Ingegneria dell'Energia Elettrica - Electrical Engineering

Un esame a scelta libera da parte dello studente da 9 CFU.

Obiettivi generali.
Il corso introduce ai fondamenti dell’Intelligenza Artificiale, ponendo particolare enfasi sul ragionamento automatico e sul sequential decision-making. Gli studenti acquisiranno familiarità con i principali formalismi e approcci per la rappresentazione della conoscenza e il ragionamento, sia in contesti statici che dinamici. Apprenderanno inoltre le basi dei metodi di decisione per domini deterministici, non deterministici, avversari e stocastici.
Obiettivi specifici.
Conoscenza e capacità di comprensione: Gli studenti acquisiranno le basi della Rappresentazione della Conoscenza per sistemi statici e dinamici tramite approcci formali: logica proposizionale e del primo ordine, situation calculus, MDP. Verranno studiati i principali problemi logici (valutazione, soddisfacibilità, validità, implicazione logica) e le tecniche base per la loro risoluzione (DPLL, metodo dei tableaux). L’obiettivo è comprendere l’importanza del modello formale e degli approcci indipendenti dal dominio come strumenti fondamentali per risolvere automaticamente i problemi. Gli studenti apprenderanno come modellare un dominio di pianificazione tramite il linguaggio PDDL e come risolvere problemi di pianificazione in scenari deterministici, non deterministici, avversari e stocastici. Saranno introdotte le principali tecniche di ricerca nello spazio degli stati: ricerca non informata, ricerca euristica, best-first search, ricerca A*, AND-OR search. Per gli scenari stocastici verranno apprese Policy Evaluation e Policy Iteration.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Gli studenti impareranno ad astrarre e modellare formalmente scenari del mondo reale rappresentandoli come domini statici o dinamici, così come a identificare e formalizzare problemi reali. Saranno inoltre in grado di applicare le tecniche acquisite durante il corso per risolvere i problemi modellati. Comprendendo come modellare e risolvere problemi, gli studenti acquisiranno la capacità di progettare e implementare semplici sistemi di ragionamento per una varietà di scenari e problemi reali.
Autonomia di giudizio: Gli studenti saranno in grado di valutare l’adeguatezza e la qualità di un formalismo di rappresentazione rispetto a diverse classi di problemi e di selezionare la tecnica di soluzione più adeguata.
Abilità comunicative: Il corso fornirà agli studenti le nozioni e il vocabolario di base per interagire efficacemente con i propri pari e con esperti del settore. Le abilità comunicative orali saranno stimolate attraverso l’interazione durante le lezioni, mentre quelle scritte saranno sviluppate tramite l’analisi di esercizi e la risposta a domande aperte nella prova finale.
Capacità di apprendimento: Il corso fornirà agli studenti gli strumenti essenziali per accedere alla letteratura specialistica. In questo modo, potranno rafforzare e ampliare in autonomia le proprie competenze. Oltre a tali capacità di apprendimento, gli studenti acquisiranno competenze avanzate di modellazione e di problem solving in generale.

Introduzione.

Rappresentazione della Conoscenza: modellazione del dominio di interesse; autonomia; il ruolo della logica.

Logica Proposizionale: sintassi e semantica; valutazione, soddisfacibilità, validità, implicazione logica; tableaux proposizionali; DPLL.

Logica del Primo Ordine: sintassi, semantica; valutazione, soddisfacibilità, validità, implicazione logica; tableaux per la logica del primo ordine.

Pianificazione Classica: domini deterministici; STRIPS, ADL, PDDL, transition system, ricerca in avanti, euristiche, Best-First, ricerca A*.

Pianificazione Condizionale (FOND): domini non deterministici, PDDL con operatore oneof, pianificazione non deterministica tramite AND-OR Search.

Ragionamento sulle Azioni: modellazione di domini dinamici (discreti), precondizioni delle azioni, effetti, il frame problem.

Situation Calculus: precondition axioms e successor-state axioms; albero delle situazioni; regressione; executability e projection.

Modellazione e pianificazione in domini dinamici stocastici: MDP, Policy Evaluation, Policy Iteration.

• Introduzione. Problemi di Ricerca e Algoritmi.(settimana 1-2)
• Testi di riferimento: [AIMA] Artificial Intelligence: A Modern Approach, Global Edition, 4th Edition by Stuart Russell, Peter Norvig, Pearson 2020. Cap. 1, 2.
• Logica proposizionale e algoritmi per soddisfacibilità. (settimana 3-4)
• Testi di riferimento: AIMA: 7.4.1 - 7.4.3, 7.6.1
• Logica del primo ordine.(settimana 5-6)
• Testi di riferimento: AIMA: 8.1-8.3
• Pianificazione automatica.(settimana 7-8)
• Testi di riferimento: AIMA: 3 - 3.4.4, 4.3 - 4.3.2, 11 - 11.3.1
• Rappresentazione della conoscenza e ragionamento automatico con incertezza.(settimana 9-10)
• Testi di riferimento: AIMA: 12, 17
• Il calcolo delle situazioni.(settimana 11-12)
• Testi di riferimento: Lucidi e appunti delle lezioni.

L'esame consiste in una prova scritta contenente domande riguardanti:

• Modellazione di un sistema dinamico.
• Ragionamento sul sistema modellato, es., progressione, regressione o pianificazione.
• Ragionamento su conoscenza proposizionale e/o al prim'ordine (es., soddisfacibilità, validità o implicazione logica di formula/knowledge bases).
• Tecniche di modellazione e pianificazione su domini stocastici .

Artificial Intelligence: A Modern Approach, Global Edition, 4th Edition by Stuart Russell, Peter Norvig, Pearson 2020 (selected chapters).

Il corso intende guidare lo Studente alla comprensione dei principi di funzionamento di un azionamento elettrico e dei suoi componenti. Il corso intende inoltre fornire gli strumenti adeguati ad analizzare il comportamento di un azionamento elettrico sia a regime permanente che in regime transitorio. Completano il corso elementi di progettazione.

Obiettivi formativi Il corso si propone di introdurre il big data computing come paradigma strutturale avanzato delle moderne piattaforme computazionali, evidenziando l'intersezione tra le architetture di calcolo distribuito, le rappresentazioni dei dati ad alta dimensione e i sistemi di machine learning scalabili. L'obiettivo primario è fornire agli studenti una comprensione esauriente di come il modello di calcolo scale-out gestisca grandi volumi, velocità e varietà di dati, offrendo le astrazioni metodologiche necessarie per progettare e analizzare sistemi in cui il calcolo esatto classico risulta impraticabile. Al termine del corso, gli studenti avranno acquisito i fondamenti metodologici per comprendere e analizzare le sfide legate alla progettazione di piattaforme software distribuite e complesse.
Conoscenza e capacità di comprensione Comprendere i principi teorici e la semantica di esecuzione delle infrastrutture distribuite su larga scala. Conoscenza delle proprietà geometriche che regolano gli spazi ad alta dimensione, dei compromessi della sparsità strutturale e dei limiti dell'elaborazione esatta delle query. Acquisizione di una panoramica completa sui modelli di ottimizzazione distribuita, sulle astrazioni di sincronizzazione dei parametri e sulle pipeline di addestramento efficienti in memoria.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione Essere in grado di applicare astrazioni di elaborazione dati scale-out per mappare carichi di lavoro complessi (relativi a dati tabulari, testuali, immagini e grafi) in pipeline distribuite. Essere in grado di modellare e risolvere task massivi di estrazione, aggregazione e apprendimento dei dati utilizzando bound di sketching probabilistici e metodi di data-skipping in distribuzioni reali su larga scala.
Autonomia di giudizio Capacità di valutare criticamente i compromessi sistemici tra paradigmi di calcolo esatti e approssimati (es. velocità vs. accuratezza nello sketching, o overhead di sincronizzazione vs. efficienza statistica nell'ottimizzazione distribuita) rispetto a differenti vincoli operativi e infrastrutturali.
Abilità comunicative Essere in grado di spiegare in modo chiaro, formale e rigoroso i pattern architetturali avanzati e le astrazioni matematiche delle piattaforme big data, esponendo la letteratura scientifica sottoposta a revisione paritaria proveniente dalle principali conferenze internazionali con fluidità accademica.
Capacità di apprendimento Acquisire una solida base concettuale e orientata alla ricerca che consenta lo studio indipendente dei futuri sviluppi delle infrastrutture cloud, dei moderni framework di esecuzione e dei problemi aperti nell'ingegneria dei sistemi di machine learning massivi.

Introduzione

• Il fenomeno "Big Data"
• Infrastruttura
• Distributed File Systems (HDFS)
• MapReduce (Hadoop)
• Spark
• PySpark + Google Colaboratory

Apprendimento non-supervisionato: Clustering

• Similarità
• Algoritmi: K-means
• Esempio: Clustering di documenti testuali

Riduzione della dimensionalità

• Feature Extraction
• Algoritmi: Principal Component Analysis (PCA)
• Esempio: PCA + Riconoscimento cifre

Apprendimento supervisionato

• Fondamenti di apprendimento automatico
• Regressione/Classificazione
• Algoritmi: Linear Regression/Logistic Regression/Random Forest
• Esempi:
• Linear Regression - Predizione prezzo vendita case
• Logistic Regression/Random Forest - Predizione sottoscrizione offerta bancaria

Sistemi di Raccomandazione

• Content-based vs. Collaborative filtering
• Algoritmi: k-NN, Matrix Factorization (MF)
• Esempio: Sistema di Raccomandazione di Film (MovieLens)

Analisi di Grafi

• Link Analysis
• Algoritmi: PageRank
• Esempio: Ranking (di un estratto) del Google Web Graph

Analisi di dati real-time

• Streaming Data Processing
• Esempio: Twitter Hate Speech Detector
• Introduzione [3 ore]
• Clustering [7 ore]
• Dimensionality Reduction [5 ore]
• Il Problema di Raccomandazione [10 ore]
• Analisi di Grafi [5 ore]

Per il superamento dell'esame è previsto lo sviluppo di un progetto software attinente ai temi trattati durante lo svolgimento del corso e concordato in anticipo con il docente. La discussione e valutazione del progetto avverrà in opportuna sede di prova orale, la quale potrà essere integrata con domande su tutti gli argomenti affrontati nel corso.

• Mining of Massive Datasets [Leskovec, Rajaraman, Ullman] (available online)
• Big Data Analysis with Python [Marin, Shukla, VK]
• Large Scale Machine Learning with Python [Sjardin, Massaron, Boschetti]
• Spark: The Definitive Guide [Chambers, Zaharia]
• Learning Spark: Lightning-Fast Big Data Analysis [Karau, Konwinski, Wendell, Zaharia]
• Hadoop: The Definitive Guide [White]
• Python for Data Analysis [Mckinney]
• Mining of Massive Datasets [Leskovec, Rajaraman, Ullman] (available online)
• Big Data Analysis with Python [Marin, Shukla, VK]
• Large Scale Machine Learning with Python [Sjardin, Massaron, Boschetti]
• Spark: The Definitive Guide [Chambers, Zaharia]
• Learning Spark: Lightning-Fast Big Data Analysis [Karau, Konwinski, Wendell, Zaharia]
• Hadoop: The Definitive Guide [White]
• Python for Data Analysis [Mckinney]

Fornire conoscenze su: - Elementi di base della compatibilità elettromagnetica di componenti e sistemi - Tecniche per la protezione dai disturbi e interferenze elettromagnetiche - Tecniche e metodologie di analisi e progetto di sistemi al elevata immunità ai disturbi elettromagnetici - Materiali innovativi multifunzionali per la schermatura elettromagnetica - Quadro normativo di riferimento - Tecniche di misura per la compatibilità elettromagnetica

Il corso tratta dei principi e applicazioni fondamentali dell'elettrotecnica e delle misure per l'ingegneria elettrica. E' rivolto agli ingegneri che hanno conseguito la laurea di primo livello in ambito diverso dall'ingegneria elettrica e ha lo scopo di colmare le lacune conoscitive legate ai limitati contenuti elettrici nella triennale di provenienza.

