Modelli termici per componenti elettronici di potenza

L'elaborato illustra una serie di modelli termici, che si differenziano principalmente per la loro accuratezza e velocit�� di calcolo, per essere in grado di scegliere il modello pi�� adatto da utilizzare in relazione all'applicazione prevista e alle esigenze richieste. Per una migliore comprensione del problema, vengono introdotti inizialmente alcuni concetti generali legati alle temperature in gioco nei componenti elettronici di potenza e alla trasmissione del calore, poi si passa alla determinazione della sorgente del calore (ovvero le perdite) in un modulo IGBT. Vengono quindi descritti alcuni modelli che siano in grado di rappresentare il sistema in esame dal punto di vista termico. Infine viene implementato in Simulink uno dei modelli proposti, mettendo cos�� in pratica gran parte dei concetti esposti. Per il calcolo delle perdite, per i modelli e per la simulazione ci si �� concentrati su un determinato componente elettronico di potenza per entrare nel cuore di un problema termico. �� stato scelto l���IGBT perch�� �� un dispositivo relativamente nuovo, in continuo miglioramento ed �� sempre pi�� utilizzato.

Progettazione, caratterizzazione e calibrazione di un sensore di tensione contactless per smart metering

Progettazione di un sistema di misura contactless per la tensione, da integrare in un nodo sensore di una Wireless Sensor Network per Smart Metering Distribuito

Modellizzazione e simulazione di convertitori di tipo Z-Source

analisi dell'approccio semplificato e introduzione ad un nuovo approccio, considerando le tensioni sui condensatori e le correnti sulle induttanze non pi�� costanti. determinazione e analisi dei ripple di corrente sulle induttanze e tensioni sulle capacit��. confronto fra i risultati teorici del nuovo approccio e quelli ottenuti attraverso le simulazioni effettuate con Simulink. analisi di funzionamento e dimensionamento dei componenti

Realizzazione di un'interfaccia universale in tecnologia Bluetooth Low Energy per sensori integrati

Lo scopo dell���elaborato di tesi �� la progettazione e lo sviluppo di un���applicazione per il modulo Bluetooth Low Energy (BLE) Texas Instrument CC2650 in grado di leggere le informazioni da un sensore analogico, tramite un Analog-Digital- Converter (ADC), e di scambiare i dati con uno smartphone Android in tempo reale. L���interfaccia realizzata deve essere universale, ovvero dovr�� essere compatibile con sensori di diverso tipo, facilmente estensibile per l���aggiunta di un numero maggiore di periferiche di lettura e utilizzabile con un ampio numero di dispositivi.

Studio e ottimizzazione di un riduttore aeronautico di potenza per motori alternativi

Come ogni campo dell'ingegneria, anche quello inerente allo sviluppo di motori aerei, �� in continuo sviluppo, e, di volta in volta, la progettazione richiede nuove soluzioni per rendere sempre pi�� efficienti ed affidabili i velivoli, mantenendo ridotti i costi di produzione e manutenzione. In particolare, si �� pensato di porre rimedio a queste molteplici necessit�� introducendo l'utilizzo di motori diesel di derivazione automobilistica: economici dal punto di vista della manutenzione e della produzione, in quanto largamente diffusi e testati, ben si prestano all'adattamento ad uso aeronautico. Nel caso specifico del progetto che intendo affrontare, si tratta di un motore Audi V12 tdi, elaborato fino a raggiungere i 900 hp e velocit�� su albero motore 5,000 rpm. Naturalmente, l'adattamento di tale motore implica una riprogettazione del riduttore, affinch�� si ottenga in uscita una velocit�� di 1185 rpm. Infatti, la rotazione dell'elica non dovrebbe mai superare i 2700-2800 giri al minuto, in quanto ad una velocit�� di rotazione superiore, le pale dell'elica raggiungerebbero una velocit�� prossima a quella del suono, creando rumori insopportabili e fastidiose vibrazioni, nonch�� la perdita dell'efficacia dell'elica stessa. La mia tesi nasce dal lavoro precedentemente sviluppato da un mio collega, il quale aveva elaborato un riduttore in grado di modificare la potenza in entrata da 600 a 900 hp, riprogettando le ruote dentate e selezionando nuovi cuscinetti, pur mantenendo i carter iniziali, opportunamente modificati. Il mio obiettivo �� quello di elaborare ulteriormente il compito da lui svolto, sviluppando un nuovo riduttore in grado di utilizzare sempre la potenza in entrata di un motore da 900 hp ma di rendere il riduttore nel suo insieme, pi�� compatto e leggero possibile.

