Становление кафедры. Основополагающие принципы

Кафедра автоматизированного электропривода является одной из старейших в МЭИ, который был образован в 1930 году в результате слияния Московского высшего энергетического училища – приемника электротехнического факультета МВТУ и электропромышленного факультета ИНХ им. Плеханова. Кафедра была создана одновременно с ВУЗом и получила название «кафедра электрооборудования промышленных предприятий», взяв на себя подготовку инженеров по одноименной специальности МВТУ и специализации «Фабрично-заводское электрохозяйство» ИНХ.

Создание кафедры происходило на фоне бурного развития электротехники и широкого промышленного применения электрических машин. В становление теории электропривода, как самостоятельной науки, большой вклад внесли основатели Ленинградской школы электропривода — профессор ЛЭТИ Ринкевич С.А. — автор трудов «Электрическое распределение механической энергии» (1932-1934) и «Теория электропривода» (1938) — и профессор ЛПИ Попов В.К. — автор трехтомника «Применение электродвигателей в промышленности» (1932-1935).

Первым заведующим кафедрой стал Леви Г.П. — специалист в области горно-металлургического электропривода. Большое влияние на развитие кафедры оказали профессора Ринкевич С.А., Ларионов А.Н., Нитусов Е.В., которые в разные годы заведовали кафедрой. Большой вклад в совершенствование учебного процесса и организацию научных исследований внесли Морозов Д.П. и Голован А.Т..

В основу становления и развития кафедры ее основателями сразу были положены базовые принципы, которые в неизменном виде соблюдались на протяжении всей ее истории, имея абсолютный приоритет над конъюнктурными соображениями. Это позволяло кафедре достойно преодолевать трудности, адекватно реагировать на новые тенденции в теории и технике электропривода, образовательные методики и технологии и вносить вклад в их развитие. Это - следующие принципы.

  • Задачами прикладных научных исследований являются реальные, не удовлетворенные на текущий период потребности производства и технологий.
  • Средствами научных исследований являются оптимально выбранные методы фундаментальных и прикладных наук и современное аппаратное и программное обеспечение.
  • Научные исследования доводятся до разработки лабораторных макетов или опытно-промышленных образцов, испытываются и используются в учебном процессе.
  • Студентам даются знания «из первых рук» — от разработчиков новых теоретических, программных и аппаратных средств электропривода, и они привлекаются к этим разработкам.
  • Обязательная емкая составляющая образовательного процесса — лабораторные практикумы, реализованные на самом современном испытательном и измерительном оборудовании.

В последующие годы развитие кафедры иллюстрирует творческое применение данных принципов, каким бы политико-экономическими лозунгами они не были закамуфлированы.

Развитие кафедры. Ответственность и авторитет

История кафедры насыщена примерами своевременного и, в ряде случаев, упреждающего развития теории электропривода и его практического использования. Теория частотного управления электроприводом переменного тока (Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М., Кудрявцев А.В., Сарбатов Р.С., Соколов М.М.) намного опередила его сегодняшнее массовое применение. Теория электропривода с вентильными и шаговыми двигателями (Чиликин М.Г., Ивоботенко Б.А., Сиротин А.А., Ильинский Н.Ф., Цаценкин В.К., Садовский Л.А.) позволила разработать ряд уникальных технических решений, удостоенных, в частности, Государственных премий СССР в 1967 и в 1981 годах. Быстродействующие и прецизионные управляемые электроприводы постоянного тока для гигантов Советской металлургии Магнитогорска, Челябинска, Караганды и Жданова разрабатывались одновременно с развитием силовых тиристоров, а системы управления ими – по мере появления сначала интегрированных аналоговых, а затем и цифровых микросхем (Бычков В.П., Козырев С.К., Федоров Г.М.). Производительные и прецизионные электроприводы для станкостроения разработаны и внедрены коллективами Сандлера А.С., Никольского А.А.

