Electrical Engineering - University of Cagliari Catalogue Listing (Elenco degli Insegnamenti - DM 509)

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1 Electrical Engineering - University of Cagliari Catalogue Listing (Elenco degli Insegnamenti - DM 509) Compulsory Courses (Corsi Obbligatori) Advanced Circuit Theory (Modellistica circuitale) Code: Credits: 6 Prof. Barbara CANNAS - cannas@diee.unica.it Topics Introduction: One port immittance functions, Synthesis of passive one port networks, Positive real functions, Tellegen s theorem, Boucherot theorem, Brune s theorem. Synthesis of passive one port networks: Realizability conditions of LC, RC & RLC, Synthesis of LC, RC & RLC networks; Cauer and Foster canonical forms. Synthesis of RLC networks: Brune s cycle. Two-port LCR network synthesis: The scattering matrix (reflection coefficient), Feldtkeller conditions, Scattering transfer parameters. Modern filter synthesis (Darlington procedure). Modern Filter Design: Design philosophy, the amplitude approximation, Butterworth, Chebycheff approximations etc., Realisation, Frequency transformations. Introduction to active filters. Prequalification - The Courses of Electrotechnics 1 and 2. Programma - Introduzione: Funzioni immettenza, Bipoli passivi, Funzioni reali positive, teorema di Tellegen, teorema di Boucherot, condizioni di Brune. Sintesi di bipoli passivi: condizioni di realizzabilità di bipoli LC, RC & RLC, Sintesi di bipoli LC, RC & RLC, forme canoniche di Cauer e Foster. Sintesi di bipoli RLC: ciclo di Brune. Sintesi di reti 2-porte: la matrice di scattering (il coefficiente di riflessione), condizioni di Feldtkeller, i parametri di trasferimento nella matrice di Scattering. Moderna sintesi di filtri (procedura di Darlington). Progetto di filtri: filosofia di progetto, l approssimazione d ampiezza, approssimazioni di Butterworth, Chebycheff etc., Realizzazione, Trasformazioni in frequenza. Introduzione ai filtri attivi. Prerequisiti I corsi di Elettrotecnica 1 e 2. Applications of Electronics (Applicazioni di Elettronica) Code: Credits: 3 Prof. Mario Tosi tosi@diee.unica.it Topics Amplifiers with feedback circuits. Basic configurations and feedback effects. Bipolar Junction Transistor (BJT) operating at high frequency. Bandwidth in BJT amplifiers. Voltage regulators. Sine oscillators: Wien bridge oscillator; phase shift oscillator; resonant oscillator; 3-points oscillator (Hartley and Colpitts). Square and triangular waveform generators. PWM modulation of a square waveform. Integrated timer 555. Energy balance in class A and B power amplifiers. Bistable multivibrator (Flip-Flop). S-R, D, J-K and T Flip-Flop. Binary memory register. Pulse frequency divider. Binary pulse counter. Binary Multiplexer and Demultiplexer devices. Binary Decoder and Encoder. Memory Shift Register. Binary memory devices. Digital/Analog (D/A) and Analog/Digital (A/D) Converters. Basic architecture of microprocessor-based systems. Prequalification The Course of Electronics. Programma La retroazione negli amplificatori. Configurazioni fondamentali ed effetti della controreazione. Transistore bipolare (BJT) in alta frequenza. Banda passante negli amplificatori a BJT. Regolatori di tensione. Oscillatori sinusoidali: oscillatore a ponte di Wien; oscillatore a sfasamento; oscillatore risonante; oscillatore a tre punti (Hartley e Colpitts). Generatori di forma d onda rettangolare e triangolare. Modulazione PWM di onda quadra. Timer integrato 555. Bilancio energetico negli amplificatori di potenza in classe A e B. Multivibratore bistabile (Flip-Flop). Flip-Flop di tipo SR, D, JK e T. Registro di memoria binario. Divisore di frequenza di impulsi. Contatore binario di impulsi. Multiplexer e Demultiplexer binari. Decoder ed Encoder binari. Registro di memoria a scorrimento. Dispositivi di memoria. Convertitori Digitale/Analogico (D/A) e Analogico/Digitale (A/D). Architettura generale dei sistemi a microprocessore. Propedeuticità Il corso di Elettronica. Calculus 1 6 credits Prof. Stella VERNIER Topics Electrical Engineering - University of Cagliari - Catalogue List pag. 1