Analisi dei profili di tensione e dei flussi di potenza in diversi tipi di reti di distribuzione in media e bassa tensione mediante il software OpenDSS

La teoria secondo la quale vi sia una forte interconnessione tra cambiamento climatico ed emissioni di gas serra �� via via pi�� radicata all���interno della comunit�� scientifica internazionale. La certezza che la richiesta di energia a livello mondiale non possa che aumentare, unita con le preoccupazioni causate dal cambiamento climatico ha indirizzato parte dei cosiddetti paesi ���sviluppati��� verso politiche volte all���efficienza energetica e alla produzione di energia attraverso fonti rinnovabili. In seguito a queste decisioni il sistema elettrico nazionale si trova in una fase di rapido cambiamento; in particolare le maggiori problematiche, legate alla rete di distribuzione, sono originate da un fenomeno di diffusione su larga scala della generazione distribuita. In questo contesto, nel presente lavoro di tesi, ci si serve del software openDSS per osservare gli ammodernamenti che la rete ha subito e subir�� in futuro. In primo luogo viene trattata una rete, prettamente passiva, in bassa tensione che vuole essere lo specchio di ci�� che era la rete prima della diffusione della generazione distribuita. Vengono evidenziati in particolare i profili delle tensioni lungo la rete di distribuzione e le potenze circolanti in rete. Viene successivamente studiata la prima rete con l���aggiunta di generatori, volti a simulare il comportamento di pannelli fotovoltaici, evidenziando alcune le problematiche causate dalla GD su una rete non adatta a sopportarla. Infine viene mostrato come la presenza di alcuni accumulatori (modellizzati per simulare il comportamento di veicoli elettrici) possa migliorare le condizioni della rete. L���obiettivo non �� quello di condurre delle simulazioni di reti realmente esistenti e di studiare diversi modelli di sviluppo per esse, bens�� quello di creare una rete di prova all���interno del software al fine di analizzare qualitativamente come la rete sia mutata e come possibili scenari potrebbero modificarla in futuro.

Analisi energetica e progetto di impianti di microcogenerazione ad alto rendimento per applicazioni nei settori civile, industriale e terziario

Il seguente lavoro di tesi ha come scopo l'illustrazione delle fasi di progetto di un impianto di microcogenerazione nell'ambito territoriale dell'Emilia Romagna. In particolare verr�� fatta un'analisi economica di fattibilit��, un'analisi energetica di calcolo delle prestazioni dell'impianto mediante norma UNI-TS 11300-IV, il progetto e la scelta dei componenti afferenti l'impianto di riscaldamento delle utenze e un'analisi dei documenti amministrativi disciplinanti la messa in funzione nonch�� la valorizzazione dell'energia elettrica immessa in rete. Il lavoro �� stato eseguito su quindici impianti afferenti ad altrettante utenze con caratteristiche di utilizzo dell'impianto diversificate tra loro.

