” 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2018
- S. Refaat et al. “Smart Grid and Enabling Technologies,” John Wiley & Sons, 2021
- Link to the Moodle platform: https://learn.univpm.it/
No
No
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2023-2024
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427