Il corso di Diritto pubblico per lo sviluppo sostenibile persegue l'obiettivo formativo della conoscenza degli istituti fondamentali del diritto pubblico italiano ed europeo e delle relative fonti del diritto, insieme a quello, più specifico, concernente l’approfondimento dei profili giuridici della responsabilità ambientale e dello sviluppo sostenibile. L’insegnamento, nella consapevolezza di proporre una materia giuridica a studenti che non seguono questa tipologia di studi, intende offrire innanzitutto gli strumenti costituiti dal metodo e dalla terminologia di base, necessari per affrontare e comprendere le conoscenze ulteriori. Il corso si propone altresì di promuovere e migliorare le capacità discorsive e l’esposizione orale dei temi oggetto di studio e di favorire altresì le capacità critiche rispetto ai problemi legati alle questioni giuridiche di rilevanza pubblica, importanti per ogni professionalità e comunque per una partecipazione consapevole all’organizzazione politica economica e sociale del proprio Paese, nel quadro europeo.

ll laboratorio si propone di introdurre lo studente ai principi dei sistemi di building automation, dei sistemi di supervisione e monitoraggio degli impianti elettrici e tecnologici, attraverso l'acquisizione dei concetti per la progettazione di infrastrutture smart e microreti intelligenti e sostenibili.

OBIETTIVI GENERALI DEL CORSO

• PRESENTARE GLI ELEMENTI DI BASE DELLA TEORIA DELL’IMPRESA E DELLA DOMANDA SECONDO L’APPROCCIO NEOCLASSICO ALL’EQUILIBRIO BASATO SUL COMPORTAMENTO MASSIMIZZANTE DEGLI AGENTI.
• MOSTRARE COME UTILIZZANDO TECNICHE ECONOMETRICHE SIA POSSIBILE SOTTOPORRE A VERIFICA EMPIRICA IL COMPORTAMENTO MASSIMIZZANTE DEGLI AGENTI.
• INTRODURRE ALLE ANALISI ECONOMICHE PER LE DECISIONI E LA COMUNICAZIONE DELLA PERFORMANCE ATTRAVERSO IL BILANCIO, L’ANALISI DEI COSTI E DEGLI INVESTIMENTI.
• OFFRIRE UNO SGUARDO D’INSIEME SULL’ANALISI DI EFFICIENZA E PRODUTTIVITÀ, UTILE PER STIMARE E COMPARARE L’ INEFFICIENZA DI UNITÀ OPERATIVE (UNITÀ DI BUSINESS, IMPRESE, SETTORI, PAESI)
  SPECIFICI
• CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: DIMOSTRARE DI CONOSCERE GLI ELEMENTI DI BASE DELL'ECONOMIA E DELL'ORGANIZZAZIONE AZIENDALE;
• CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: ESSERE IN GRADO DI APPLICARE IL RAGIONAMENTO ECONOMICO APPRESO DURANTE IL CORSO NEL PROPRIO AMBITO INGEGNERISTICO;
• AUTONOMIA DI GIUDIZIO: SAPER ANALIZZARE GLI ASPETTI ECONOMICI CON SPIRITO CRITICO E SAPER APPLICARE I METODI ECONOMICI NEL PROPRIO CURRICULUM FORMATIVO:
• ABILITÀ COMUNICATIVE: SAPER COMUNICARE I CONTENUTI APPRESI E LE RELATIVE INFORMAZIONI A DIVERSE TIPOLOGIE DI INTERLOCUTORI;
• CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: SVILUPPARE LE COMPETENZE NECESSARIE PER POTER APPROFONDIRE IN AUTONOMIA E NEL PROPRIO AMBITO INGEGNERISTICO.

The student will be able to know the main components and technologies used in electrical grids and in particular in medium and high voltage systems. He will also know the general principles of high voltage techniques.

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy.

Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.

Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.

HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.

Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).

Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.

Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).

Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.

Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.

Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.

Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.

Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.

Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)

Electrical power capacitors: classification, materials and technologies

Thermal, electrical and combined aging.

Glass and polymeric insulators.

Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS

• Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy. Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)Electrical power capacitors: classification, materials and technologiesThermal, electrical and combined aging.Glass and polymeric insulators.Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.
• Testi di riferimento: Notes on Classroom

oral exam and evaluation of test reports

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS

• Slides
• International Scientific Papers on HV Electrical Components
• book: High Voltage Engineering Fundamentals by John Kuffel, E. Kuffel, W. S. Zaengl
• Other material uploaded on classroom

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
N/D

The student will be able to know the main components and technologies used in electrical grids and in particular in medium and high voltage systems. He will also know the general principles of high voltage techniques.

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy.

Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.

Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.

HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.

Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).

Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.

Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).

Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.

Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.

Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.

Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.

Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.

Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)

Electrical power capacitors: classification, materials and technologies

Thermal, electrical and combined aging.

Glass and polymeric insulators.

Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS

• Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy. Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)Electrical power capacitors: classification, materials and technologiesThermal, electrical and combined aging.Glass and polymeric insulators.Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.
• Testi di riferimento: Notes on Classroom

oral exam and evaluation of test reports

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS

• Slides
• International Scientific Papers on HV Electrical Components
• book: High Voltage Engineering Fundamentals by John Kuffel, E. Kuffel, W. S. Zaengl
• Other material uploaded on classroom

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
N/D

Il corso fornisce allo studente competenze relative ai sistemi elettrici per l'energia. Lo studente apprende quali siano i componenti e le tecnologie coinvolte nelle reti di trasmissione e distribuzione elettrica e il ruolo che ogni componente svolge all'interno del sistema. Ciò comporta la conoscenza dell'analisi dei sistemi di potenza a partire dal calcolo dei parametri delle linee elettriche e dei circuiti equivalenti dei componenti del sistema. Questi parametri vengono utilizzati per modellare i sistemi elettrici al fine di eseguire analisi di rete in condizioni normali e di guasto. Vengono presentati modelli e metodi di soluzione per il calcolo dei flussi di potenza in stato stazionario. Vengono forniti alcuni riferimenti anche per l'analisi dei guasti. Vengono studiati gli aspetti di controllo e regolazione di tensione e frequenza.

ELECTRIC POWER SYSTEMS
Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy.

Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.

Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.

HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.

Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).

Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.

Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).

Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.

Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.

Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.

Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.

Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.

Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)

Electrical power capacitors: classification, materials and technologies

Thermal, electrical and combined aging.

Glass and polymeric insulators.

Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
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Modulo: ELECTRIC COMPONENTS

• Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy. Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)Electrical power capacitors: classification, materials and technologiesThermal, electrical and combined aging.Glass and polymeric insulators.Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.
• Testi di riferimento: Notes on Classroom

ELECTRIC COMPONENTS
Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
N/D
Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy.

Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.

Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.

HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.

Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).

Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.

Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).

Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.

Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.

Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.

Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.

Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.

Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)

Electrical power capacitors: classification, materials and technologies

Thermal, electrical and combined aging.

Glass and polymeric insulators.

Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
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Modulo: ELECTRIC COMPONENTS

• Conductors materials: Cupper, Aluminium and Aluminium Alloy. Conductors for overhead electrical lines: ACSR, AAAC, AAC, ACAR, gap type and others of new generation.Conductor’s ampacity: thermal limits; economical ampacity, voltage ampacity.HV Overhead electrical lines and their environmental impact. Magnetic field limits.Structural dimensions the electrical lines and towers (span, sag and mechanical forces).Insulating materials and their classification. The concept of the dielectric strength.Gaseous insulating (air and SF6). Breakdown in gases (Towsend and Meek models). Paschen Law. SF6 and its environmental impact (the Kioto Protocol).Liquid insulations (mineral oils and synthetic materials) and their mainproperties. The PCB case (case history). Stockholm Protocol (Mat 22nd 2001). European Directive 59/96 and the 2010 deadline for PCB disposal and/or decontamination. Breakdown in dielectric liquids.Another case history: the corrosive sulphur in the mineral oils.Solid insulations (papers, polymers and rubbers) and their main properties. Partial Discharges and breakdown in solid insulating materials.Power electrical cables (LV, MV and HV). Oil-filled and extruded cables.Thermal ampacity. Additives and the European Directive on REACH.Life Cycle Assessment. Electrical waste disposal (RAEE)Electrical power capacitors: classification, materials and technologiesThermal, electrical and combined aging.Glass and polymeric insulators.Fundamentals and evolutions of application of GIS and SF6 switchgears.
• Testi di riferimento: Notes on Classroom

ELECTRIC POWER SYSTEMS
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ELECTRIC COMPONENTS
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ELECTRIC POWER SYSTEMS
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• Slides
• International Scientific Papers on HV Electrical Components
• book: High Voltage Engineering Fundamentals by John Kuffel, E. Kuffel, W. S. Zaengl
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• Slides
• International Scientific Papers on HV Electrical Components
• book: High Voltage Engineering Fundamentals by John Kuffel, E. Kuffel, W. S. Zaengl
• Other material uploaded on classroom

Modulo: ELECTRIC POWER SYSTEMS
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Modulo: ELECTRIC COMPONENTS
N/D

Il corso illustra gli strumenti teorici per l'analisi ed il calcolo del funzionamento in AC delle principali tipologie di macchine elettriche di potenza di largo impiego nell'industria e nelle centrali elettriche (trasformatori mono/trifase, macchine ad induzione mono/trifase, macchine sincrone a campo avvolto e a magneti permanenti, macchine in CC).

Il corso fornisce agli studenti le conoscenze fondamentali di elettrostatica, magnetostatica, elettromagnetismo e analisi dei circuiti necessarie per comprendere i concetti e gli argomenti trattati nei corsi di laurea in ingegneria elettrica

Reti elettriche in regime statico

• Caratteristiche dei bipoli
• Bipoli fondamentali
• Leggi di Kirchhoff per l'analisi di rete
• Resistenza equivalente
• Principio di sovrapposizione degli effetti
• Teoremi per l'analisi dei circuiti (Thevenin)
• Metodo delle maglie
• Metodo dei nodi

Reti elettriche in regime sinusoidale

• Bipoli e circuiti semplici
• Potenze
• Rifasamento
• Analisi di circuiti con lati reciprocamente accoppiati
• Risonanza

Reti trifase

• Sistemi trifase simmetrici ed equilibrati
• Sistemi trifase simmetrici con carichi squilibrati
• Potenze nei sistemi trifase
• Rifasamento di carichi trifase

Linee di Trasmissione

• Equazioni di propagazione
• Teoria delle onde viaggianti
• Circuiti: elettricamente corto; non dissipativo; doppio bipolo
• Reti costanti distribuite

Circuiti in Regime Periodico Non Sinusoidale

• Tensioni e Correnti periodiche
• Analisi dei circuiti
• Circuiti i Regime Transitorio (Capitolo XI D’Amore: Circuiti i Regime Transitorio Elettrotecnica)
• Analisi nel dominio del tempo
• Analisi mediante trasformata di Laplace
• Teoria dei circuiti
• Metodi di risoluzione dei circuiti
• Regime periodico sinusoidale
• Reti trifase
• Linee di trasmissione
• Non sinusoidal steady state

Esame scritto con esercizi su argomenti trattati durante il corso, prova orale su esercizi e parte teorica

• Electric Circuit – James W. Nillson (ENG.)
• Elements of electromagnetics - Matthew N. O. Sadiku (ENG.)
• Elettrotecnica – M. D’Amore (ITA.)
• Lecture Notes

Gli obiettivi formativi del corso di Elettrotecnica II sono rappresentati da approfondimenti di argomenti introdotti nel corso di Elettrotecnica I, oppure non trattati nel corso precedente, per raggiungere la piena padronanza nell'analisi dei circuiti e in alcuni ambiti relativi all'analisi di problemi di campo elettrico e magnetico di rilevante interesse per l'ingegneria elettrica; in particolare si presentano:
1. approfondimenti sull'analisi dei circuiti magnetici in mezzi lineari e non lineari; 2. approfondimenti sui circuiti lineari in regime periodico sinusoidale o periodico non sinusoidale; 3. analisi nel dominio del tempo di circuiti a parametri distribuiti senza perdite mediante le onde viaggianti; 4. analisi nel dominio della frequenza di linee multiconduttore, previa determinazione dei parametri per unità di lunghezza; 5. Metodo delle componenti simmetriche di Fortescue per i sistemi trifase; 6. Analisi di filtri R-L-C; 7. Analisi delle reti lineari a costanti concentrate, nel dominio del tempo: metodo della trasformata di Laplace e metodo delle variabili di stato in reti non degeneri; 8. Campo elettromagnetico in regime sinusoidale.

