Аристов Электропривод и электрооборудование

К указанному периоду относится завершение в МЭИ (В. И. Ключев) комплекса работ, связанных с глубоким исследованием механической части привода с упругими связями, ее взаимодействия с электрической частью. Были успешно решены проблемы синтеза сложных электромеханических систем, где в полной мере использовались идеи подчиненного регулирования координат.

В ЛЭТИ были развиты оригинальные идеи управления сложными взаимосвязанными электромеханическими объектами.

Большое внимание уделялось проблемам электромагнитной совместимости электропроводов с питающей сетью (ГПИ «Тяжпромэлектропроект»), в чем отражалось расширяющееся применение электропроводов с тиристорными и транзисторными преобразователями и современными средствами управления.

Все более широкое применение получает электропривод с линейными асинхронными двигателями и безредукторные электропривода с различными законами движения подвижного элемента исполнительного двигателя за счет модуляции фазных напряжений. Нетрадиционные электромеханические устройства (линейные, поворотные, планарные многокоординатные двигатели и т. п.) в сочетании с развитыми микропроцессорными средствами управления образуют электромеханические структуры, интегрированные в технологическое оборудование и создающие принципиально новый тип технологической среды.

Интенсивно осваиваются новые виды регулируемого электропривода – вентильно-индукторный, с другими нетрадиционными электрическими машинами.

Революционный скачок в области силовой электроники и микропроцессорной техники обусловил новые подходы к проектированию и реализации сложных многокомпонентных электромеханических систем. В электротехнике появилось и интенсивно развивается новое направление – мехатроника, которое аккумулирует достижения в области электроники, вычислительной техники, электрических машин, систем электропривода и механики. Мехатронные модули представляют собой компактные устройства со встроенными электронными преобразователями, электродвигателями, датчиками, механическими передачами. Такие модули в настоящее время стали широко использоваться в робототехнике, электронном машиностроении, лазерной технике, транспорте подъемных механизмах, сфере быта.

Дальнейшее развитие теории и практики современного автоматизированного электропривода ставит перед исследователями ряд задач.

В первую очередь важным направлением поисковых работ в области электропривода является создание регулируемого электрического привода

91

переменного тока с использованием статических преобразователей частоты. Исследователи и инженеры, работающие в области автоматизированного электропривода, в последние годы все больший интерес проявляют к вопросам именно частотного управления асинхронными двигателями. Этот интерес усиливается тем, что уже в настоящее время не возникает сомнений в возможности и целесообразности создания и серийного изготовления статических преобразователей частоты на тиристорах, отличающихся высокими энергетическими показателями, повышенной надежностью, большим быстродействием, бесшумностью и обеспечивающих на своем выходе требуемое соотношение между частотой и амплитудой напряжения как в статических, так и в динамических режимах.

Всвязи с этим большое внимание должно быть уделено созданию и освоению в серийном производстве нормальных рядов полупроводниковых преобразователей и устройств для питания обмоток электрических машин. В связи с тем, что основным направлением технического прогресса в области автоматизированного электропривода становится применение полупроводниковой техники, необходимо определить наиболее целесообразные области использования электро-машинных преобразователей, электромашинных усилителей, дросселей насыщения и магнитных усилителей.

Одной из важнейших задач является разработка комплексных математических моделей электропривода и средств реализации этих моделей. Современные системы электроприводов представляют собой сложные электромеханические комплексы, каждый из элементов которых может оказывать влияние на состояние остальных. Математическое описание этих комплексов, т. е. их математические модели представляют собой аналитические конструкции, практически не поддающиеся аналитическому исследованию.

Этот факт определяет существенную необходимость разработки специальных инструментальных средств исследования подобных систем путем моделирования их режимов работы при помощи средств вычислительной техники с использованием численных методов анализа. Необходимый инструментарий – комплекс программных средств позволяет получить информацию о потенциально возможных режимах работы, предельных значениях параметров, характеризующих состояние системы (токах двигателей, электромагнитных моментах, скоростях вращения и т. п.) в виде статических и динамических характеристик. Этот инструментарий является основой для моделирования и изучения опасных (аварийных) ситуаций в системе.

Впоследнее время уделяется большое внимание исследованию рабочих свойств электроприводов переменного тока при питании их от

92

автономных источников, соизмеримых с ними по мощности. Этот вопрос остается актуальным не только для автономных объектов, но и сельского хозяйства.

