Laboratorio di Elettronica di Potenza e Automazione Industriale - MElting Lab
Responsabile: Claudio Bianchini
Referente: Davide Barater.
La partecipazione a progetti competitivi sia nazionali sia internazionali, la collaborazione con numerose e qualificate aziende del territorio e le numerose pubblicazioni scientifiche sono testimonianza della competenza acquisita. Il gruppo ha recentemente coordinato con successo due progetti Europei (ALEA e RAISE) nel campo della "Green Mobility".
Le principali aree di competenza riguardano:
- Azionamenti Elettrici
La ricerca nel campo degli Azionamenti Elettrici è focalizzata sullo sviluppo di tecniche di controllo digitale delle macchine elettriche e della loro implementazione su Microcontrollori , DSP ed FPGA.
Lo scopo è aumentare l'efficienza tramite controlli vettoriali a elevata dinamica basati su sofisticati modelli magnetici e tecniche di modulazione PWM innovative.
Tipiche applicazioni sono gli azionamenti per trazione elettrica/ibrida e per il settore aeronautico che comprendono anche lo sviluppo di protocolli di comunicazione basati sui principali bus di campo: CANBUS, ModBus etc.
- Elettronica Industriale di Potenza
Le ricerche in questo campo riguardano l’elevata efficienza e qualità di conversione nei convertitori DC-DC/DC-AC basati su dispositivi WBG (SiC, GaN). Numerose le realizzazioni di convertitori per impiego Automotive, Industriale o per conversione dell’energia in Campo Fotovoltaico o Eolico a partire da pochi kVA fino a 1MVA. Su questi argomenti il gruppo di ricerca è inventore di diversi i brevetti riguardanti architetture o modulazioni PWM originali. Un'altra linea di ricerca riguarda l'integrazione di diverse sorgenti/accumulo di energia per soddisfare l'esigenza dei powertrain elettrici di avere, al contempo, sia elevata densità di energia sia elevata densità di potenza.
- Macchine Elettriche
MElting Lab possiede consolidate competenze nel progetto delle macchine elettriche sia tramite l'approccio analitico sia tramite metodi a Elementi Finiti (FEM). Tra di esse le macchine elettriche a Riluttanza (SynchRel), a magneti permanenti a montaggio superficiale (PMSM) o interni (IPM/PMASRM) che rappresentano le tipologie più promettenti per applicazioni in campo Automotive.
Complesse analisi anche di tipo multiphysics (elettromagnetiche e termiche) permettono di ottenere attuatori elettromeccanici con prestazioni eccellenti sia in termini di densità di potenza sia di coppia.
Un ulteriore tema di ricerca particolarmente attuale riguarda l'impatto degli elevati valori di dv/dt imposti dai moderni dispositivi WBG sull'affidabilità degli avvolgimenti delle macchine elettriche.
Il laboratorio dispone di strumenti software per il CAD delle macchine elettriche e per il design di schede elettroniche fino a 4 layer.
Grazie alla licenza Campus Matlab/Simulink è possibile progettare complicate architetture di controllo macchina con possibilità di generazione automatica del codice secondo gli standard di sicurezza per diverse famiglie di DSP e microcontrollori.
In MElting Lab è possibile trovare strumenti allo stato dell'arte nel campo dell'elettronica di potenza. Tra gli altri: Power Meter digitali a 4 canali per la misura di potenza, corrente, tensione e analisi di Power Quality; Oscilloscopi Digitali a 4/8 canali con sonde per elevate correnti e sonde differenziali per elevate tensioni oltre agli usuali strumenti da laboratorio, oltre alla normale dotazione di laboratorio (alimentatori, multimetri...) comprese diverse stazioni saldanti per il montaggio di componenti smd e diversi sistemi di sviluppo.
Il laboratorio dispone di un banco prova motori elettrici e, in collaborazione con l’area industriale, di un ciclatore per pacchi batteria per trazione elettrica e ibrida per correnti fino a 320 A.