I circuiti magnetici in mezzi lineari

Grandezze fondamentali: flusso del vettore induzione magnetica, tensione magnetica, forza magnetomotrice, sorgenti di flusso, riluttanza, permeanza.

Leggi fondamentali: legami topologici, legame costitutivo (legge di Hopkinson-Rowland).

Analogie e differenze rispetto ai circuiti elettrici. Limiti del modello circuitale.

Metodi di analisi in regime stazionario. Estensione al regime periodico sinusoidale.

Cenni ai circuiti magnetici in mezzi non lineari.

I circuiti elettrici a parametri concentrati in regime periodico sinusoidale

Rappresentazioni delle reti a due porte passive lineari: matrice di trasmissione diretta e inversa, matrici delle ammettenze e delle impedenze, matrici con parametri ibridi, parametri di scattering.

Rappresentazione di circuiti lineari ad n porte passivi o attivi.

Metodi di analisi delle reti in presenza di generatori controllati, reti ad n porte lineari, induttori lineari mutuamente accoppiati e corto-circuiti: metodo degli anelli, delle maglie, dei potenziali nodali, del tableau.

Modelli e metodi analisi di circuiti a parametri distribuiti

Parametri per unità di lunghezza di linee: impedenza interna per l’effetto pelle nei conduttori cilindrici, induttanze parziali, apparenti, oblique e di servizio in linee polifase.

Analisi di linee multiconduttore mediante l’analisi modale in regime periodico sinusoidale.

Analisi nel dominio del tempo di circuiti a parametri distribuiti senza perdite mediante le onde viaggianti. Onde progressive e regressive: riflessioni e rifrazioni alle terminazioni di tipo resistivo, induttivo o capacitivo. Diagramma a traliccio. Comportamento in presenza di perdite di potenza di piccola entità.

Metodo delle componenti simmetriche di Fortescue per i sistemi trifase

Analisi dei circuiti a parametri concentrati in regime periodico

Trasformata di Fourier: proprietà e teoremi. Trasformata discreta.

Definizioni di potenze secondo la normativa internazionale.

Comportamento non ideale dei componenti reali.

Analisi di filtri R-L-C del secondo ordine: funzioni di trasferimento e diagramma di Bode di filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda, elimina-banda. Effetto del carico e della resistenza equivalente della sorgente sulle prestazioni del filtro. Cenni sui filtri di ordine superiore.

Metodi di analisi delle reti lineari a costanti concentrate, nel dominio del tempo

Trasformata di Laplace: proprietà e teoremi. Risposta con stato zero, evoluzione libera. Poli multipli, cancellazione polo-zero. Antitrasformazione di funzioni razionali fratte proprie e improprie.

Cenni sui circuiti non lineari e metodi di analisi

Metodo delle variabili di stato in reti non degeneri.

Cenni sui materiali speciali

Campo elettromagnetico in regime sinusoidale

Correnti parassite in conduttori massicci di sezione circolare o rettangolare “sottile” investiti da induzione magnetica periodica in direzione normale alle sezioni. Distorsione della corrente in un reattore saturabile alimentato da tensione sinusoidale. Cenni sull’equazione delle onde elettromagnetiche e sulle onde piane.

• Metodi di analisi di circuiti magnetici. Perdite per correnti parassite.
• Testi di riferimento: M. D'Amore, Elettrotecnica, ed Siderea; C.M. Arturi, Elettrotecnica I e II, ed. Esculapio.
• Rappresentazione di reti a n porte attive e passive. Metodi di analisi di reti con n porte.
• Testi di riferimento: S. Celozzi, G. Lovat, Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio
• Metodi generali di analisi di reti lineari in regime periodico sinusoidale.
• Testi di riferimento: S. Celozzi, G. Lovat, Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio
• Effetto pelle. Induttanze parziali in linee multiconduttore.
• Testi di riferimento: S. Celozzi, G. Lovat, Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio
• Analisi di linee multiconduttore
• Testi di riferimento: M. D'Amore, Elettrotecnica, ed Siderea;S. Celozzi, G. Lovat, Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio
• Analisi di circuiti in regime periodico non sinusoidale. Grandezze fondamentali. Filtri del I, II e III ordine.
• Testi di riferimento: M. D'Amore, Elettrotecnica, ed Siderea;S. Celozzi, G. Lovat, Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio
• Analisi di circuiti lineari in regime transitorio con la trasformata di Laplace.
• Testi di riferimento: S. Celozzi, G. Lovat, Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio

L'esame consta di una prova scritta e una prova orale: lo scritto richiede la soluzione numerica di 3 esercizi, l'orale prevede tre domande di teoria.

Si è ammessi all'orale con votazione maggiore o eguale a 18.

Allo scritto un esercizio è sui transitori, due esercizi vertono sui circuiti in regime periodico sinusoidale.

Sia allo scritto che all'orale, il peso dei singoli esercizi o delle domande è lo stesso (10 punti ad esercizio o domanda).

S. Celozzi, G. Lovat Lezioni di Elettrotecnica II, ed. Esculapio, 2016

M. D’Amore Elettrotecnica, vol. II, ed. Siderea

Il corso è indirizzato agli allievi della laurea magistrale di Ingegneria Elettrotecnica ed ha come obiettivo la formazione sul sistema elettrico trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. L’allievo acquisirà conoscenze sul funzionamento in regime permanente normale ed anomalo di corto circuito delle reti di trasmissione, subtrasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Sullo stato del neutro delle reti delle reti trifasi di potenza, dimensionamento delle linee di BT/MT/AT, delle reti di AT/MT/BT e loro protezione. La regolazione della tensione delle reti AT/MT/BT, la regolazione della velocità dei generatori sincroni e la regolazione della frequenza della rete. La stabilità angolare dei generatori. Le sovratensioni atmosferiche di manovra, temporanee, il dimensionamento e coordinamento degli isolamenti.

Struttura del sistema elettrico di produzione, trasmissione e distribuzione dell'energia elettrica. Valutazione dei regimi permanenti di funzionamento di linee, trasformatori generatori e reti elettriche. Calcolo delle correnti di corto circuito simmetriche e dissimmetriche. Esercizio del neutro delle reti di AAT/AT/TBT. Stabilità angolare di trasmissione. Regolazione della frequenza e della tensione. Sovratensioni.

• Calcolo costanti di linea e regimi permanenti: ore di lezione 10
• Calcolo dei regimi permanenti simmetrici diretti delle reti trifasi magliate: ore di lezione 12
• Calcolo delle correnti di corto circuito simmetriche e dissimmetriche: ore di lezione 13
• Stato del neutro delle reti trifasi: ore di lezione 13
• Stabilità angolare dei generatori sincroni: ore di lezione 12
• Regolazione della tensione: ore di lezione 8
• Regolazione delle frequenza: ore di lezione 12
• Sovratensioni e coordinamento dell'isolamento: ore di lezione 12

La valutazione consiste in una prova scritta della durata di 3 ore riguardante la risoluzione di esercizi numerici ed una prova orale costituita da due domande di teoria.

Impianti Elettrici I e II- F.M. Gatta, Esculapio

Esercizi di Impianti Elettrici- F.M. Gatta- Esculapio

Sulla base delle conoscenze acquisite nei corsi di Elettrotecnica, l'obiettivo è quello di affrontare lo studio degli apparati di conversione dell'energia, elettrici ed elettromeccanici utilizzati nell'ambito della produzione, della distribuzione e dell' utilizzazione dell'energia elettrica (quali trasformatori, generatori e motori), pervenendo alla individuazione di modelli matematici e circuiti equivalenti che consentano di analizzare il funzionamento degli apparati stessi nelle diverse condizioni e di valutarne le prestazioni. Sono prese in considerazione le principali tipologie di macchine e le diverse condizioni di funzionamento, a regime e transitorio.

Richiami generali

• definizione di macchina elettrica
• parti costituenti la macchina
• potenza di una macchina
• rendimento
• circuiti elettrici
• circuiti magnetici
• materiali attivi

Il trasformatore monofase

• trasformatore ideale
• trasformatore reale
• riporto dei parametri
• perdite nel ferro
• modello in regime sinusoidale
• circuito equivalente a “L”
• impedenza a vuoto e di c.to c.to
• potenza nominale
• grandezze in per unità
• induttanze di dispersione
• variazione di tensione vuoto-carico
• parallelo di trasformatori
• rendimento
• autotrasformatore
• trasformatore a tre avvolgimenti
• armoniche corrente a vuoto
• transitorio di inserzione
• transitorio di c.to c.to

Il trasformatore trifase

• richiami sistemi trifase
• banco trifase
• trasformatore a tre colonne
• trasformatore a cinque colonne
• collegamento e indice orario
• magnetizzazione trasformatore e avv. a triangolo
• prove a vuoto e in c.to c.to
• variatori di rapporto
• raffreddamento

Il campo magnetico rotante

• strutture statorica e rotorica
• f.m.m. generata da una corrente continua
• armoniche di f.m.m.
• f.m.m. generata da avv. trifase concentrato
• campo rotante di prima armonica
• campi rotanti armoniche superiori
• campo magnetico rotante a più coppie polari
• fattore di distribuzione
• connessioni frontali
• fattore di passo
• flussi concatenati
• induttanza di dispersione in cava

La macchina asincrona

• equazioni di statore e di rotore
• coppia elettromagnetica
• rotore in rotazione e scorrimento
• circuito equivalente semplificato
• la caratteristica elettromeccanica
• campi di funzionamento
• coppie armoniche
• rotore a gabbia, a doppia gabbia, a cave profonde, avvolto
• prova a vuoto e a rotore bloccato
• problematiche all’avviamento

La macchina sincrona

• circuito eccitazione rotorico in c.c.
• rotore liscio e a poli salienti
• modello di Behn Eshenburg
• funzionamento su rete isolata
• funzionamento su rete di potenza infinita
• compensatore sincrono
• caratteristica coppia-delta
• campo di funzionamento
• determinazione della reattanza sincrona
• teoria di Potier
• costruzione triangolo di Potier
• teoria di Blondel
• coppia di riluttanza
• eccitazione brushless
• motori sincroni a magneti permanenti e a riluttanza
• alimentazione motori sincroni da inverter
• Macchine Elettriche autori Chiricozzi e Ometto

Colloquio sugli argomenti di lezione e di esercitazione.

