POWER DRIVE SYSTEMS FOR MECHANICAL MACHINERY AND VEHICLES - 161017

insegnamento

ID:

161017

Dettaglio:

SSD: MECCANICA APPLICATA ALLE MACCHINE Durata: 48 CFU: 6

Sede:

DALMINE

Url:

Dettaglio Insegnamento:

MECHATRONICS AND SMART TECHNOLOGY ENGINEERING/SMART TECHNOLOGY ENGINEERING Anno: 2

MECHATRONICS AND SMART TECHNOLOGY ENGINEERING/Mechatronics Anno: 1

Anno:

2024

Course Catalogue:

https://unibg.coursecatalogue.cineca.it/af/2024?co...

Periodo di attività

Secondo Semestre (24/02/2025 - 07/06/2025)

Obiettivi Formativi

Lo studente apprende le metodologie per la scelta, la simulazione e l'ottimizzazione del sistema di azionamento dei dispositivi meccanici. Inoltre, il corso fornisce le competenze per la scelta del tipo di azionamento (elettrico o a fluido) in base alle richieste dell’applicazione in termini di cadenza produttiva precisione di posizionamento e costi

Prerequisiti

Le basi necessarie per affrontare il corso sono fornite nei corsi di Fisica, Elettrotecnica, Fisica Tecnica e Ingegneria dei Sistemi Meccanici.
Utili, anche se non indispensabili, nozioni di base di programmazione in MATLAB

Metodi didattici

Lezioni frontali (32 h) ed esercitazioni in aula informatica /laboratorio (16 hours).

Verifica Apprendimento

L’esame è composto da una prova scritta e da una prova orale. La prova scritta vale 18/30 mentre l’orale 12/30.
La prova scritta ha la durata di 2.30 h ed è così suddivisa: un esercizio sulla scelta del sistema di azionamento (1.45 h), e una domanda aperta sugli azionamenti a fluido (45 min).
Superata la prova scritta (almeno 9 punti), lo studente potrà sostenere la prova orale che verte sugli argomenti teorici affrontati durante il corso.

Contenuti

Introduzione ai sistemi di azionamento. Classificazione in base alle energie elaborate e criteri di scelta del tipo di azionamento (elettrico, pneumatico o oleodinamico) in base alle prestazioni richieste, ai costi e al rendimento.
Azionamenti elettrici
Cenni sulla conversione elettromagnetica dell’energia.
Il problema termico nei motori elettrici, perdite nel rame e nel ferro, i servizi standard S1, S2 e S3.
Motore DC a magneti permanenti e a campo avvolto, curve caratteristiche e campi di funzionamento.
Servomotori Brushless DC e sinusoidali, confronto con il servomotore DC.
Motore passo, breve panoramica sulle tipologie (a magneti permanenti, a riluttanza variabile e ibridi), caratteristica statica, comportamento sul singolo passo e curva di pull-out.
Motore asincrono trifase pilotato da inverter. Convertitori elettronici di potenza, raddrizzatori, chopper ed inverter.
Accoppiamento statico e dinamico fra motore e carico, criteri di scelta ottima del motore della trasmissione.

AZIONAMENTI OLEODIANMICI
Introduzione alla componentistica: pompe volumetriche; accumulatori; valvole e distributori; attuatori idraulici. Influenza della comprimibilità del fluido sul comportamento del sistema. Valutazione del rendimento in un impianto oleodinamico.
Trasmissione del moto attraverso un fluido idraulico mediante l'utilizzo di distributori proporzionali: regolazione della portata; il problema della compensazione del carico (load sensing); modalità di realizzazione della compensazione del carico (sul distributore o sulla pompa a cilindrata variabile); gestione di un carico motore con valvole di bilanciamento.
Esempio applicativo di scelta dei componenti per un impianto di sollevamento.
Configurazione, modellazione e simulazione di un servo-asse idraulico pilotato da una servo-valvola.
Trasmissione di potenza mediante trasmissione idrostatica: configurazione a circuito aperto e a configurazione circuito chiuso; campo di funzionamento.
L’utilizzo delle trasmissioni idrostatiche per la trasmissione di potenza in veicoli: possibili configurazioni circuitali ed esempio di dimensionamento di una trasmissione idrostatica a circuito chiuso.

Azionamenti Pneumatici
Panoramica sulla componentistica pneumatica, attuatori, distributori ON-OFF e proporzionali, valvole ausiliarie e isole di valvole.
Esempi di controllo della velocità agendo sulla contropressione con regolatori di flusso monodirezionali e con valvole di scarico rapido. Andamento qualitativo delle pressioni nelle camere del cilindro e impostazione del modello dinamico del IV° ordine del cilindro e valvola per la simulazione del comportamento dinamico del sistema.
Andamento della portata nella valvola, flusso sonico e subsonico.