2 Sets of natural, integers, rational numbers. Real numbers: operations and their proprieties. Distance. Subsets of real numbers. Greatest and least upper bound; maximum and minimum, accumulation, isolated, internal, external, boundary points; bounded, open, closed sets. Complex number system: definition, algebric formulas and properties. Geometric interpretation, modulus and argument. De Moivre s theorem, n-th roots. Real functions. Domain, graph of elementary functions. Bounded, periodic, symmetric, monotonic, composite and inverse functions. Limit of a real function. Basic limit theorems. Continuous functions. The definition of continuity and basic theorems. Types of discontinuities. Weierstrass Theorem. The intermediate value theorem. Differential calculus. Definition of derivative. The algebra of derivatives. The derivative of polynomials, of rational, exponential, logarithm, trigonometric functions. Geometric interpretation. Higher derivatives. The chain rule. Estreme values of a function. Increasing and decreasing functions, The mean value, Rolle Cauchy, DeL Hopital theorems. Second derivative test for extrema. Convex and concave functions. Graph. Taylor and MacLaurin formula. Integral calculus. Antiderivative. Partitions of intervals. Definition of integral by upper and lower integrals. The area of a set. Theory and techniques of integrations. Sequences and infinite series. Convergence.Telescopic and geometric series. Tests for convergence. Prequalification - None. Calculus 2 6 credits Prof. Stella VERNIER Topics Functions in RN. Sets in RN: accumulation, isolated, internal, external, boundary points; bounded, open, closed, compact, connected sets. Functions of several variables in RN, domain, image; definition and properties of limits. Limit theorems. Continuity. Partial derivatives. Higher derivatives. The total differential. Tangent plane. Taylor formula. The chain rule. Implicit functions. Maxima and minima. Local maximum and minimum. Critical points of a smooth function. The second derivative test. Maximum principle for harmonic functions. Maxima and minima with constraints. Curves and surfaces. Plane Curves: parametric equations, implicit form, smooth, piecewise, simple, closed, oriented curves. Length of arc in parametric, Cartesian, polar form. Curves in R3. Surfaces in R3: parametric and Cartesian form, normal vector to a surface. Multiple integrals. Double integral. Integration over normal regions. Normal regions in polar coordinates. Triple integral: Integration over normal regions, cylindrical coordinates and applications. Volume. Line and surface integrals. Line integrals, applications. Area of smooth surfaces, of a surface of revolution. Surfaces Integrals. Green s theorem, Stokes theorem and their applications. Differential equations. First order equations: solutions, existence and uniqueness of the solution of a Cauchy problem. Separable, linear, Bernoulli, Clairaut equations.homogeneous and non homogeneous linear equations. Liouville theorem. Linear equations with constant coefficients of n-order. Infinite series of functions. Convergence pointwise, uniform. Power series. Taylor and Mac Laurin series. Prequalification - Calculus 1. Electrical and Magnetic Devices Design (Progettazione Automatica di Dispositivi Elettrici e Magnetici) Code: Credits: 6 Ing. Pietro TESTONI - ptestoni@diee.unica.it Topics Review of Maxwell s equations and their formulations in terms of potential: electric scalar potential, magnetic vector potential, magnetic scalar potential. Harmonic analyses using complex formalism. Boundary conditions. The finite element method in one dimension: the direct formulation. The finite element method in two dimensions. The variational formulation: the Ritz method. The weighted residual method, the Galerkin method. Poisson s equation solution with finite element method. Linear and non linear sets solution. 3-D eddy currents computation. Electromagnetic field evaluation from magnetic and scalar potentials. Electromagnetic macros. Tutorials: 1 Electrostatic field of two infinite, parallel cylindrical conductors. 2 Electrostatic field in a two plate capacitor with two dielectrics 3 2D, linear, magnetostatic analysis of a solenoid actuator. 4 2D, non linear, static analysis of a ferromagnetic conductor. 5 Transient, linear analysis of a solenoid actuator. 6 Harmonic and linear analysis of a stranded coil excited by a voltage generator. 7 Eddy current analysis of an hollow sphere immersed in an harmonic magnetic field. 