Ezio Santini -"Macchine Elettriche"-

1. Sviluppo e quantificazione di metriche comuni per la valutazione de convertitori di potenza quali il rendimento, il fattore di potenza, la distorsione armonica totale, etc. 2. Identificazione delle caratteristiche e delle prestazioni dei dispositivi semiconduttori di potenza e dei componenti reattivi; capacità di selezione dei dispositivi di potenza e dei componenti reattivi più appropriati, sulla base di specifiche di progetto. 3. Capacità di analizzare convertitori dc-dc, isolati e non, in regime permanente. 4. Capacità di analizzare inverter monofase e trifase in regime permanente. 5. Capacità di analizzare raddrizzatori a diodi ed a tiristori in regime permanente. 6. Capacità di analizzare convertitori dc-dc controllati in tensione in regime comunque variabile. 7. Capacità di utilizzare simulazioni circuitali come strumento per l’analisi e la progettazione di convertitori di potenza.

Obiettivo del corso è quello di fornire le conoscenze sulla qualità dell'energia elettrica e sulla rispettiva normativa vigente.

Il corso intende promuovere la comprensione delle tecnologie connesse all’utilizzo efficiente delle fonti energetiche rinnovabili per la generazione dell’energia elettrica.

Conversione in energia elettrica di Biomasse e bioenergia; Energia eolica; Energia solare; altre fonti rinnovabili: Idroelettrica, Geotermica e Marina.

Accumulatori elettrochimici, elettrostatici, meccanici. Altri tipi di accumulatori per le fonti rinnovabili. Componenti di backup, pile a combustibile.

Componenti elettronici dei convertitori statici. Convertitori AC/DC, DC/DC, DC/AC. Interfacciamento con la rete.

Turbine a velocità fissa e variabile. Impianti eolici. Collegamento alla rete e problematiche connesse.

Pannelli fotovoltaici. Impianti fotovoltaici. Metodi per il MPPT. Collegamento alla rete e problematiche connesse.

• 0 CFU
• Testi di riferimento: No

Domande scritte per l'ammissione ad una successiva prova orale.

Gilbert M. Masters – “Renewable and efficient electric power systems”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2013

Muhammad H. Rashid - “Alternative Energy in Power Electronics”, Elsevier – Butterworth-Heinemann, 2015

Blimal K. Bose Ed. – “Power Electronics in Renewable Energy Systems and Smart Grid/Technology and Applications”, IEEE Press - Wiley, 2019

Ned Mohan – “First Course on Power Electronics and Drives”, MNPERE, Minneapolis, 2003

Jan A. Melkebeek - “Electrical Machines and Drives: Fundamentals and Advanced Modelling”, Springer Nature, 2018

Gilbert M. Masters – “Renewable and efficient electric power systems”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2013

Muhammad H. Rashid - “Alternative Energy in Power Electronics”, Elsevier – Butterworth-Heinemann, 2015

Blimal K. Bose Ed. – “Power Electronics in Renewable Energy Systems and Smart Grid/Technology and Applications”, IEEE Press - Wiley, 2019

Ned Mohan – “First Course on Power Electronics and Drives”, MNPERE, Minneapolis, 2003

Jan A. Melkebeek - “Electrical Machines and Drives: Fundamentals and Advanced Modelling”, Springer Nature, 2018

Yoshihide Hase – “Handbook of Power Systems Engineering with Power Electronics Applications”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 2013

“Power electronics for renewable energy systems, transportation and industrial applications”, H. Abu-Rub, M. Malinowski, K. Al-Haddad Eds., John Wiley & Sons, 2014

E. C. Dos Santos Jr., E. R. Cabral Da Silva - “Advanced power electronics converters - PWM Converters Processing, AC Voltages”, John Wiley & Sons, 2015

Il Corso si propone di fornire agli allievi una panoramica generale sui sistemi di propulsione per autoveicoli, dal veicolo tradizione con motore a combustione interna al veicolo totalmente elettrico, passando per i sistemi di propulsione ibridi. Successivamente, all'allievo vengono fornite le basi termofluidodinamiche per la comprensione del funzionamento dei motori a combustione interna. Infine, all'allievo vengono presentate tutte le tecnologie connesse con l'elettrificazione dei sistemi di propulsione, i criteri di funzionamento, le specifiche principali ed i criteri generali di dimensionamento.

Il corso ha come obiettivo quello di approfondire le conoscenze teoriche e sperimentali delle misure elettriche ed elettroniche utili nella vita professionale di un moderno ingegnere elettrico. Durante il corso vengono fornite nozioni teoriche e sperimentali relative ai metodi ed agli strumenti necessari alla misura delle grandezze caratterizzanti i sistemi elettrici sia in regime sinusoidale che distorto oltre che delle grandezze non elettriche mediante l'utilizzo di sensori. Gli studenti acquisiranno la capacità di progettare, realizzare e caratterizzare sistemi di misura complessi per lo studio, la verifica ed il monitoraggio dei moderni sistemi elettrici.

GENERALI L’obiettivo del corso di Telecomunicazioni è quello di fornire le conoscenze per il dimensionamento di base di sistemi di comunicazione, affrontando le principali problematiche connesse al trasferimento dell’informazione mediante segnali elettrici, elettromagnetici oppure ottici. Il corso si prefigge di fornire allo studente le metodologie e le conoscenze necessarie alla comprensione dei fondamenti teorici alla base dei sistemi di telecomunicazione moderni. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di effettuare un dimensionamento di sistema in condizioni nominali per comunicazioni analogiche e numeriche in condizioni di propagazioni su linea e radio.
SPECIFICI • Conoscenza e capacità di comprensione: tecniche di modulazione analogiche e numeriche, meccanismi di propagazione di segnali attraverso cavi, fibra ottica ed etere, e caratteristiche di attenuazione di ciascun mezzo. • Capacità di applicare conoscenza e comprensione: capacità di analisi delle prestazioni di un collegamento per telecomunicazioni in termini di indici prestazionali quali Rapporto Segnale-Rumore Probabilità d’Errore. • Autonomia di giudizio: capacità di affrontare un progetto di dimensionamento di un collegamento in condizioni nominali, tenendo conto delle caratteristiche del segnale e del mezzo di propagazione e configurando opportunamente tutti gli elementi che compongono la catena trasmettitore-ricevitore. • Abilità comunicative: N/A • Capacità di apprendimento: acquisire le conoscenze necessarie all’analisi di sistemi e reti di comunicazioni in condizioni ideali, che permetteranno nel seguito della carriera lo studio degli stessi sistemi in condizioni reali, tenendo conto delle caratteristiche delle sorgenti e dei canali di comunicazione, nonché delle tecniche di accesso adottate in sistemi multiutente.

Un esame a scelta libera da parte dello studente da 9 CFU.

Un esame a scelta libera da parte dello studente da 9 CFU.

Obiettivi generali
Il corso presenta i metodi di base per dotare i sistemi robotici robot di mobilità e autonomia.
Obiettivi specifici
Conoscenza e comprensione: Lo studente apprenderà (1) i metodi di base per la modellistica, l'analisi e il controllo dei robot mobili su ruote e su gambe, e (2) gli algoritmi per la pianificazione autonoma del moto.
Applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di analizzare e progettare architetture, algoritmi e moduli per la pianificazione, il controllo e la localizzazione di robot mobili autonomi.
Capacità critiche e di giudizio: Lo studente sarà in grado di scegliere l'architettura di controllo funzionale più adeguata per uno specifico sistema robotico e di analizzarne la complessità e le eventuali debolezze.
Capacità comunicative: Le attività del corso metteranno lo studente in grado di comunicare/condividere le principali problematiche concernenti i robot mobili autonomi, nonché le possibili scelte progettuali per il controllo di tali sistemi.
Capacità di apprendimento: Le modalità di svolgimento del corso mirano a creare una forma mentis dello studente orientata allo sviluppo di moduli per la mobilità autonoma dei robot.

Introduzione: applicazioni, problemi, architetture. Spazio delle configurazioni. Robot mobili su ruote: meccanica dei robot mobili, modelli cinematici di robot mobili, pianificazione di cammino/traiettoria, controllo: inseguimento di traiettoria e regolazione. Percezione: sensori per robot mobili. Localizzazione: localizzazione odometrica, localizzazione con filtro di Kalman, localizzazione basata sui landmark e SLAM. Pianificazione del movimento: ritrazione e decomposizione in celle, pianificatori probabilistica, campi di potenziali artificiali. Robot umanoidi: introduzione, modellistica dinamica, generazione e controllo dell'andatura. Casi di studio.

• vedere https://www.diag.uniroma1.it/oriolo/amr/

(1) Prova intermedia + progetto finale, oppure (2) esame finale

Slides e materiale didattico sul sito del corso.

B. Siciliano, L. Sciavicco, G. Oriolo, A. De Luca. Foundations of Robotics, Springer, 2025.

Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente alla progettazione e al funzionamento di sistemi di trasmissione in corrente continua ad alta tensione (HVDC), oltre a fornire una conoscenza di base dei concetti di distribuzione in c.c.

Sulla base delle conoscenze acquisite nel corso di Macchine Elettriche, l'obiettivo è quello di illustrare esperienze di laboratorio concernenti gli apparati di conversione dell'energia, elettrici ed elettromeccanici utilizzati nell'ambito della produzione, della distribuzione e dell'utilizzazione dell'energia elettrica (quali trasformatori, generatori e motori), analizzando il funzionamento degli apparati stessi nelle diverse condizioni e di valutarne le prestazioni tramite circuiti equivalenti.

Il corso si propone come obiettivo quello di fornire all'allievo le nozioni necessarie per acquisire le capacità di comprensione dei fenomeni di interferenza elettromagnetica di tipo condotto e irradiato alla base dei problemi di compatibilità elettromagnetica, dei metodi per il filtraggio dei disturbi e per la schermatura a bassa ed alta frequenza.

Il corso si propone come obiettivo quello di fornire all'allievo le nozioni necessarie per acquisire le capacità di comprensione dei fenomeni di interferenza elettromagnetica di tipo condotto e irradiato alla base dei problemi di compatibilità elettromagnetica, dei metodi per il filtraggio dei disturbi e per la schermatura a bassa ed alta frequenza.

• Introduzione alla compatibilità elettromagnetica
• Bipoli passivi ad alta frequenza
• Emissioni ed immunità condotte
• Misura di emissione e suscettività condotta
• Diafonia
• Connessioni a massa
• Emissione e suscettività elettromagnetica irradiata
• Misura di emissione e suscettività irradiate
• Schermatura
• Esposizione ai campi elettromagnetici
• Laboratorio di calcolo: simulazione di bipoli reali nel dominio della frequenza; modi di accoppiamento, simulazione di linea aerea multifilare; simulazione di un cavo coassiale sul piano; propagazione in cavo coassiale; diafonia a bassa frequenza e ad alta frequenza; filtri; emissione elettromagnetica a bassa frequenza e ad alta frequenza; suscettività irradiata in regime sinusoidale; efficienza di schermatura di schermi piani e indefiniti.
• Laboratorio di misura: spettro in frequenza di bipoli reali, propagazione su linee e diafonia, emissione e suscettività condotte, filtri, antenne e sensori, efficienza di schermatura di schermi piani, materiali radar assorbenti.
• Introduzione alla EMC; modello sorgente–vittima–percorso; spettro; panoramica standard; Transmission

Lines (TL) – Parte 1

• Testi di riferimento: Diapositive.
• TL –

Parte 2; Esercizio

1 & 1b (linee)

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Parametri

p.u.l. – Parte 1 & 2; componenti

a 2 morsetti non ideali – Parte 1

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Esercizio

TL

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Componenti

non ideali – Parte 2; Diafonia

• Parte 1: parametri p.u.l. di linee a 3 conduttori; Esercizio 3
• Testi di riferimento: Diapositive.
• Diafonia
• Parte 2:

accoppiamento capacitivo, induttivo, impedenza comune; fili schermati; Esercizio

4

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Diafonia
• Parte 3:

coppia twistata; demo MaxwellSV; Esercizio 4bis

• Testi di riferimento: Diapositive.
• MTL

(Multiconductor Transmission Lines)

• Testi di riferimento: Diapositive.
• MTL
• esercitazioni; Esercizio

6

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Emissioni

condotte; Emissioni

irradiate – Parte 1

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Emissioni

irradiate – Parte 2; Esercizio

7a: emissioni irradiate LF (Matlab)

• Testi di riferimento: Diapositive.
• Schermatura (SE; rifl./ass.; fessure/giunzioni; RAM); Esercizio

7b: emissioni irradiate LF (MaxwellSV); Esercizio 8: schermatura.