Особое значение имеют исследования систем электропривода, содержащих упругие звенья, так как при рассмотрении таких систем отсутствие учета упругости часто приводит к ошибкам. Должна быть создана обобщенная теория многодвигательного привода с обязательным учетом упругости звеньев, наличия люфтов и малых постоянных времени, которая могла бы служить руководством при создании многодвигательных приводов для всех отраслей народного хозяйства.

Необходима дальнейшая разработка вопросов создания и освоения в серийном производстве нормальных рядов «микро» и бытового привода

сповышенной надежностью, сниженной шумностью, повышенными точностью и быстродействием. Необходимо усилить поисковые исследования в таких специальных областях, как, например, электродвижители для электромагнитного транспорта и перемешивания металлов, электроприводы поступательного движения, а также в области вибродвигателей

снадежной системой управления амплитудой и частотой вибраций. Важнейшей задачей современного автоматизированного электро-

привода является экономически оправданная комплексная автоматизация производственных процессов, как на основе жестких программ, так и на основе программ, предусматривающих применение самонастраивающихся и самообучающихся кибернетических устройств. Решение этой задачи возможно только на основе совместной работы специалистов по автоматизированному электроприводу с экономистами, технологами.

93

VI. СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ КАФЕДРЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ В ТОМСКОМ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОМ УНИВЕРСИТЕТЕ

6.1. Кафедра электропривода и электрооборудования

Подготовка инженеров электротехнического направления в Томском политехническом университете ведется практически с первых годов его существования в различных организационных структурах. Вначале – электротехнический подотдел механического отделения и кафедра электротехники, затем кафедра электрооборудования промышленных предприятий. В 1939 г. специальность «Электрооборудование промышленных предприятии» трансформируется в специальность «Электрические машины и аппараты; электропривод», а кафедра, профилирующая подготовку инженеров указанной специальности, в кафедру «Электрические машины и электрооборудование промпредприятий».

Значительную роль в предыстории кафедры электропривода сыграла кафедра горной электротехники, находившаяся в составе горного факультета. На рубеже 1930-х гг. встала острая необходимость электрификации горных предприятий и шахт Кузбасского региона. Лучшие выпускники электротехнической специальности механического факультета были привлечены к решению вопросов горной электромеханики, основными направлениями работы которой были определены: совершенствование электровозного транспорта (И.А. Балашев – 1927 г. выпуска, А.С. Бетехтин – 1930 г. выпуска), создание новых электромеханических устройств для отбойки угля (К. Н. Шмаргунов, впоследствии ректор института в 1938–1944 гг.), совершенствование схем электроснабжения шахт (Р.Ф. Трофимов).

В 1940 году кафедра горной электромеханики разделена на кафедры горной механики (заведующий И.А. Балашев) и кафедру горной электротехники (заведующий А.С. Бетехтин), где велась подготовка инженеров по специальности «Горная электромеханика». Именно на этой кафедре в 50-е годы работали будущие первые преподаватели кафедры Электропривода Я.В. Петров, В.А. Тимофеев, А.И. Зайцев. Впоследствии по материалам научных исследований кафедры горной электротехники выполнены первые кандидатские диссертации по электроприводу, которые защитили А.И. Галеев на тему «Автоматизация управления электроприводами шахтных механизмов на основе контроля их теплового состояния сильфонными датчиками», В.Д. Петунов на тему «Проектирова-

94

ние и эксплуатация асинхронного привода шахтной подъемной установки». Позднее, уже, будучи старшим преподавателем кафедры электропривода, защитил кандидатскую диссертацию Я.В. Петров.

В1951 г., при организации электромеханического факультета (ЭМФ), образована самостоятельная кафедра электропривода, с 1956 г. получившая название «Электрификация промышленных предприятий» (ЭПП). В 1961 г. специальность 0303 «Электрификация промышленных предприятии и установок» разделена на две: 0303 –»Электроснабжение промышленных предприятий и городов» и 0628 – «Электропривод и автоматизация промышленных предприятий и установок».

В1965 г. Уставом института закреплено название кафедры – «Электропривод и автоматизация промышленных установок» (ЭПА), а специальность с 1995 г. стали именовать «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» (180400 по реестру специальностей). Появившаяся на заре нового двадцатого столетия в составе Томского технологического института «электротехническая» специальность была призвана готовить специалистов инженеров по эксплуатации оборудования, систем электроснабжения промышленных предприятий, по организации функционирования электромеханических систем производства, передачи и распределения электрической энергии. Время индустриализации России (30-е годы) возложило на плечи электропривода и распределение механической энергии при групповом приводе станочного парка предприятий.