8 Analysis of a stranded coil excited by an external circuit. Prequalification None. Programma Richiami delle equazioni di Maxwell e formulazione in termini di potenziale: potenziale scalare elettrico, potenziale vettore magnetico, potenziale scalare magnetico. Analisi di campi armonici. Condizioni al contorno. Il metodo degli elementi finiti in una dimensione: formulazione diretta. Il metodo degli elementi finiti in due dimensioni. Formulazione variazionale: il metodo di Ritz. Il metodo del residuo pesato e il metodo di Galerkin. Risoluzione dell equazione di Poisson con il metodo degli elementi finiti. Soluzione di sistemi lineari e non lineari. Il Calcolo delle correnti indotte in 3-D Quantità derivate dalle formulazioni a potenziale scalare e a potenziale vettore. Macro elettromagnetiche. Esercitazioni: 1 Campo elettrostatico bidimensionale generato da due conduttori cilindrici, paralleli, indefiniti. 2 Campo elettrostatico di un condensatore piano a due dielettrici. 3 Analisi magnetostatica, lineare, bidimensionale di un attuatore solenoidale. 4 Analisi statica, non lineare, bidimensionale Electrical Engineering - University of Cagliari - Catalogue List pag. 2

3 di un conduttore ferromagnetico percorso da corrente. 5 Analisi transitoria e lineare di un attuatore solenoidale. 6 Analisi armonica e lineare di una bobina alimentata in tensione. 7 Analisi delle correnti indotte in una sfera cava immersa in un campo magnetico variabile sinusoidalmente. 8 Analisi di un avvolgimento eccitato da un circuito esterno. Prerequisti Nessuno. Electrical Communications (Comunicazioni Elettriche) Code: Credits: 6 Prof. Maurizio Murroni -murroni@diee.unica.it Topics Signal and systems. Fourier transform. Probability theory and stochastic processes. Sampling theory. Pulse Code Modulation, Pulse Amplitude Modulation. CW modulations. CW modulations with noise. Digital modulations. Digital modulations with noise. Multiplexing: FDM, TDM and OFDM. Analog TV systems. Digital Video Broadcasting. Prequalification Basics on math and physics. Programma Segnali e sistemi. Trasformata di Fourier. Teoria della probabilità e processi stocastici. Teoria del campionamento. Pulse Code Modulation, Pulse Amplitude Modulation. Modulazioni analogiche. Modulazioni analogiche in presenza di rumore. Modulazioni digitali. Modulazioni digitali in presenza di rumore. Multiplexing: FDM, TDM e OFDM. Analog TV systems. Digital Video Broadcasting. Prerequisiti corsi di base di matematica e fisica. Electrical Measurements (Misure Elettriche) Code: Credits: 6 Prof. Nicola Locci - locci@diee.unica.it - Topics - Measurements on phisical systems. International metrology organization end traceability. The expression of the measurements uncertainty. Type A and B uncertainty evaluation. Basic electrical measurements. Voltmeters, ammeters and multimeters. Principles of the electromechanical meters. Electronic instruments for measuring basic parameters. Attenuators and amplifiers. DC and AC operation. True RMS measurements. Resistance measurements. Oscilloscopes and probes. Trigger, time base and vertical channel. Instruments specifications. Analog signal processing. Digital measuring systems. AD and DA conversion. Sampling of measurement signals. Data acquisition systems. Digital storage oscilloscopes. IEEE488 communication port. Pulse-counters and ramp volt-meters. Prequalification - The Course of Electrotechnics 1. Programma - Misure sui sistemi fisici. Metrologia internazionale e riferibilità. Espressione delle incertezze di misura. Vlutazione dell incertezza di tipo A e B. Misure elettriche di base. Voltmetri, amperometri e multimetri. Principio di funzionamento degli strumenti elettromeccanici. Strumenti di misura elettronici per le grandezze di base. Attenuatori e amplificatori. Funzionamento in continua e in alternata. Il vero valore efficace. Misura di resistenze. Oscilloscopio e sonde. Il trigger, la base dei tempi, il canale verticale. Specifiche degli strumenti. Condizionamento del segnale. Sistemi di misura digitali. Conversione AD e DA. Il campionamento dei segnali. Sistemi di acquisizione dati. Oscilloscopio digitale a memoria. Comunicazione IEEE-488. Voltmetro a rampa e conteggio di impulsi. Prerequisiti Il corso di Elettrotecnica 1. Electrical Systems Engineering (Ingegneria dei Sistemi Elettrici) Code 70/470 Credits: 6 Prof. Mariangela USAI - musai@diee.unica.it Topics - Circuit theory