• Testi di riferimento: Diapositive.

Esame orale finalizzato a verificare le conoscenze acquisite dallo studente e la capacità di analizzare un problema di compatibilità elettromagnetica in ambito industriale, delineando strategie di progettazione e tecnologie di protezione dai disturbi elettromagnetici.

• Appunti del docente
• C. R. Paul, Introduzione alla Compatibilità Elettromagnetica, Hoepli, 2006

Il corso si prefigge l’obiettivo di insegnare allo studente tecniche avanzate di conversione e di regolazione dell’energia nei sistemi elettrici di potenza, tramite dispositivi allo stato solido. Questa materia fa da raccordo tra l’elettrotecnica, l’elettronica, la teoria dei controlli e gli impianti elettrici. Lo studente acquisirà una conoscenza approfondita delle tecniche di modulazione PWM, della teoria della potenza istantanea, dei filtri attivi, dei convertitori per generazione distribuita e per la trasmissione in corrente continua. Lo studente sarà in grado di analizzare il funzionamento dei suddetti convertitori sia a regime permanente che in regime transitorio, in maniera analitica che tramite simulazioni numeriche; inoltre sarà in grado di realizzare una loro progettazione di massima a partire da specifiche di progetto quali tensioni e correnti di ingresso ed uscita, distorsione armonica totale, etc.; infine sarà in grado di effettuare una progettazione preliminare dei sistemi di controllo ad anello chiuso di tali convertitori. Per mezzo di esercitazioni numeriche in classe, simulazioni al calcolatore e prove di laboratorio, lo studente acquisirà capacità di confronto critico nell’analisi dei suddetti convertitori e nel confronto tra possibile soluzioni di progettazione dei convertitori. Tramite il confronto continuo con il docente ed i compagni ed anche grazie alla preparazione per l’esame orale, lo studente acquisirà notevoli capacita di comunicare quanto appreso nel corso. Attraverso lo studio autonomo su diversi libri di testo consigliati dal docente, lo studente esplorerà diversi modi di spiegare la materia da parte di autori internazionali di riferimento, in modo da sviluppare la capacità di proseguire lo studio in modo autonomo anche dopo il sostenimento dell’esame.

Il corso ha lo scopo di introdurre lo studente alla progettazione e al funzionamento di sistemi di trasmissione in corrente continua ad alta tensione (HVDC), oltre a fornire una conoscenza di base dei concetti di distribuzione in c.c.

ll corso è indirizzato agli allievi elettrici e non ed ha come obiettivo la formazione di base sulle maggiori tecnologie oggi utilizzate per la produzione di energia elettrica. Il corso permette di apprendere le conoscenze fondamentali sui grandi impianti di produzione dell'energia elettrica, in particolare sulle centrali idroelettriche, termoelettriche a vapore a combustibile fossile, a gas a ciclo combinato, eoliche e fotovoltaici. Vengono altresì trattate le problematiche elettriche di centrale relative al macchinario elettrico (generatori e trasformatori elevatori di centrale, ecc.) sua regolazione e protezione.

Visione integrata delle esigenze e complessità per configurare e strutturare un impianto elettrico di distribuzione MT/BT e microreti con integrazione di generazione locale e sistemi di controllo avanzati, nella duplice ottica di analisi delle criticità nella sua progettazione ed il suo adeguato dimensionamento per il ciclo di vita, nonché di previsione e predisposizione ai vari assetti di esercizio e gestione.

Il corso si propone di introdurre lo studente alle problematiche di progettazione e all'analisi del funzionamento delle reti di trasmissione dell'energia elettrica in corrente alternata in alta (AT) e altissima (AAT) tensione, e a dare una conoscenza basilare dei sistemi ad alta tensione in corrente continua (HVDC)

ll laboratorio si propone di introdurre lo studente ai principi di progettazione in BIM (Building Information Modeling) attraverso l'acquisizione dei concetti per la modellazione degli edifici e delle infrastrutture con particolare riferimento agli impianti elettrici e tecnologici in una visione integrata e multidisciplinare (BIM Manager).

Studio delle principali tipologie di machine elettriche rotanti per applicazioni ad alta densità di coppia. Analisi delle caratteristiche di sovraccaricabilità elettromagnetica, delle sollecitazioni meccaniche delle parti rotanti e del comportamento termico in regime permanente e transitorio.

Il corso si propone di fornire allo studente i principi fondamentali per la pianificazione e la gestione delle reti elettriche, dalla trasmissione alla distribuzione, tenendo conto della loro naturale evoluzione verso le Smart Grid. Oltre ai fondamenti sulla struttura dei sistemi elettrici, verranno analizzati i principi di funzionamento dei mercati elettrici, individuando gli enti e le autorità coinvolte con le relative funzioni, e analizzando l’impatto dei meccanismi di mercati sulla pianificazione e l’esercizio del sistema elettrico. Verranno presentati gli strumenti per la pianificazione dei sistemi elettrici, usando modelli semplificati e nozioni di power systems economics. Si analizzeranno le disposizioni legislative-normative e le regole di esercizio delle reti elettriche di trasmissione e di distribuzione, con particolate riferimento a quelle che riguardano le interazioni fra reti elettriche, impianti di produzione a fonti rinnovabili e sistemi di storage, in ottica smart grid.

Conoscenza degli impianti elettrici di media e bassa tensione

Conoscenza di microreti con rinnovabili e accumulo

Dimensionamento di impianti

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
1. Analisi della potenza di progetto per un sistema elettrico. Strategia coordinata della progettazione, realizzazione, esercizio e manutenzione degli impianti utilizzatori. Utenza luce. Apparecchi illuminanti e illuminazione. Progetto dell’'impianto di illuminazione. Illuminazione degli interni e degli esterni (strade, grandi aree e gallerie). Utenza EI/FM. Impianti elettrici per utenze civili. Impianti elettrici per processi industriali.

2. Impianto di distribuzione: funzionamento normale e anomalo dei circuiti. Criteri di progettazione: componenti e configurazione dei circuiti. Funzionamento normale ed anomalo dei circuiti. Sovraccorrenti e vita termica dei componenti. Calcolo delle correnti Correnti di corto circuito: metodo delle correnti caratteristiche CCM. Dispositivi di protezione contro le sovracorrenti. Comandi funzionali, protezione e manovre. Interruttori automatici. Fusibili. Coordinamento tra dispositivi di protezione e componenti dell’impianto utilizzatore. Quadri elettrici. Supervisione e telecontrollo dei sistemi elettrici. Sistemi SCADA. I sistemi di controllo delle utenze mediante BUS. Domotica e building automation.

3. Alimentazione da rete e autoalimentazione degli impianti elettrici utilizzatori. Architetture di rete con generazione fotovoltaica e sistemi di accumulo. Sistemi di continuità, di soccorso e di emergenza. Controllo della domanda di potenza elettrica e la cogenerazione. Il rifasamento degli impianti . Utenza elettrica ed area di utenza. Organizzazione delle aree di assorbimento in ambito industriale, portuale, complessi commerciali, ospedalieri, residenziali e del terziario Razionalizzazione dell’energia e risparmio energetico. Tariffe elettriche e contratti di fornitura. Allaccio di sistemi di accumulo elettrico.

4. Reti di media tensione. Cabina di trasformazione e distribuzione in media tensione. Regole tecniche di connessione alla rete pubblica. Protezioni MT. Selettività e coordinamento delle protezioni.

5. Microgrid di utenze multisorgente. Architetture di rete per microgrid. Aggregazione di utenze. Comunità energetiche. Problematiche regolatorie.

6. La sicurezza e funzionalità negli impianti elettrici utilizzatori. I rischi derivanti dall'energia elettrica: shock elettrico, innesco di incendio, arc flash. Effetti della corrente sul corpo umano. Analisi convenzionale del rischio : misure di protezione. Protezione dai contatti diretti e dai contatti indiretti. Condizioni di sicurezza per i sistemi TN, TT, IT. Costituzione e progettazione dell'impianto di terra. La protezione di complessi di edifici dalle scariche atmosferiche. Esercizio degli impianti elettrici. Procedure di lavoro e manutenzione. Analisi ed assessment del rischio: teoria delle transizioni per i nodi elettrici. Piani di gestione e manutenzione.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS

L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Durante il corso sarà sviluppato un progetto (opzionale).

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
Dispense del corso.

Materiale tecnico e articoli forniti dal docente.

Impianti Elettrici di Utilizzazione e Microreti Sostenibili e Intelligenti. L. Martirano. Edizioni Amazon 2025.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
papers of the teacher

Conoscenza degli impianti elettrici di media e bassa tensione

Conoscenza di microreti con rinnovabili e accumulo

Dimensionamento di impianti

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
1. Analisi della potenza di progetto per un sistema elettrico. Strategia coordinata della progettazione, realizzazione, esercizio e manutenzione degli impianti utilizzatori. Utenza luce. Apparecchi illuminanti e illuminazione. Progetto dell’'impianto di illuminazione. Illuminazione degli interni e degli esterni (strade, grandi aree e gallerie). Utenza EI/FM. Impianti elettrici per utenze civili. Impianti elettrici per processi industriali.

2. Impianto di distribuzione: funzionamento normale e anomalo dei circuiti. Criteri di progettazione: componenti e configurazione dei circuiti. Funzionamento normale ed anomalo dei circuiti. Sovraccorrenti e vita termica dei componenti. Calcolo delle correnti Correnti di corto circuito: metodo delle correnti caratteristiche CCM. Dispositivi di protezione contro le sovracorrenti. Comandi funzionali, protezione e manovre. Interruttori automatici. Fusibili. Coordinamento tra dispositivi di protezione e componenti dell’impianto utilizzatore. Quadri elettrici. Supervisione e telecontrollo dei sistemi elettrici. Sistemi SCADA. I sistemi di controllo delle utenze mediante BUS. Domotica e building automation.

3. Alimentazione da rete e autoalimentazione degli impianti elettrici utilizzatori. Architetture di rete con generazione fotovoltaica e sistemi di accumulo. Sistemi di continuità, di soccorso e di emergenza. Controllo della domanda di potenza elettrica e la cogenerazione. Il rifasamento degli impianti . Utenza elettrica ed area di utenza. Organizzazione delle aree di assorbimento in ambito industriale, portuale, complessi commerciali, ospedalieri, residenziali e del terziario Razionalizzazione dell’energia e risparmio energetico. Tariffe elettriche e contratti di fornitura. Allaccio di sistemi di accumulo elettrico.

4. Reti di media tensione. Cabina di trasformazione e distribuzione in media tensione. Regole tecniche di connessione alla rete pubblica. Protezioni MT. Selettività e coordinamento delle protezioni.

5. Microgrid di utenze multisorgente. Architetture di rete per microgrid. Aggregazione di utenze. Comunità energetiche. Problematiche regolatorie.

6. La sicurezza e funzionalità negli impianti elettrici utilizzatori. I rischi derivanti dall'energia elettrica: shock elettrico, innesco di incendio, arc flash. Effetti della corrente sul corpo umano. Analisi convenzionale del rischio : misure di protezione. Protezione dai contatti diretti e dai contatti indiretti. Condizioni di sicurezza per i sistemi TN, TT, IT. Costituzione e progettazione dell'impianto di terra. La protezione di complessi di edifici dalle scariche atmosferiche. Esercizio degli impianti elettrici. Procedure di lavoro e manutenzione. Analisi ed assessment del rischio: teoria delle transizioni per i nodi elettrici. Piani di gestione e manutenzione.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS

L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Durante il corso sarà sviluppato un progetto (opzionale).

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
Dispense del corso.

Materiale tecnico e articoli forniti dal docente.

Impianti Elettrici di Utilizzazione e Microreti Sostenibili e Intelligenti. L. Martirano. Edizioni Amazon 2025.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
papers of the teacher

Il corso fornisce allo studente gli strumenti per la progettazione di micro/nanodispositivi elettrici ed elettromagnetici. Competenze acquisite: comprendere la terminologia della fisica, saper impostare un problema di fisica generale, introducendo le opportune approssimazioni, saper valutare quale delle leggi fondamentali della fisica applicare per la comprensione e soluzione dei vari problemi, saper valutare le quantità fisiche, saper riconoscere i limiti di validità delle modellazioni teoriche utilizzate, saper lavorare in gruppo, saper operare in laboratorio, conoscenze di elettromagnetismo classico ed elettromagnetismo della materia, conoscenze di struttura della materia e meccanica quantistica.

Richiami di Elettromagnetismo:

Fenomeni propagativi: Linee di trasmissione, schermatura elettromagnetica

Modellazione elettrica ed elettromagnetica:

Nanotubi di carbonio e grafene;

Nanocomponenti per circuiti elettrici;

proprietà elettriche di nanocompositi: permettività dielettrica complessa;

Nanomateriali per la sensoristica;

Nanointerconnessioni;

Nanomateriali per la schermatura elettromagnetica: nanocompositi polimerici a base grafene.

Metalli trasparenti;

Film sottili schermanti;

Nanomateriali e dispositivi per energy harvesting.

Applicazioni:

Nanomateriali a base di grafene; materiali per la schermatura elettromagnetica; produzione di vernici e coating conduttivi mediante spruzzatura; produzione e caratterizzazione di materiali piezoelettrici a matrice polimerica.

Laboratorio:

Laboratorio di simulazione e calcolo finalizzato allo sviluppo di codici Matlab per l'implementazione dei modelli di simulazione di nanomateriali e nanointerconnessioni studiati

Laboratorio di nanotecnologie (presso CNIS) per la caratterizzazione e produsione di nanomateriali a base grafene.

• Introduzione al corso. Introduzione alle nanotecnologie. Miniaturizzazione circuiti elettrici: interconnessioni e requisiti per integrità di segnale ed integrità di potenza (1a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Nanointerconnessioni: ITRS e requisiti di progetto. Definizione di half pitch. I limiti del rame. Il quantum wire come soluzione al problema della miniaturizzazione delle nanointerconnessioni. Richiami di elettromagnetismo: il modello delle linee di trasmissione (2a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Laboratorio di calcolo. Implementazione del modello delle linee di trasmissione. Equazioni di propagazione di carica p.u.l. e corrente per il quantum wire (3a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Nanotubi di carbonio: proprietà, caratteristiche e metodi di produzione. Modello dei telegrafisti per l'analisi della propagazione di carica p.u.l. e corrente lungo nanotubi di carbonio a singola parete. Definizione di numero di canali conduttivi. Significato dei parametri quantici. Laboratorio di calcolo: implementazione modello delle linee di trasmissione per il nanotubi di carbonio a parete singola (4a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Fasci di nanotubi di carbonio: modello equivalente a conduttore singolo. Nanotubi a parete multipla: modello equivalente a conduttore singolo. Circuiti equivalenti. Il grafene: proprietà e tecniche di produzione (5a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Nanoribbon di grafene per nanointerconnessioni. Conducibilità del grafene: modello di Kubo. Nanocompositi a base grafene: tecniche di produzione. La percolazione nei compositi a matrice polimerica (6a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Richiami di elettromagnetismo: schermatura elettromagnetica. Criteri di progetto di schermi elettromagnetici nanostrutturati. Implementazione modello in Matlab (7a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Nanomaterials for EM shielding: transparent metals, multilayered ferromagnetic-metallic thin films. Vernici conduttive caricate con nanostrutture di grafene e inchiostri conduttivi (8a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso
• Energy harvesting: introduzione; materiali piezoelettrici; nanomateriali polimerici piezoelettrici. Uso responsabile delle nanotecnologie: aspetti di sicurezza e citotossicità di nanomateriali (9a settimana)
• Testi di riferimento: Dispense disponibili sul canale Moodle e sul canale Classroom.del corso

La prova orale è finalizzata a verificare l'apprendimento da parte dello studente degli argomenti trattati nel corso.

Appunti del docente

Materiale di approfondimento fornito dal docente

Il materiale del corso è disponibile su Moodle Sapienza e sul canale Classroom (Codice Classroom: la2l4ud, Link di invito: https://classroom.google.com/c/MTc2MDcwNjg3ODQ3?cjc=la2l4ud)

Conoscenza e capacità di comprensione

Lo studente acquisisce una solida conoscenza dei principali dispositivi a semiconduttore per l’elettronica di potenza, comprendendone i principi di funzionamento, le caratteristiche statiche e dinamiche e le differenze tra tecnologie a banda proibita tradizionale e larga (Si, SiC, GaN).

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Lo studente sarà in grado di analizzare e selezionare dispositivi di potenza appropriati per specifiche applicazioni di conversione, valutando le prestazioni in termini di perdite, velocità di commutazione e limiti termici.

Autonomia di giudizio

Lo studente svilupperà la capacità di confrontare criticamente diverse tecnologie e topologie di dispositivi, formulando giudizi autonomi sulla scelta più idonea in funzione delle condizioni operative e dei vincoli applicativi.

Abilità comunicative

Lo studente sarà in grado di descrivere in modo chiaro e rigoroso il comportamento elettrico e fisico dei dispositivi di potenza, utilizzando la terminologia tecnica appropriata e supportando le proprie argomentazioni con modelli e dati quantitativi.

Capacità d’apprendimento

Lo studente acquisirà la capacità di aggiornarsi autonomamente sull’evoluzione delle tecnologie dei semiconduttori di potenza, attraverso la consultazione di pubblicazioni scientifiche e datasheet industriali.

Ripasso di dispositivi a semiconduttore

Diodi di potenza PiN, Schottky e Merged PiN-Schottky

Tiristore

MOSFET di potenza in silicio

IGBT

Materiale semiconduttore a larga banda proibita per l'elettronica di potenza (SiC e GaN)

Diodo Schottky in SiC

MOSFET di potenza in SiC

Transistor ad alta mobilità elettronica in GaN

• Settimana 1: Richiami di fisica dei semiconduttori, giunzione p–n e caratteristiche I–V di base.
• Testi di riferimento: Kassakian et al., Principles of Power Electronics, cap. 16 (Review of Semiconductor Devices).
• Settimana 2 – Diodi PiN, Schottky e Merged PiN-Schottky.
• Testi di riferimento: Mohan et al., Power Electronics, cap. 20 (Power Diodes).
• Settimana 3 – Tiristore
• Testi di riferimento: Mohan et al., cap. 23 (Thyristors)
• Settimana 4 – MOSFET di potenza in silicio
• Testi di riferimento: Mohan et al., cap. 22 (Power MOSFETs). Baliga, cap. 6 (Power MOSFETs). Kassakian et al., cap. 17.5–17.6 (Power MOSFET e Superjunction MOSFET).
• Settimana 5 – IGBT.
• Testi di riferimento: Mohan et al., cap. 25 (Insulated Gate Bipolar Transistors). Baliga, cap. 8 (IGBTs). Kassakian et al., § 17.7 (IGBT).
• Settimana 6 – Proprietà dei materiali wide-bandgap (SiC e GaN) e Figure of Merit.
• Testi di riferimento: Baliga, cap. 11 (Materials and Figures of Merit). Baliga (IEEE JESTPE, 2023).
• Settimana 7 – Diodi e MOSFET in SiC
• Testi di riferimento: Baliga, capp. 12–13 (SiC Diodes e SiC MOSFETs). Baliga (IEEE JESTPE, 2023).
• Settimana 8 – Transistor in nitruro di gallio
• Testi di riferimento: Lidow et al., GaN Transistors for Efficient Power Conversion, capp. 1–3 (HEMT physics, E-mode/D-mode GaN). Zojer et al., Infineon WP 2024.
• Settimana 9 – Switch monolitici bidirezionali.
• Testi di riferimento: Veliadis & Jahns, IEEE Power Electronics Magazine, 2025. Leong & Das, Infineon WP 2025. Monolithic Bidirectional Power Transistors, Infineon 2024.
• Settimana 10 – Parametri dinamici e modelli dei dispositivi di potenza.
• Testi di riferimento: documentazione tecnica fornita dal docente
• Settimana 11 – Lettura di datasheet e applicazioni nei convertitori a commutazione forzata.
• Testi di riferimento: documentazione tecnica fornita dal docente
• Settimana 12 – Sintesi finale e confronto tra famiglie di dispositivi.
• Testi di riferimento: Riepilogo da tutti i testi principali e materiali didattici del docente.

La prova consiste nel valutare un modello di simulazione realizzato mediante il software di simulazione PLECS.

N. Mohan, T. M. Undeland, and W. P. Robbins, Power Electronics: Converters, Applications, and Design, 3rd ed., Hoboken, NJ: John Wiley & Sons, 2003.

Kassakian, J. G., Perreault, D. J., Verghese, G. C., & Schlecht, M. F., Principles of Power Electronics, 2ª ed., Cambridge University Press, 2023

B. J. Baliga, Fundamentals of Power Semiconductor Devices, 2ª ed., Springer, 2019

B. J. Baliga, "Silicon Carbide Power Devices: Progress and Future Outlook," in IEEE Journal of

Emerging and Selected Topics in Power Electronics, vol. 11, no. 3, pp. 2400-2411, June 2023

Lidow, A., de Rooji, M., Glaser, J., Pozo, A., Zhang, S., Palma, M., Reusch, D., Strydom, J., &, GaN

Transistors for Efficient Power Conversion, 4ª ed., John Wiley & Sons, 2025

B. Zojer, F. Di Domenico, and E. Persson, Operation and Features of High-Voltage CoolGaN™

Transistors, Infineon Technologies Austria AG, White Paper, Version 1.0, Oct. 2024. [Online].

Available: https://www.infineon.com/

V. Veliadis and T. M. Jahns, “Monolithic Bidirectional Lateral GaN Switches Reinvigorate Power

Electronics Applications,” IEEE Power Electronics Magazine, vol. 12, no. 1, pp. 22–28, Mar. 2025,

doi: 10.1109/MPEL.2025.3528696.

K. K. L. Leong and P. Das, CoolGaN™ Bidirectional Switch 650 V G5: Fundamentals and Design

Considerations, Infineon Technologies AG, White Paper, Version 1.1_EN, May 2025. [Online].

Available: https://www.infineon.com/cms/en/product/power/gallium-nitride/gan-bidirectional-switch/hvgan-

bidirectional-switch/

Monolithic Bidirectional Power Transistors, Infineon Technologies AG, White Paper, 2024.

lIl corso si propone di fornire agli studenti le conoscenze teoriche e gli strumenti metodologici necessari per l'analisi e la comprensione dei sistemi elettrici per il trasporto ferroviario e, più in generale, per i sistemi di trasporto di massa. Il percorso formativo affronta in maniera integrata i principali sottosistemi della trazione elettrica ferroviaria, approfondendo le architetture elettriche, i sistemi di elettrificazione, le sottostazioni elettriche di trazione, la linea di contatto e gli aspetti energetici e prestazionali del sistema ferroviario. Il corso integra lezioni teoriche con esercitazioni numeriche finalizzate all'applicazione dei concetti trattati e all'analisi di problemi ingegneristici tipici del settore ferroviario, consentendo agli studenti di sviluppare capacità di valutazione delle prestazioni e di interpretazione dei risultati. Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:  comprendere l'architettura, il funzionamento e le principali tecnologie dei sistemi elettrici ferroviari e degli impianti di alimentazione della trazione;  analizzare il comportamento energetico e prestazionale dei sistemi ferroviari mediante opportuni strumenti di analisi;  valutare le caratteristiche di funzionamento dei sistemi di alimentazione della trazione ferroviaria attraverso approcci analitici e numerici;  risolvere problemi ingegneristici relativi ai sistemi elettrici ferroviari applicando le conoscenze acquisite durante il corso;  interpretare criticamente i risultati delle analisi e individuare le soluzioni tecniche più appropriate;  sviluppare autonomia di giudizio nell'analisi dei sistemi elettrici ferroviari;  Comunicare in modo efficace concetti, metodologie e risultati tecnici nell'ambito dei sistemi elettrici per il trasporto ferroviario.

Il corso intende promuovere la comprensione degli attuali e probabili futuri sviluppi delle tecnologie connesse all’utilizzo efficiente delle fonti energetiche rinnovabili per la generazione combinata di elettricità, calore e freddo, con particolare riferimento alla loro applicazione/integrazione nel progetto degli edifici in contesti urbani o rurali, per usi finali quali l’alimentazione elettrica, il riscaldamento, la refrigerazione e il condizionamento dell’aria.

Il corso si propone di fornire le conoscenze necessarie per affrontare la progettazione di massima di un veicolo elettrico.

Lo studente viene posto a conoscenza delle problematiche pratiche inerenti il disegno, la costruzione ed il funzionamento delle principali macchine elettriche preposte alla conversione elettromagnetica/elettromeccanica dell'energia, e per azionamenti. Le nozioni progettuali mettono lo studente in condizioni di poter affrontare criticamente l'uso di strumenti di calcolo e simulazione avanzati per il disegno delle macchine elettriche (FEM/FEA/CAD).

I risultati del lavoro dell’Allievo sono documentati da un elaborato che viene sottoposto alla Commissione degli Esami di laurea. La valutazione da parte di tale Commissione dell’elaborato concorre alla formazione del voto finale. La valutazione della tesi di laurea è effettuata con riferimento all’attualità delle tematiche studiate, alla modernità ed all’innovazione delle tecniche di studio proposte, al grado di importanza dei risultati ottenuti. Particolare attenzione viene dedicata alla capacità di sintesi del candidato, all’efficacia della trattazione e alla qualità della presentazione.

Il corso si propone di fornire allo studente conoscenze avanzate in materia sistemi di storage e di infrastrutture per la ricarica di veicoli elettrici, sia di tipo conduttivo che di tipo induttivo.
Nella prima parte il corso tratta di sistemi di storage, riportando una panoramica sulle tecnologie esistenti ed in corso di sviluppo e definendo, per ciascuna di esse, le caratteristiche tecniche, le possibili funzioni e le prestazioni. Si approfondisce poi l’aspetto della integrazione di tali sistemi in un sistema elettrico, definendo i potenziali servizi per applicazioni nella produzione, negli usi finali e nelle reti elettriche, andando ad investigare le prospettive di sviluppo e le barriere. Viene infine riportato un focus anche sulle attuali realizzazioni e progetti di ricerca in corso.
Nella seconda parte, a partire da una panoramica sui veicoli elettrici e sulle tendenze di diffusione degli stessi su scala nazionale e internazionale, vengono analizzati tutti i possibili sistemi per la ricarica degli stessi, basati sia su tecnologie conduttive che induttive.

Il corso si propone di fornire gli strumenti idonei per la progettazione dell’elettrificazione di una linea di trasporto di massa (viaggiatori e merci), su rotaia. A valle della trattazione dei principali sistemi elettrici impiegati per i veicoli dotati di motori elettrici alimentati da una fonte di energia interna ed esterna (la linea di trazione), viene richiesto all’allievo di svolgere una esercitazione che conduca alla simulazione della marcia dei veicoli ferroviari. Successivamente, trattati i principali sistemi di elettrificazione ferroviaria, viene richiesto all’allievo di svolgere la progettazione dell’elettrificazione ferroviaria a partire da un tracciato predefinito e dalla simulazione di marcia precedentemente realizzata.

SMART GRIDS
Conoscenza degli impianti elettrici di media e bassa tensione

Conoscenza di microreti con rinnovabili e accumulo

Dimensionamento di impianti

MICRO GRIDS
Conoscenza degli impianti elettrici di media e bassa tensione

Conoscenza di microreti con rinnovabili e accumulo

Dimensionamento di impianti

SMART GRIDS
Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
1. Analisi della potenza di progetto per un sistema elettrico. Strategia coordinata della progettazione, realizzazione, esercizio e manutenzione degli impianti utilizzatori. Utenza luce. Apparecchi illuminanti e illuminazione. Progetto dell’'impianto di illuminazione. Illuminazione degli interni e degli esterni (strade, grandi aree e gallerie). Utenza EI/FM. Impianti elettrici per utenze civili. Impianti elettrici per processi industriali.

2. Impianto di distribuzione: funzionamento normale e anomalo dei circuiti. Criteri di progettazione: componenti e configurazione dei circuiti. Funzionamento normale ed anomalo dei circuiti. Sovraccorrenti e vita termica dei componenti. Calcolo delle correnti Correnti di corto circuito: metodo delle correnti caratteristiche CCM. Dispositivi di protezione contro le sovracorrenti. Comandi funzionali, protezione e manovre. Interruttori automatici. Fusibili. Coordinamento tra dispositivi di protezione e componenti dell’impianto utilizzatore. Quadri elettrici. Supervisione e telecontrollo dei sistemi elettrici. Sistemi SCADA. I sistemi di controllo delle utenze mediante BUS. Domotica e building automation.

3. Alimentazione da rete e autoalimentazione degli impianti elettrici utilizzatori. Architetture di rete con generazione fotovoltaica e sistemi di accumulo. Sistemi di continuità, di soccorso e di emergenza. Controllo della domanda di potenza elettrica e la cogenerazione. Il rifasamento degli impianti . Utenza elettrica ed area di utenza. Organizzazione delle aree di assorbimento in ambito industriale, portuale, complessi commerciali, ospedalieri, residenziali e del terziario Razionalizzazione dell’energia e risparmio energetico. Tariffe elettriche e contratti di fornitura. Allaccio di sistemi di accumulo elettrico.

4. Reti di media tensione. Cabina di trasformazione e distribuzione in media tensione. Regole tecniche di connessione alla rete pubblica. Protezioni MT. Selettività e coordinamento delle protezioni.

5. Microgrid di utenze multisorgente. Architetture di rete per microgrid. Aggregazione di utenze. Comunità energetiche. Problematiche regolatorie.

6. La sicurezza e funzionalità negli impianti elettrici utilizzatori. I rischi derivanti dall'energia elettrica: shock elettrico, innesco di incendio, arc flash. Effetti della corrente sul corpo umano. Analisi convenzionale del rischio : misure di protezione. Protezione dai contatti diretti e dai contatti indiretti. Condizioni di sicurezza per i sistemi TN, TT, IT. Costituzione e progettazione dell'impianto di terra. La protezione di complessi di edifici dalle scariche atmosferiche. Esercizio degli impianti elettrici. Procedure di lavoro e manutenzione. Analisi ed assessment del rischio: teoria delle transizioni per i nodi elettrici. Piani di gestione e manutenzione.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS

MICRO GRIDS
Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
1. Analisi della potenza di progetto per un sistema elettrico. Strategia coordinata della progettazione, realizzazione, esercizio e manutenzione degli impianti utilizzatori. Utenza luce. Apparecchi illuminanti e illuminazione. Progetto dell’'impianto di illuminazione. Illuminazione degli interni e degli esterni (strade, grandi aree e gallerie). Utenza EI/FM. Impianti elettrici per utenze civili. Impianti elettrici per processi industriali.

2. Impianto di distribuzione: funzionamento normale e anomalo dei circuiti. Criteri di progettazione: componenti e configurazione dei circuiti. Funzionamento normale ed anomalo dei circuiti. Sovraccorrenti e vita termica dei componenti. Calcolo delle correnti Correnti di corto circuito: metodo delle correnti caratteristiche CCM. Dispositivi di protezione contro le sovracorrenti. Comandi funzionali, protezione e manovre. Interruttori automatici. Fusibili. Coordinamento tra dispositivi di protezione e componenti dell’impianto utilizzatore. Quadri elettrici. Supervisione e telecontrollo dei sistemi elettrici. Sistemi SCADA. I sistemi di controllo delle utenze mediante BUS. Domotica e building automation.

3. Alimentazione da rete e autoalimentazione degli impianti elettrici utilizzatori. Architetture di rete con generazione fotovoltaica e sistemi di accumulo. Sistemi di continuità, di soccorso e di emergenza. Controllo della domanda di potenza elettrica e la cogenerazione. Il rifasamento degli impianti . Utenza elettrica ed area di utenza. Organizzazione delle aree di assorbimento in ambito industriale, portuale, complessi commerciali, ospedalieri, residenziali e del terziario Razionalizzazione dell’energia e risparmio energetico. Tariffe elettriche e contratti di fornitura. Allaccio di sistemi di accumulo elettrico.

4. Reti di media tensione. Cabina di trasformazione e distribuzione in media tensione. Regole tecniche di connessione alla rete pubblica. Protezioni MT. Selettività e coordinamento delle protezioni.

5. Microgrid di utenze multisorgente. Architetture di rete per microgrid. Aggregazione di utenze. Comunità energetiche. Problematiche regolatorie.

6. La sicurezza e funzionalità negli impianti elettrici utilizzatori. I rischi derivanti dall'energia elettrica: shock elettrico, innesco di incendio, arc flash. Effetti della corrente sul corpo umano. Analisi convenzionale del rischio : misure di protezione. Protezione dai contatti diretti e dai contatti indiretti. Condizioni di sicurezza per i sistemi TN, TT, IT. Costituzione e progettazione dell'impianto di terra. La protezione di complessi di edifici dalle scariche atmosferiche. Esercizio degli impianti elettrici. Procedure di lavoro e manutenzione. Analisi ed assessment del rischio: teoria delle transizioni per i nodi elettrici. Piani di gestione e manutenzione.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS

SMART GRIDS
L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Durante il corso sarà sviluppato un progetto (opzionale).