Одновременно с ростом мощности электропривода станов металлургического производства получает мощный импульс в своем развитии

ииндивидуальный электропривод. Начиная с этого времени, металлургия определяет профиль специалистов по электроприводу, поскольку и средства, и достижения в области электропривода и в автоматизации технологических процессов преимущественно сосредоточены именно там. Базой производственных практик чаще всего закрепляются Кузнецкий, Магнитогорский, Нижнетагильский, Карагандинский, Макеевский металлургические комбинаты, заводы.

Великая Отечественная война, время холодной войны усиливают акценты общества России на развитие военно-промышленного комплекса, современного машиностроительного производства.

Перебазированные из европейском части России в Сибирь и в Томск машиностроительные и электротехнические предприятия требуют большого количества инженеров. Послевоенные годы характерны увеличением приема и выпуска специалистов высокой квалификации. До 1951 г. по специальности электрооборудование подготовлено 157 инженеров. Среди них: Пухов Г.Е. – первый декан электромеханическо-

95

го факультета, выпускник 1940 г.; Кропании С.С – выпускник 1941 г.; Ананьев Л.М. – выпускник 1949 г.; Кочнев В.П. – выпускник 1940 г., главный энергетик Министерства металлургической промышленности

СССР; Кутявин И.Д. – выпускник 1932 г.

Создание в 1951 г. кафедры электропривода позволило сконцентрировать усилия коллектива кафедры на усиление материальнотехнического и научно-методического обеспечения подготовки так необходимых стране инженеров указанного профиля. Первым заведующим кафедрой назначается Ганджа Леонид Ионович, выпускник нашей специальности 1939 г.

В 1941–1948 годах Ганджа Л.И. работает ассистентом, старшим преподавателем кафедры «Электрические машины и электрооборудование промышленных предприятий», в 1948–1951 годах – старшим преподавателем, доцентом кафедры «Электрические станции». В 1948 г. им защищена диссертация на тему: «Самореверс как элемент электромашинной автоматики».

Первый состав кафедры включал 7 человек: доцент Ганджа Л.И., старшие преподаватели Зайцев А.И. и Кропании С.С, ассистенты Герасимова О.Г. и Кириченко И.Я., лаборантка Антипова А.П. и учебный мастер Ковшевный А.И.

Коллектив кафедры, возглавляемый

Ганджой Л.И., занимается прежде всего соз- Л.И. Ганджа данием материально-технической базы под-

готовки инженеров: лабораторий электропривода и управления электроприводами; промышленной электроники; телемеханики и электрооборудования.

За эти годы подготовлено 127 инженеров. В числе первых выпускников кафедры ЭПП: Авраамов И.С. (1951), Севастьянов В.А. (1951), Горбу-

нова Т.Ф. (1951), Потехин Ю.И. (1952), Селицкий II.II. (1952), Кутарев М.И. (1953), БурковскийА. Е. (1955), ЗайцевН.И. (1956), СоустийБ.П. (1956).

Соустий Борис Порфирьевич по окончании института работал на кафедре «Электрооборудование» ТПИ, затем в НИИ АЭМ и далее переходит по конкурсу в Красноярский политехнический институт, где заведовал кафедрой «Автоматики и телемеханики», защищает докторскую диссертацию, организует и становится директором НИИ информатики и процессов управленияприКрасноярскомГосударственномтехническомуниверситете.

96

тили кандидатские диссертации. Базой производственных практик студентов кафедры стали ведущие металлургические предприятия страны, оснащенныесовременнойтехникой.

В 1956 г. Ганджа Л.И. переводится на работу в Новосибирский электротехнический институт, а заведующим кафедрой назначается доцент Александр Иванович Зайцев. Период 1956–1967 г. характеризуется высокой активностью развития кафедры и специальности во всех направлениях учебной, методической, научной, социальной деятельности коллектива. Усиливаются связи кафедры с промышленными предприятиями, выпускниками. В эти годы прием и выпуск инженеров-приводчиков достигает своих максимальных значений. Прием па первый курс достигает 200 по трем формам обучения, выпуск – до 155 инженеров. Кафедра перебазируется со своими лабораториями из 3 и 8 учебных корпусов в 7-й. При этом лаборатории переоснащаются на повой методической основе и новом электрооборудовании. Этому в высшей мере способствуют многочисленные научно-исследовательские и практические инженерные работы по хоздоговорам с предприятиями. По объему выполненных работ кафедра выходит на первое место в институте. В выполнении конкретных заказов производства принимают активное участие студенты, сотрудники. Коллектив кафедры пополняется ежегодно лучшими выпускниками (в 1962 году 16 инженеров из выпуска оставляются для работы в штат кафедры). Коллектив кафедры в 1960-е годы составляет 60 человек, из них 25 преподавателей. Успешное развитие научных исследований по

97

многим направлениям автоматизации производственных процессов приводит к созданию двух студенческих конструкторских бюро, которые по результатам конкурса среди подобных в вузах г. Томска занимают первые места. Растет научный потенциал кафедры. Успешно развивается аспирантура. Число аспирантов на кафедре доходит до 20, а число защищаемых в год диссертаций – до 8.