and electromagnetic theory: distributed parameter model and concentrated parameter model. Maxwell equations, equations of continuity, constitutive equations and the characteristics of the medium in the international measure system SI. Analytical and numerical solutions of the electromagnetic models and applications. General procedure for calculating the resistors, capacitors and conductance. Wave equations not homogeneous of the vector potential A and of the scalar potential V. Flow of the electromagnetic power and vector Poynting. Wave equations and their solutions. Guided electromagnetic waves. Theory and applications of transmission lines and terms of adaptation. Prequalification - Calculus I, Calculus II, Physics I, Physics II, Geometry, Electrotechnics I and Electrotechnics II. Programma - Teoria circuitale e teoria elettromagnetica: modelli a parametri concentrati e modelli a parametri distribuiti. Equazioni di Maxwell, equazioni di continuità, equazioni costitutive e caratteristiche del mezzo nel SI. Risoluzione analitica e numerica del modello elettromagnetico e applicazioni. Procedura generale di calcolo della resistenze, capacità e conduttanza. Equazioni d onda non omogenee del potenziale vettore A e del potenziale scalare V. Flusso della potenza elettromagnetica e vettore di Poynting. Equazioni d onda e loro soluzioni. Onde elettromagnetiche guidate. Teoria e applicazioni delle linee di trasmissione e condizioni di adattamento. Prerequisiti - Analisi I e Analisi II; Fisica I, Fisica II; Geometria, Elettrotecnica I e Elettrotecnica II. Electrical Engineering - University of Cagliari - Catalogue List pag. 3

4 Electronics (Elettronica) Code: Credits: 6 Prof. Mario Tosi tosi@diee.unica.it Topics Insulating, metallic and semiconductor materials. Doped semiconductor (P & N type). P-N junction. Junction diode. Zener diode. Light emitting diode (LED). Photodiode. Photovoltaic effect. Rectifing circuits. Clipping circuits. Voltage peak follower. Voltage stabiliziing circuit by Zener diode. Analogic OR-AND gates by diodes. Bipolar Junction Transistor (BJT). Basic configurations. Equivalent models of BJT. Bias circuits for BJT. Common Emitter, Collector, Base amplifiers. Cascade amplifiers. Darlington transistor. Differential amplifier. Class A, B, AB power amplifiers. BJT as static switch. FET-MOSFET transistors and comparison with BJT. Silicon controlled rectifier (SCR and TRIAC). Operational amplifier and its linear/non-linear applications: inverting and non-inverting amplifier; voltage follower; differential and summing amplifier; integral and derivative amplifier; active filters; voltage comparator; Schmitt trigger. Elements of binary representation of information. Basic logic functions and gates. Main families of integrated logic devices. Prequalification - The Course of Electrotechnics 1. Programma Materiali isolanti, metallici e semiconduttori. Semiconduttori drogati (tipo P & N). Giunzione P-N. Diodo a giunzione. Diodo Zener. Diodo a emissione luminosa (LED). Fotodiodo. Effetto fotovoltaico. Circuiti raddrizzatori. Circuiti tosatori. Rilevatore di picco. Circuito stabilizzatore di tensione con diodo Zener. Porte analogiche OR-AND mediante diodi. Transistore bipolare (BJT). Configurazioni fondamentali. Circuiti equivalenti del BJT. Polarizzazione del BJT. Amplificatori a Emettitore, Collettore e Base Comune. Stadi amplificatori in cascata. Connessione Darlington. Amplificatore differenziale. Amplificatori di potenza in classe A, B e AB. Il transistore come interruttore statico. Transistori FET e MOSFET e confronto con il BJT. Diodo controllato al silicio (SCR e TRIAC). Amplificatore operazionale. Applicazioni lineari e non-lineari: amplificatore invertente e non invertente; inseguitore di tensione; amplificatore differenziale e sommatore; integratore e differenziatore; filtri attivi; comparatore; comparatore ad isteresi (Schmitt trigger). Cenni sulla rappresentazione binaria dell informazione. Funzioni e porte logiche elementari. Principali famiglie di circuiti logici integrati. Prerequisiti Il corso di Elettrotecnica 1. Electrotechnics 1 (Elettrotecnica 1) Code: Credits: 6 Prof. Alessandra FANNI - fanni@diee.unica.it Topics - Lumped Circuits: Voltage and current, Kirchhoff s voltage and current laws, Components and n-port networks, Power and energy, General proprieties of circuits and components. Resistors capacitors, inductors, voltage and current sources, voltage and current controlled sources, operational amplifiers, magnetically coupled coils, girators, ideal transformers. Real component models. DC circuits: Series and parallel connections of components, star-delta transformations. Divider circuits. Graph theory. Network analysis: Sparse tableau, Node voltage and Mesh current analysis, Tellegen s theorem, Superposition, Milmann s theorem, Thévenin and Norton equivalents circuits, Maximum power transfer. AC circuits: Sinusoidal sources, complex algebra, the phasor circuit, Impedance and admittance, Nodal and mesh analysis for AC circuits, AC circuits theorems: superposition, Thevenin's theorem, Norton's theorem. Average power, reactive power and power factor, the RMS values, the maximum power transfer theorem, Boucherot theorem, Practical power factor correction. Prequalification Mathematics, Physics, Geometry. Programma - Circuiti a costanti concentrate: Le grandezze fisiche ed i circuiti elettrici, Ipotesi di validità, Tensione e corrente, prima e seconda legge di Kirchhoff, Componenti e porte, Variabili descrittive, Potenza ed energia, Convenzioni. Proprietà generali di componenti e circuiti, base di definizione. Resistore, condensatore, induttore, generatori indipendenti di tensione e di corrente, generatori controllati, nullore e amplificatore operazionale, induttori mutuamente accoppiati, giratore, trasformatore ideale. Componenti reali. Componenti in serie ed in parallelo, trasformazione stella- triangolo. Reti in regime stazionario: Grafo di un circuito e nozioni topologiche fondamentali, Metodi di analisi: maglie e nodi. Teorema di Tellegen e principio di sovrapposizione egli effetti. Teoremi di Thevenin e di Norton. Teorema del massimo trasferimento di potenza. Reti Regime sinusoidale: Presenza della variabile tempo nell'analisi dei circuiti lineari e permanenti. Funzioni sinusoidali e fasori. Proprietà dei fasori e fasore della derivata. Il circuito trasformato nel dominio dei fasori. Impedenza e ammettenza. Metodo dei fasori. Analisi di reti in regime sinusoidale. Teoremi. Potenza ed energia in regime permanente sinusoidale, La potenza complessa, Bipoli passivi, Conservazione della potenza complessa (Boucherot), Teorema del massimo trasferimento di potenza attiva, Sovrapposizione delle potenze, Il problema del rifasamento. Risposta in frequenza. Circuiti risonanti. Prerequisiti Analisi; Fisica; Geometria. Electrotechnics 2 (Elettrotecnica 2) Electrical Engineering - University of Cagliari - Catalogue List pag. 4

5 Code: Credits: 6 Prof. Alessandra FANNI fanni@diee.unica.it Topics - Time domain analysis of circuits. State equations and Input/output relations. First order and second order circuits; examples. Principal input signals: step function, impulse function, sinusoidal functions. Analysis in the Laplace domain. Introduction to the Laplace Transform, Applications of the Laplace Transform. Net function and its properties. Stability. Two-Port Networks. Frequency Response. Three-Phase Circuits. Electromagnetism: Fundamentals; Magnetically Coupled Circuits; Transformers; Principles of Electromechanics; Introduction to Electric Machines. Prequalification Electrotechnics 1; Mathematics; Physics; Geometry. Programma Analisi dei circuiti in funzionamento dinamico: Analisi nel dominio del tempo, relazione ingresso/uscita ed equazioni di stato. Esempi del primo ordine e del secondo ordine. Principali segnali impressi: impulso unitario, gradino unitario, sinusoide. Analisi nel dominio della variabile di Laplace: richiami alla trasformazione e antitrasformazione di Laplace, trasformazione delle equazioni dei componenti e delle equazioni topologiche. Funzioni di rete: eccitazione e risposta del circuito, risposta impulsiva, proprietà delle funzioni di rete. Stabilità. Doppi bipoli. Sistemi trifase: Sistemi trifase dissimmetrici e squilibrati. Carichi monofase a stella o a triangolo. Carichi trifase. Matrice di impedenza. Matrice ciclosimmetrica. Trasformata di Fortescue diretta ed inversa. Analisi dei circuiti simmetrici ed equilibrati in presenza di guasti. Equilibratura dei carichi. Rifasamento dei carichi trifase. Cenni all'inserzione degli strumenti di misura. Elettromagnetismo: Richiami alle leggi fondamentali ed al calcolo vettoriale. Induzione elettromagnetica. Proprietà magnetiche della materia. Perdite per isteresi e correnti parassite. Circuiti magnetici. Magneti permanenti. Dal trasformatore ideale al trasformatore reale. Circuito equivalente del trasformatore. Azioni elettrodinamiche. Campo magnetico rotante. Propedeuticità Elettrotecnica 1; Analisi; Fisica; Geometria. Fundamentals of Electrical Safety Engineering (Tecnica della sicurezza elettrica) Codice Corso: 6113 Prof. Fabrizio Pilo - pilo@diee.unica.it Topics - Reliability and safety. Effects of electrical current in the human body. Protection from direct and indirect contact with electrical equipment. Automatic circuit protection. IT, TT, TN LV systems. Separated Extra Low Voltage (SELV). Protected Extra Low Voltage (PELV). Functional Extra Low Voltage (FELV). Design of electrical systems in high fire risk areas. Safety in explosive atmospheres. ATEX directives. Standards. Design of electrical systems in explosive atmospheres. Electrical safety in the hospital. Critical current to cause fibrillation, safety devices, techniques and measurement of leakage currents. Patient protection by use of isolation, insulation and grounding. Survey of present standards. Lightning protection. Surge arrester technology. Modelling lightning and lightning protection. Regulatory and standard issues. Electrical Safety Measurements. Programma - Le basi legislative della sicurezza. Gli enti normatori nazionali ed internazionali. La conformità alle norme. Principi generali di sicurezza. Sicurezza e Rischio. Affidabilità e sicurezza. Protezione delle persone da elettrocuzione. Corrente elettrica e corpo umano. Limiti di pericolosità della corrente elettrica. Resistenza elettrica del corpo umano. La resistenza di terra, i potenziali del terreno, la tensione totale di terra, la tensione di passo e la tensione di contatto. Richiami e approfondimenti sulle protezioni contro i contatti indiretti nei sistemi TT, TN, IT. Protezione contro i contatti indiretti in media ed alta tensione. Protezione contro i contatti indiretti senza interruzione automatica del circuito. Impiego di apparecchi di classe II. Protezione per separazione elettrica. Protezione per mezzo di locali non conduttori. Altri sistemi di protezione. Sistemi a bassissima tensione. Luoghi a maggior rischio elettrico: luoghi-conduttori ristretti, locali contenenti bagni o docce, piscine, cantieri edili. Impianti elettrici speciali. Impianti elettrici nei locali adibiti ad uso medico e nei luoghi con pericolo di esplosione. Costruzioni elettriche per atmosfere esplosive. Luoghi a maggior rischio in caso d incendio. Protezioni contro le fulminazioni atmosferiche. Misure e verifiche per la sicurezza. Fundamentals of Power Systems (Impianti Elettrici) Code: Credits: 6 Prof. Fabrizio Pilo - pilo@diee.unica.it Topics - Structure of the power system. Basic concepts of AC single-phase and three-phases power systems; elements of HVDC transmission. Line Constant Calculation. Transformers, synchronous, and induction machines in power systems. Symmetrical components and fault calculations. Design criteria for medium and low voltage distribution systems. National Standards CEI. Neutral grounding. Programma - Il sistema elettrico di potenza. Concetti base di trasmissione AC monofase e trifase, cenni alla trasmissione HVDC. Confronti fra diversi sistemi di trasmissione e distribuzione, schemi di rete. Costanti fondamentali delle linee. Trasformatori, generatori sincroni e motori a induzione nei sistemi elettrici. Componenti Electrical Engineering - University of Cagliari - Catalogue List pag. 5

6 simmetriche e calcolo delle correnti di corto circuito. Diemensionamento e progetto di sistemi elettrici in bassa e media tensione. Norme CEI. Stato del neutro in AT, MT e BT. High Performance Electrical Drives, Part 1 (Azionamenti Elettrici per l Automazione 1) Code: 70/26 Credits: 6. Prof. Ignazio Marongiu marongiu@diee.unica.it Topics Classification and system components: servomotors and actuators; power processing units; sensors; microprocessors. DC brushed drives: PM servomotors; basic equations and transfer functions; current, speed and position loops; stability and bandwidth; voltage and current saturation, anti wind-up filter; speed sensor ripple; torsional vibration, notch filter. Power processing unit: electronic switches; rectifier