MICRO GRIDS
L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Durante il corso sarà sviluppato un progetto (opzionale).

SMART GRIDS
Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
Dispense del corso.

Materiale tecnico e articoli forniti dal docente.

Impianti Elettrici di Utilizzazione e Microreti Sostenibili e Intelligenti. L. Martirano. Edizioni Amazon 2025.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
papers of the teacher

MICRO GRIDS
Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
Dispense del corso.

Materiale tecnico e articoli forniti dal docente.

Impianti Elettrici di Utilizzazione e Microreti Sostenibili e Intelligenti. L. Martirano. Edizioni Amazon 2025.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
papers of the teacher

Conoscenza degli impianti elettrici di media e bassa tensione

Conoscenza di microreti con rinnovabili e accumulo

Dimensionamento di impianti

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
1. Analisi della potenza di progetto per un sistema elettrico. Strategia coordinata della progettazione, realizzazione, esercizio e manutenzione degli impianti utilizzatori. Utenza luce. Apparecchi illuminanti e illuminazione. Progetto dell’'impianto di illuminazione. Illuminazione degli interni e degli esterni (strade, grandi aree e gallerie). Utenza EI/FM. Impianti elettrici per utenze civili. Impianti elettrici per processi industriali.

2. Impianto di distribuzione: funzionamento normale e anomalo dei circuiti. Criteri di progettazione: componenti e configurazione dei circuiti. Funzionamento normale ed anomalo dei circuiti. Sovraccorrenti e vita termica dei componenti. Calcolo delle correnti Correnti di corto circuito: metodo delle correnti caratteristiche CCM. Dispositivi di protezione contro le sovracorrenti. Comandi funzionali, protezione e manovre. Interruttori automatici. Fusibili. Coordinamento tra dispositivi di protezione e componenti dell’impianto utilizzatore. Quadri elettrici. Supervisione e telecontrollo dei sistemi elettrici. Sistemi SCADA. I sistemi di controllo delle utenze mediante BUS. Domotica e building automation.

3. Alimentazione da rete e autoalimentazione degli impianti elettrici utilizzatori. Architetture di rete con generazione fotovoltaica e sistemi di accumulo. Sistemi di continuità, di soccorso e di emergenza. Controllo della domanda di potenza elettrica e la cogenerazione. Il rifasamento degli impianti . Utenza elettrica ed area di utenza. Organizzazione delle aree di assorbimento in ambito industriale, portuale, complessi commerciali, ospedalieri, residenziali e del terziario Razionalizzazione dell’energia e risparmio energetico. Tariffe elettriche e contratti di fornitura. Allaccio di sistemi di accumulo elettrico.

4. Reti di media tensione. Cabina di trasformazione e distribuzione in media tensione. Regole tecniche di connessione alla rete pubblica. Protezioni MT. Selettività e coordinamento delle protezioni.

5. Microgrid di utenze multisorgente. Architetture di rete per microgrid. Aggregazione di utenze. Comunità energetiche. Problematiche regolatorie.

6. La sicurezza e funzionalità negli impianti elettrici utilizzatori. I rischi derivanti dall'energia elettrica: shock elettrico, innesco di incendio, arc flash. Effetti della corrente sul corpo umano. Analisi convenzionale del rischio : misure di protezione. Protezione dai contatti diretti e dai contatti indiretti. Condizioni di sicurezza per i sistemi TN, TT, IT. Costituzione e progettazione dell'impianto di terra. La protezione di complessi di edifici dalle scariche atmosferiche. Esercizio degli impianti elettrici. Procedure di lavoro e manutenzione. Analisi ed assessment del rischio: teoria delle transizioni per i nodi elettrici. Piani di gestione e manutenzione.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS

L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Durante il corso sarà sviluppato un progetto (opzionale).

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
Dispense del corso.

Materiale tecnico e articoli forniti dal docente.

Impianti Elettrici di Utilizzazione e Microreti Sostenibili e Intelligenti. L. Martirano. Edizioni Amazon 2025.

Modulo: SMART GRIDS
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papers of the teacher

Conoscenza degli impianti elettrici di media e bassa tensione

Conoscenza di microreti con rinnovabili e accumulo

Dimensionamento di impianti

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
1. Analisi della potenza di progetto per un sistema elettrico. Strategia coordinata della progettazione, realizzazione, esercizio e manutenzione degli impianti utilizzatori. Utenza luce. Apparecchi illuminanti e illuminazione. Progetto dell’'impianto di illuminazione. Illuminazione degli interni e degli esterni (strade, grandi aree e gallerie). Utenza EI/FM. Impianti elettrici per utenze civili. Impianti elettrici per processi industriali.

2. Impianto di distribuzione: funzionamento normale e anomalo dei circuiti. Criteri di progettazione: componenti e configurazione dei circuiti. Funzionamento normale ed anomalo dei circuiti. Sovraccorrenti e vita termica dei componenti. Calcolo delle correnti Correnti di corto circuito: metodo delle correnti caratteristiche CCM. Dispositivi di protezione contro le sovracorrenti. Comandi funzionali, protezione e manovre. Interruttori automatici. Fusibili. Coordinamento tra dispositivi di protezione e componenti dell’impianto utilizzatore. Quadri elettrici. Supervisione e telecontrollo dei sistemi elettrici. Sistemi SCADA. I sistemi di controllo delle utenze mediante BUS. Domotica e building automation.

3. Alimentazione da rete e autoalimentazione degli impianti elettrici utilizzatori. Architetture di rete con generazione fotovoltaica e sistemi di accumulo. Sistemi di continuità, di soccorso e di emergenza. Controllo della domanda di potenza elettrica e la cogenerazione. Il rifasamento degli impianti . Utenza elettrica ed area di utenza. Organizzazione delle aree di assorbimento in ambito industriale, portuale, complessi commerciali, ospedalieri, residenziali e del terziario Razionalizzazione dell’energia e risparmio energetico. Tariffe elettriche e contratti di fornitura. Allaccio di sistemi di accumulo elettrico.

4. Reti di media tensione. Cabina di trasformazione e distribuzione in media tensione. Regole tecniche di connessione alla rete pubblica. Protezioni MT. Selettività e coordinamento delle protezioni.

5. Microgrid di utenze multisorgente. Architetture di rete per microgrid. Aggregazione di utenze. Comunità energetiche. Problematiche regolatorie.

6. La sicurezza e funzionalità negli impianti elettrici utilizzatori. I rischi derivanti dall'energia elettrica: shock elettrico, innesco di incendio, arc flash. Effetti della corrente sul corpo umano. Analisi convenzionale del rischio : misure di protezione. Protezione dai contatti diretti e dai contatti indiretti. Condizioni di sicurezza per i sistemi TN, TT, IT. Costituzione e progettazione dell'impianto di terra. La protezione di complessi di edifici dalle scariche atmosferiche. Esercizio degli impianti elettrici. Procedure di lavoro e manutenzione. Analisi ed assessment del rischio: teoria delle transizioni per i nodi elettrici. Piani di gestione e manutenzione.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS

L'esame consiste in una prova scritta ed una orale.

Durante il corso sarà sviluppato un progetto (opzionale).

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
Dispense del corso.

Materiale tecnico e articoli forniti dal docente.

Impianti Elettrici di Utilizzazione e Microreti Sostenibili e Intelligenti. L. Martirano. Edizioni Amazon 2025.

Modulo: SMART GRIDS
N/D
Modulo: MICRO GRIDS
papers of the teacher

1) acquisire competenze culturali e operative per l'utilizzo del software gratuito e multipiattaforma OpenDSS, che è uno strumento completo per la simulazione delle reti di distribuzione, sotto la sponsorizzazione dell'Electric Power Research Institute (EPRI);
2) imparare a modellare i principali componenti dei sistemi energetici e in particolare delle reti di distribuzione, implementando questi modelli con OpenDSS;
3) al termine del corso, essere in grado di studiare le reti di distribuzione mediante simulazioni statiche e dinamiche con OpenDSS, al fine di analizzare le esigenze future legate alle reti intelligenti, alla modernizzazione delle reti, alle ricerche sulle energie rinnovabili e alla diffusione dei sistemi di ricarica dei veicoli elettrici.

Il corso intende fornire agli allievi le conoscenze per progettare e realizzare un'intera catena automatica di misura. sia nell’ambito industriale tradizionale che nelle moderne soluzioni intelligenti connesse all’industria 4.0; intende inoltre fornire le conoscenze sulle soluzioni sia hardware che software per il controllo da remoto della strumentazione automatica di misura, approfondendo le metodologie di elaborazione dei segnali di misura digitali.

Il candidato dovrà produrre un elaborato originale a carattere preferibilmente sperimentale, supportato da adeguato corredo cartografico e iconografico, attraverso cui dimostri di aver acquisito la capacità di gestire ed elaborare autonomamente le competenze teoriche e metodologiche maturate nel corso di studio, con particolare riferimento alla ricerca delle fonti e delle informazioni bibliografiche e cartografiche, alla gestione ed elaborazione deidati statistici, all'esposizione di riflessioni critiche e personali, alla traduzione ed estensionedelle esperienze maturate nell'ambito degli stage e dei tirocini frequentati

Al termine del periodo di tirocinio l'Azienda provvede a formulare una valutazione per testimoniare il completamento delle attività nel rispetto dei tempi minimi previsti.

Sviluppo di una tematica nell'ambito dei convertitori delle macchine e degli azionamenti elettrici.

• nessun testo

Elaborazione di una relazione finale.

Articoli scientifici su riviste internazionali.

Il laboratorio si occupa della tecnologia del trasferimento wireless di potenza (Wireless Power Transfer - WPT) che sta pendendo sempre più piede in svariati ambiti applicativi spaziando dall'ambito domestico (funzionamento di elettrodomestici alimentati senza la necessità di connessioni cablate), a quello della mobilità sostenibile (alimentazione di autovetture elettriche e veicoli leggeri), dall’elettronica di consumo (ricarica cellulari senza fili) alle apparecchiature elettromedicali impiantate (ricarica batterie pacemaker). Il laboratorio fornirà una panoramica delle tecnologie più comunemente utilizzate per il trasferimento di potenza senza fili, con riferimento ai meccanismi fisici alla base del loro funzionamento. Particolare attenzione sarà rivolta al trasferimento di potenza wireless basato sull’accoppiamento induttivo risonante, essendo quello maggiormente utilizzato.

Il corso offre una panoramica completa sui sistemi di Wireless Power Transfer (WPT), con particolare attenzione al trasferimento induttivo. Dopo un’introduzione ai concetti fondamentali, viene proposto un confronto tra le principali tecnologie WPT – tra cui quelle induttive, capacitive, risonanti e radiative – evidenziandone differenze, vantaggi e limiti. Il cuore del corso è dedicato alla teoria dei sistemi WPT induttivi, con approfondimenti su modellazione, criteri di progettazione e ottimizzazione dell’efficienza. Gli studenti affronteranno simulazioni circuitali (es. con SPICE o software equivalenti) e simulazioni numeriche elettromagnetiche (basate su FEM) per analizzare il comportamento dei sistemi. Il corso prevede infine esercitazioni numeriche e pratiche, volte ad applicare le nozioni teoriche in contesti reali e sperimentali.

• Teoria dei sistemi wireless
• Tecnologia induttiva risonante
• Analisi circuitale
• Analisi numerica
• Esercitazioni

Durante il corso, agli studenti sarà richiesto di sviluppare una tesina su un tema concordato, che sarà oggetto di discussione in sede di colloquio orale.

Wireless Power Transfer for E-Mobility- Fundamentals and Design Guidelines for Wireless Charging of Electric Vehicles