WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«№ 3 (8) ВОПРОСЫ Сентябрь 2015 ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ УЧРЕДИТЕЛЬ – САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А. