Scheda programma d'esame
POWER ELECTRONICS
PAOLO BOLOGNESI
Anno accademico2020/21
CdSINGEGNERIA ELETTRICA
Codice964II
CFU6
PeriodoPrimo semestre
LinguaInglese

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
POWER ELECTRONICSING-IND/32LEZIONI60
PAOLO BOLOGNESI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Knowledge

The Power Electronics module aims to provide the fundamental knowledge for the conceptual understanding, the theoretical modeling and the semi-ideal analysis of power converters, with particular attention to their applications in electrical engineering.

Modalità di verifica delle conoscenze

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Assessment criteria of knowledge

Final exam mainly based on a live discussion that will encompass the main topics addressed in the lectures, aiming to assess the level of capability gained by the student.

Capacità

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Skills

The Power Electronics module aims to provide the fundamental knowledge for the conceptual understanding, the theoretical modeling and the semi-ideal analysis of power converters, with particular attention to their applications in electrical engineering.

Modalità di verifica delle capacità

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Assessment criteria of skills

Final exam mainly based on a live discussion that will encompass the main topics addressed in the lectures.

Comportamenti

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Behaviors

The students will be encouraged to attend the lectures in an attentive and pro-active and way, aiming to understand the topics while they are explained and eventually taking the opportunity to inquire the lecturer on the spot in case any aspect results not sufficiently clear.
A logical systematic approach and a positively critical attitude will be encouraged, as they represent fundamental characteristics for a good Engineer.

Modalità di verifica dei comportamenti

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Assessment criteria of behaviors

Final exam mainly based on a live discussion that will encompass the main topics addressed in the lectures.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Prerequisites

General knowledge of mathematical tools for engineering: fuctions, Fourier series decomposition, Laplace transform.
General knowledge of circuits theory: fundamental laws and related supporting physical hypotheses, basic components, topological analysis, power balance, state variables approach.
Elements of electronics

When necessary, specific background topics will be recalled during the lectures.

Corequisiti

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Co-requisites

None

Prerequisiti per studi successivi

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Prerequisites for further study

The Power Electronics module provides the basis for attending the further optional module "Laboratorio di Convertitori, Macchine e Azionamenti Elettrici" (~ Power Converters, Electric Machines and Drives Lab) when a power electronics or drives specialization will be chosen by the student.

It will also provide an optional additional background permitting to better understand the aspects related to power converters included among the topics addressed by the module "Meccatronica".

Indicazioni metodologiche

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Teaching methods

Lectures given in the classroom which will be also attendable via live streaming through the Teams platform

Programma (contenuti dell'insegnamento)

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Syllabus

The main classification of power interface circuits is introduced, outlining the general features of power converters in contrast to dissipative amplifiers and highlighting the benefits of switching vs. linear operation. The implementation of switching cells is then addressed, providing a short overview of the main characteristics of available power semiconductor devices and discussing the potential and issues related to series and parallel connections.

The general structure of port-structured direct converters is then analyzed, highlighting the constraints in their operation introducing available and permitted states. The relationships between port quantities are then deduced introducing the switching functions. 

The concept of modulation as spectral approximation is presented, highlighting the difference and potential benefits with respect to time-domain approximation. The classification of global, local and hybrid methods is then presented, envisioning the transition towards non-periodic control.
The effects of main structural properties are then analysed, highlighting the relationship with spectral properties and presenting the structural harmonic families elimination methods.
The classical harmonic elimination and constrained optimization methods are presented, discussing their characteristics.
The sufficient conditions for local spectral approximation are then deduced, highlighting the wide.
The classical PWM method is deduced and its spectral characteristics are presented. Alternative local methods based on different approaches are then presented, highlighting the differences in the spectral performances.

The approximation of sets of quantities is then discussed, introducing the concept of variables transformation.

The simplest and most significant topologies of power converters are then presented.

(t.b.c.)

Bibliografia e materiale didattico

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Indicazioni per non frequentanti

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Non-attending students info

All of the lectures will be accessible in live streaming also via the Teams platform and the recordings will be made available via the Microsoft Stream service to the students that will join the module.

Modalità d'esame

Questo insegnamento è tenuto in lingua Inglese, per cui si prega di far riferimento alla corrispondente versione di ciascun campo descrittivo.

Assessment methods

Final exam mainly based on a live discussion that will encompass the main topics addressed in the lectures.

Stage e tirocini

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Work placement

No work placement activity is planned for this module, but final thesis projects focused on Power Electronics topics may be available involving collaborations with companies: any interested student is encouraged to get in contact in due time to explore such opportunity.

Additional web pages

https://teams.microsoft.com/l/channel/19%3a3a30c009d5424d37b957612cceeca8dc%40thread.tacv2/General?groupId=4b1e40b3-843a-4032-baf5-90ba531461b1&tenantId=c7456b31-a220-47f5-be52-473828670aa1

Notes

Any student interested in developing their M.Sc. thesis on topics related to power converters and their applications is encouraged to stay in contact with the lecturer and to eventually attend also the optional module "Laboratorio di Convertitori, Machcine e Azionamenti Elettrici".

Further topics related to electric machines and drives are also available as M.Sc. thesis projects.

Thesis projects may be developed both internally and in collaboration with external companies, institutions and universities, also eventually including some stay periods abroad, for example in the framework of the Erasmus+ program.

Ultimo aggiornamento 11/03/2021 01:09