Sintesi e caratterizzazione di nuovi copoliesteri alifatici multiblocco per applicazioni biomedicali

La ricerca nell���ambito dell���ingegneria tissutale e del rilascio controllato di farmaci ha compiuto notevoli progressi negli ultimi anni. In questo contesto, i materiali polimerici rappresentano senza dubbio la tipologia pi�� adatta: �� infatti possibile modularne piuttosto facilmente le propriet�� finali per ottenere materiali con caratteristiche ad hoc per il tipo di applicazione scelta, garantendo al contempo il mantenimento di biodegradabilit�� e biocompatibilit��, essenziali in campo biomedicale. All���interno della classe dei polimeri, i poliesteri alifatici risultano particolarmente interessanti e promettenti. Tra questi ultimi, il poli(butilene succinato) (PBS) �� utilizzato soprattutto nel campo degli imballaggi biodegradabili grazie alla buona stabilit�� termica e alla elevata temperatura di fusione (115��C). Di contro, tale polimero �� caratterizzato da tempi di biodegradazione lunghi, dovuti all���elevato grado di cristallinit�� (circa 45-50%), nonch�� da propriet�� meccaniche non ottimali per alcune applicazioni. In tale contesto si inserisce il presente lavoro di tesi che ha come scopo la realizzazione di nuovi poli(esteri uretani) multiblocco a base di PBS, caratterizzati da propriet�� migliorate rispetto all���omopolimero di partenza. Al fine di ottenere nuovi materiali che presentino una maggiore velocit�� di degradazione, combinata con un comportamento meccanico sia elastomerico che termoplastico, sono state prese in considerazione due diverse unit�� copolimeriche: una cosiddetta ���hard��� e l���altra ���soft���. L���alternanza di queste due porzioni permette infatti di realizzare un polimero tenace, con una elevata temperatura di fusione (dovuta all���elevato grado di cristallinit�� del segmento hard), e con un basso modulo elastico ed un elevato allungamento a rottura (tipici invece del segmento soft).

Sintesi e caratterizzazione di nuovi politiofeni double-cable per applicazioni fotovoltaiche

In questo lavoro di tesi �� stato sintetizzato un nuovo copolimero contenente il gruppo fullerenico in catena laterale. Il copolimero �� risultato solubile nei comuni solventi organici e ha dato una efficienza di conversione fotovoltaica in un sistema BHJ del 2.19%.

Studio, microfabbricazione e caratterizzazione di dispositivi in silicio deformato per applicazioni opto-elettroniche

Il silicio, materiale di base per la realizzazione di gran parte dei dispositivi microelettronici, non trova largo impiego in fotonica principalmente a causa delle sue propriet�� elettromagnetiche: oltre ad un band-gap indiretto, il silicio presenta difatti una elevata simmetria reticolare che non permette la presenza di alcuni effetti, come quello elettro-ottico, che sono invece utilmente sfruttati in altri materiali per la fotonica. E��� stato recentemente dimostrato che la deformazione indotta dalla deposizione di film ad alto stress intrinseco potrebbe indurre alcuni di questi effetti, rompendo le simmetrie della struttura. In questo lavoro di tesi viene studiata, mediante simulazioni, microfabbricazione di dispositivi, e caratterizzazione sperimentale, la deformazione reticolare indotta su strutture di tipo ridge micrometriche in silicio mediante deposizione di un film di Si3N4. La deformazione e��� stata analizzata tramite simulazione, utilizzando il metodo agli elementi finiti ed analisi di strain tramite la tecnica di microscopia ottica a trasmissione Convergent-Beam Electron Diffraction. Questa tecnica permette di ottenere delle mappe 2D di strain con risoluzione spaziale micrometrica e sensibilita��� dell���ordine di 100microstrain. Il confronto fra le simulazioni e le misure ha messo in evidenza un accordo quantitativo fra le due analisi, da una parte confermando la validit�� del modello numerico utilizzato e dall���altro verificando l���accuratezza della tecnica di misura, impiegata innovativamente su strutture di questo tipo. Si sono inoltre stimate le grandezze ottiche: birifrangenza e variazione dell���indice di rifrazione efficace rispetto al caso deformato.di una guida SOI su cui e��� deposto uno strato di nituro. I valori stimati, per uno spessore di 350 nm sono rispettivamente di 0.014 e -0.00475. Questi valori lasciano credere che la tecnologia sia promettente, e che un���evoluzione nei processi di fabbricazione in grado migliorare il controllo delle deformazione potrebbe aprire la strada ad un utilizzo del silicio deformato nella realizzazione di dispositivi ottici ed elettro-ottici.