Преподаватели и выпускники 1957 г. гр. 712 кафедры ЭПП. Верхний ряд – выпускники, закончившие с отличием: В. Обрусник, И. Гонтарь, В. Черкасов, В. Бейнарович ,Ю. Ачкасов. Нижний ряд – преподаватели кафедры, слева направо: Л.И. Ганджа, А.И. Зайцев, Л.Х. Кононова (технич. секретарь), Е.Н. Зикеев, В.А. Севастьянов, Н.А. Ведюков, С.С. Кропанин

Дипломные проекты и работы выполняются на реальные темы, по заказам предприятий. В годовом выпуске число дипломов с отличием увеличивается до 15. С целью совершенствования методики подготовки инженеров коллектив кафедры в начале 1960-х годов проводит научнометодические ежегодные конференции выпускников кафедры с прове-

98

дением вечеров встречи выпускников со студентами. Издаются сборники докладов конференции, включающих 500 докладов преподавателей, инженеров, студентов. Как обеспечивающей максимальный в институте объем выполняемых по хоздоговорам с предприятиями научноисследовательских работ кафедре ректорат предоставляет право на строительство жилья для сотрудников.

Вэтот период времени построены два жилых дома.

Вконце 50-х – начале 60-х годов коллектив кафедры формирует мощный научный потенциал в исследованиях систем автоматизированного электропривода на новой элементной основе (электронной, полупроводниковой, магнитной) управляющих устройств.

Решен ряд конкретных задач по автоматизации промышленных установок и технологических процессов; автоматическая синхронизация асинхронных двигателей для Томского завода «Сибэлектромотор»; автоматизированная система с программным управлением каландров и вулканизационных котлов для Томского завода резиновой обуви; многоканальная система дистанционного телемеханического ручного и полуавтоматического управления козловыми кранами дли Красноярского завода «Сибтяжмаш»; система цифрового управления скоростными лифтами Ленинградского телецентра и высотных зданий; цифровая система процесса сортировки лесоматериалов на продольных транспортерах (электронное сортировочное устройство «Адес») для Томского лесоперевалочного и деревообрабатывающего комбината; следящая система для комплексной автоматизации желобо-шлифовальпых станков Томского подшипникового завода.

Результаты исследований и внедрений в области совершенствования электроприводов подъемно-транспортных механизмов и станков были представлены для экспозиции на ВДНХ. Авторы разработок награждены золотой (Зайцев А.И.), серебряными (Зайцев А.И., Ямпольский В.З., Терехин В.Б., Бейнарович В.А., Табинский М.П.) и бронзовыми медалями (Житков М.А., Сапожников А.И., Макарченко О.Г.).

Значительных результатов достиг коллектив кафедры в разработке

иисследовании импульсных систем автоматического регулирования электроприводов постоянного и переменного тока. В 1963-67 годах защищены кандидатские диссертации Ачкасовым Ю.М., Бейнаровичем В.А., Обрусником В.П., Зайцевым А.П., Ямпольским В.З., Боровиковым М.А., Лапиным Б.А., Костюковым Ю.П., Табинским М.П., Гурницким В.Н., Китаевой С.А., Мишиным В.П.

Сфевраля 1960 г. на кафедру ЭПП были переведены сотрудники кафедры «Автоматика и телемеханика» Е.И. Гольдштейн, А.М. Малышенко и др. А приказом от 20 августа 1960 г. из состава кафедры ЭПП была выделе-

99

на кафедра «Автоматика и телемеханика», куда переведены старший преподаватель, к.т.н. В.М. Рикконен, старший преподаватель Е.И. Гольдштейн, ассистентыА.М. Малышенко, А.Ф. Авдеева, Г.П. Знаменский.

В ноябре 1961 г. специальность «Электрификация промышленных предприятий и установок» была разделена на две: «Электропривод и автоматизация промышленных установок» в составе ЭМФ и «Электроснабжение промышленных предприятий и городов» в составе ЭЭФ. С этого же года кафедра получила название «Электропривод и автоматизация промышленных установок» (ЭПА).

100