and line frequency converters; PWM converters; four quadrant chopper; three-phase VS inverter, digital modulation and vectorial control. Brushless drives: trapezoidal emf motor; torque control; commutation and torque ripple; sinusoidal emf motor; rotor d-q axis decoupling and control. Asynchronous drives: scalar V/f control; open and closed loop speed control; current loops; constant torque an constant power versus speed; field weakening; control system block diagrams. Prequalification Electrical Machines 1. Programma Classificazione e componenti dell azionamento: servomotori a attuatori; convertitori elettronici; sensori; microprocessori. Azionamenti in corrente continua: eccitazione con magneti permanenti; equazioni fondamentali e funzioni di trasferimento; anelli di corrente, di velocità e di posizione; stabilità ed banda passante; saturazioni di tensione e di corrente, filtro anti wind-up; ripple del tachimetro; vibrazioni torsionali, notch filter. Convertitore elettronico: interruttori elettronici; raddrizzatori e convertitori a frequenza di rete; convertitori PWM; chopper a quattro quadranti; inverter trifase a tensione impressa; modulazione digitale e vettoriale. Azionamenti brushless: Tecnica trapezia; controllo di coppia, commutazione e ripple di coppia; tecnica sinusoidale; linearizzazione e controllo in assi rotorici. Azionamenti asincroni: controllo scalare tensione/frequenza; controllo a ciclo aperto ed a ciclo chiuso; anelli di corrente; campi di regolazione della velocità a coppia ed a potenza costante; deflussaggio; diagrammi a blocchi dei sistemi di controllo. Prerequisiti: Macchine Elettriche 1. Measurements on Power Systems (Misure sui Sistemi di Potenza) Code: NO Credits: 6 Prof. Nicola Locci - locci@diee.unica.it - Topics - Measurements on three phase systems. Voltages symmetry and currents balance. Measurement of active and reactive powers. Three-phase load identification. Sinusoidal and non sinusoidal operation. Electrical quantity transducers. Instrument transformers: performances and standards. Basic Hall Effect transducers. Induction and static energy meters. Virtual instrument for three phase network analysis. Tests on electric machines and apparatus. Efficiency and losses evaluation. Winding resistances measurement. Additional losses. Transformers and asynchronous motors trials. Measurements for electrical safety compliance assessment. Measurement of earth resistance and resistivity, fault loop. Measurement of touch and step voltage. Ground fault detection in MV networks; directional protective relay. Homopolar voltage and current measurements. Prequalification - The Course of Electrotechnics 1. Programma Misure su sistemi trifasi. Simmetria delle tensioni, equilibrio delle correnti. Misura delle potenze attive e reattive. Identificazione di un carico trifase. Funzionamento in regime sinusoidale e non sinusoidale. Trasduttori di grandezze elettriche. Trasformatori di misura: prestazioni e normativa. Cenni sui sensori a effetto Hall. Contatori di energia di tipo statico e a induzione. Strumento virtuale per l analisi delle reti trifasi. Prove sulle macchine elettriche e gli impianti. Perdite e rendimento. Misura della resistenza degli avvolgimenti, Perdite addizionali. Prove sui trasformatori e i motori asincroni. Misure per la verifica della sicurezza elettrica. Misura della resistenza di terra, della resistività e dell anello di guasto. Misura delle tensioni di passo e contatto. Rilevazione del guasto a terra nelle reti MT; relè direzionale. Misura della tensione e corrente omopolare. Prerequisiti il Corso di Elettrotecnica 1. Methods and Instruments for Measurements (Metodi e Strumenti per le Misure) Code: Credits: 6 Prof. Carlo Muscas carlo@diee.unica.it Topics Measurements for power quality. Origin and propagation of power quality disturbances. Characterization of distorted signals. Electromagnetic compatibility. Voltage and current transducers. Characterization of measurement transducers under sinusoidal and nonsinusoidal conditions. Magnetic core instrument transformers. Current shunt and voltage dividers. Isolation amplifiers. Hall effect transducers. Rogowski coils. Optical transducers. Measurement systems based on microprocessors. Plug-in systems. Modular systems (PXI, VXI, Electrical Engineering - University of Cagliari - Catalogue List pag. 6