С начала своего возникновения кафедра активно развивала лабораторную базу. Первые лабораторные стенды позволяли определять момент инерции и снимать механические характеристики двигателей постоянного и переменного тока. Позже появился тельфер с крановым путем, компрессор. К концу 1938 года можно было проводить полный спектр лабораторных работ по исследованию электроприводов разных типов с релейно-контакторными схемами регулирования.

oldLab1 smallВ 1946 году лаборатория получила новые помещения в лабораторном корпусе, где продолжилась ее постоянная модернизация. Был смонтирован реверсивный стан холодной прокатки. Его электрооборудование соответствовало уровню того времени и в дальнейшем неоднократно модернизировалось под руководством Бычкова В.П., Козырева С.К. и Кацевича В.Л. в соответствии с развитием электроприводов прокатных станов. Для монтажа прокатного стана использовался мостовой кран, который также был включен в учебный процесс. Схемы управления тележкой и подъемным крюком собирались студентами во время занятий, и сразу проверялась их работоспособность.

oldLab3 smallПо мере развития электропривода изменялись состав и содержание работ. В конце 80-х годов под руководством Ключева В.И. была произведена масштабная модернизация лаборатории специальных курсов электропривода и появились фронтальные лабораторные стенды с тиристорными выпрямителями и системами подчиненного регулирования координат. В то же время при активном участии Масандилова Л.Б. прошла модернизация лаборатории общего курса электропривода, которая стала принимать многочисленные группы студентов разных специальностей. Стенды были укомплектованы унифицированным нагрузочным устройством с использованием индуктивно-емкостных преобразователей, исследованием и разработкой которых для электропривода руководил Ильинский Н.Ф.

iek lab smallВ середине 90-х годов проф. Осипов О.И. инициировал модернизацию практически всех стендов кафедры частотно-регулируемыми электроприводами. Это были преобразователи фирмы Siemens, Allen-Bradley, Danfoss и других. В 2003 году лаборатории пополнились преобразователями частоты «Универсал», разработанных в коллективах, руководимых Острировым В.Н. и Козаченко В.Ф. Раздел, посвященный частотно-регулируемому электроприводу, органично дополнил курс «Системы управления электроприводов», который многие годы читал и развивал Терехов В.М.

Кафедра АЭП в полной мере осознает ответственность за наследие, оставленное ей предшественниками и представителями других школ электропривода страны и зарубежья, с которыми ее всегда связывали дружелюбные и одновременно принципиальные отношения. Коллективы кафедры всегда открыты для коллег, делясь с ними своими успехами и стараясь в меру возможности заимствовать их достижения. С этой целью кафедра с 1994 года проводит ежегодные научно-практические семинары по актуальным темам науки, техники и образования, которые по содержанию и составу участников не уступают многим конференциям. Профильная учебно-методическая комиссия УМО по образованию в области электроэнергетики и электротехники, долгие годы возглавлявшаяся Козыревым С.К., оперативно ставит и решает вопросы организационно-методической и издательской деятельности. Родственным кафедрам электропривода известны терпимость и доброжелательность, проявляемая экспертами от АЭП при проведении аккредитаций и рецензировании рукописей.

Сегодняшний день кафедры. Преемственность и уверенный взгляд в будущее

За тяжелейшие для высшего образования России годы перестройки и кризиса, следуя вышеизложенным принципам, кафедра АЭП сохранила коллектив и динамику развития. Несмотря на стагнацию в экономике, снижение престижа инженерных специальностей, демографический спад, кафедра увеличила объем научных исследований и разработок, укрепила и обновила свою материальную базу, сохранила конкурс на специальность (профиль), количество и качество выпускников — инженеров, бакалавров и магистров, а также специалистов высшей квалификации. Деятельность кафедры за последнее десятилетие ниже иллюстрируется примерами, более обстоятельное обсуждение которых содержится в статьях настоящего издания.

В целях независимой компетентной экспертизы новых разработок кафедры, сравнительной оценки новой продукции в области на открывшемся, но не вполне цивилизованном рынке электропривода кафедра создала испытательную лабораторию электротехнических изделий и аккредитовала ее в Госстандарте РФ. В 2012 и 2013 годах по программе развития НИУ «МЭИ» лаборатория была кардинально расширена и модернизирована, и в ней теперь можно проводить практически весь комплекс испытаний (электромеханические, энергетические, механические и климатические) электроприводов мощностью до 300 кВт.

