Csp Ing. Serporta

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European UnionSustainable Energy Week

11-15 April 2011

Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione (ISSIA)Istituto di Studi sui Sistemi Intelligenti per l’Automazione (ISSIA)

Unità Operativa di Supporto di PalermoUnità Operativa di Supporto di Palermo

Conversione intelligente dell'energia elettrica negli azionamenti elettrici, nella generazione elettrica da fonti rinnovabili, nella power quality e nella compatibilità

elettromagnetica.

Calogero Serporta15 aprile 2011

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Personale

3 Ricercatori di II livello di ruolo4 Ricercatori di III livello di ruolo3 Tecnici di laboratorio3 Personale amministrativo2 Tirocinanti universitari3 Tesisti

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Attività didattica e di supporto alla ricerca 2009/2011

• Corsi di insegnamento in Università italiane e straniere: …. 8• Tesi di dottorato: ………………………………...................... 4• Tesi di laurea: .……………………………………………….... 8• Tutoraggio ricerca: .……………………………………………. 5• Tirocini Industriali: .……………………..……………………… 15• Collaborazioni con istituzioni di ricerca estere: …………….. 5

University of Belfort Montbeliard (France)

University of Nottingham (UK)

University of Amiens (France)

University of Maribor (Slovenia)

University of Vigo (Es)

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Azionamenti elettrici per l'automazione industriale e per i trasporti a propulsione elettrica

Nella fabbrica automaticaprecisione, ripetibilità, elevata dinamica, controllabilità, ecc.

Nel trasporto e nella movimentazione a propulsione elettrica :controllo di velocità e della coppia, comportamento all'avviamento e in frenatura, fattore di potenza, ecc.

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Azionamenti elettrici per l'automazione industriale

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L'attuazione dei movimenti automatici che le macchine sono chiamate a compiere è affidata, nella maggior parte dei casi, ad azionamenti elettrici che, per il loro corretto funzionamento, necessitano di adeguate tecniche di controllo e diagnosi del loro stato di funzionamento che abbiano caratteristiche di precisione, ripetibilità, elevata dinamica, buona controllabilità, ecc.

Le tecniche di controllo più diffuse sono: Il controllo scalare, il controllo vettoriale e il controllo diretto di coppia di motori ad induzione rotanti e lineari e richiedono la messa a punto di algoritmi per il pilotaggio dei dispositivi di potenza (convertitori) e la loro implementazione su schede a microprocessore tipo DSP (Digital Signal Processor).

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• L’ISSIA-UOS di Palermo ha approfondito le proprie competenze e sviluppato ricerche sulla struttura degli azionamenti plurimotore comprendendo azionamenti con motori non convenzionali (motore a flusso trasverso, motore a flusso assiale, motore lineare piano, motore lineare tubolare) e le ha utilizzate nello studio e nella messa a punto di algoritmi di controllo di traiettoria e coppia per robot industriali.

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Esempio di controllo di un azionamento elettrico con motore asincrono trifase a induzione

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Azionamenti elettrici per l'automazione industriale Esempio di controllo di un azionamento elettrico con motore lineare trifase a induzione

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Power Electronics

• Si sono progettati e costruiti:• Inverter a tre livelli tipo NPC (Neutral Point Clamped) per applicazioni in

ambito di azionamenti ad elevate prestazioni dinamiche e sistemi di generazione distribuita da fonti rinnovabili.

• Tecniche originali per il controllo del bilanciamento del punto medio del DC link

• Tecniche di controllo DTC (Direct Torque Control) specifiche per questo tipo di inverter con conseguente minor contenuto armonico delle tensioni e correnti di statore, minor ripple di coppia e di flusso rispetto ad un inverter a struttura convenzionale.

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Power Quality

Si sono sviluppate:• Tecniche di controllo per inverter connessi alla rete elettrica (VOC =

Voltage Oriented Control e DPC = Direct Power Control) basate su filtri neurali lineari adattativi

• Tecniche di controllo DPC per la minimizzazione delle emissioni di modo comune

• Tecniche di filtraggio attivo dei disturbi di modo comune in azionamenti elettrici

• Filtri attivi di potenza APF per reti elettriche monofase e trifase

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Power Quality• Esempio di tecniche di filtraggio attivo dei disturbi di

modo comune in azionamenti elettrici

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Laboratorio di Compatibilità ElettromagneticaVista esterna della camera anecoica

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Laboratorio di Compatibilità Elettromagnetica

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interno camera di misura

interno camera di controllo

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Progetti in atto o sottomessiModellazione, validazione e sperimentazione di dispositivi innovativi per lo sfruttamento dell'energia solare in favore di una serricoltura sostenibile(Bando FIRB “Futuro in Ricerca” del MIUR)

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Nord Sud

Nord Sud

Elevato irraggiamento

Basso irraggiamento

Soluzione proposta

Possibili architetture elettriche

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Progetti in atto o sottomessi

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OR1: Studio e sviluppo di tecnologie energetiche da applicare a bordo di uno yacht finalizzate al risparmio energetico, alla riduzione dei consumi e all’incremento dell’autonomia.

OR3: Studio e sviluppo di tecnologie energetiche per imbarcazioni a vela ad alta efficienza ed emissioni zero.

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Progetti in atto o sottomessiSistema fotovoltaico galleggiante integrato (InFloVoltS)

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Realizzazione di un impianto fotovoltaico in cui i pannelli fotovoltaici vengono collocati proprio nelle vasche d’accumulo, adempiendo così alla parziale copertura del fabbisogno energetico dell’utenza.

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