KrymskПод руководством Острирова В.Н. и Козаченко В.Ф. разработаны и внедрены тысячи преобразователей частоты и источников питания с цифровыми системами управления — это ЖКХ гор. Москвы (премия Правительства РФ в 2011 году), вагоны метро, дуговые печи и многое другое. Кафедра приняла участие в НИР «Крымск» по созданию гибридной трансмиссии бронетранспортера.

В 2014 году было подписано соглашение с компанией «Хайвин» (Тайвань) о создании совместной НИЛ «Центр прецизионной мехатроники». В основе этого соглашения лежат разработки прецизионных вентильных электроприводов коллектива, возглавляемого Балковым А.П., по контракту с этой компанией. На кафедре проводится комплекс работ по инженерной подготовке помещений с целью обеспечения гидро- и виброизоляции, создания стабильного климатического режима для проведения прецизионных измерений.

TI lab smallВ 1999 году при активном участии Козаченко В.Ф. и Бычкова М.Г. была создана лаборатория микропроцессорной техники, в которой появились отладочные комплекты с микроконтроллерами фирм TexasInstruments и Motorola. Эта лаборатория существует и сегодня, но оборудование уже сменилось несколько раз. В 2014 году она получила новые отладочные платы современных микроконтроллеров TexasInstruments и инверторы малой мощности с синхронными машинами с постоянными магнитами. Лаборатория активно используется в курсах «Микропроцессорные средства в электроприводе», «Электропривод с вентильными и шаговыми двигателями», «Системы управления электроприводов» и в научных исследованиях студентов и аспирантов кафедры. В ближайшее время запланирована модернизация курса «Компьютерная и микропроцессорная техника в электроприводе» под новые микроконтроллеры.

moek smallВ 2008 году по инициативе Крылова Ю.А. были начаты работы по созданию новой лаборатории для специальных курсов электропривода. При поддержке компании ООО «Центртехкомплект» лаборатория была укомплектована отечественными преобразователями «Универс», разработанными на кафедре АЭП, и 4-мя новейшими лабораторными стендами. Эта лабораторию установила новые стандарты безопасности лабораторного оборудования и приближенности к реальным электротехническим объектам за счет применения промышленного способа монтажа схем во время проведения лабораторных работ. В ней были применены компьютерные средства регистрации процессов и системы управления преобразователей частоты со свободно конфигурируемой структурой, позволяющие иметь в одном преобразователе весь возможный набор структур систем управления.

В начале 2000-х годов началась модернизация лаборатории общего практикума электропривода, где кафедре оказала помощь компания «ИЭК». Однако только в 2011 году была произведена качественная модернизация лабораторных стендов.

abb lab smallВ 2011 году был проведен ряд переговоров с компанией АББ, после которых в 2012 году был подготовлен проект, и начались работы по созданию новой лаборатории общего практикума электропривода, вобравшей в себя все лучшие технические и учебно-методические наработки. Монтаж схем осуществляется промышленным способом, имеется компьютерные осциллографы, анализаторы качества сети, датчики момента. Изучаются 4 типа управляемых электроприводов: асинхронный с фазным и короткозамкнутым ротором, синхронный, постоянного тока. Лаборатория сопровождает практически весь набор специальных дисциплин: электрический привод, элементы систем автоматики, регулирование координат электропривода, программируемые логические контроллеры, логические системы управления электроприводов, исследование электроприводов, теория электропривода.

Кафедра регулярно обучает электроприводу специалистов промышленности. Действует лаборатория микропроцессорной техники и учебно-научно-консультационный центр «TexasInstruments – МЭИ», в лаборатории «SchneiderElectric – МЭИ», созданной профессором Ладыгиным А.Н., каждый год проходят курсы повышения квалификации более 200 слушателей, чуть меньше слушателей обучается по применениям электроприводов фирмы Siemens.

В планах кафедры на ближайшее время запланированы работы по созданию учебной лаборатории мехатроники, Совместно с компанией АББ планируется установить в совместном учебном центре роботы манипуляторы.

За годы своей работы кафедра подготовила огромное количество выдающихся специалистов. И сегодня коллектив кафедры продолжает работать над совершенствованием учебного процесса, активно занимается научными исследованиями и бережно хранит лучшие традиции, заложенные основателями научно-методической школы кафедры.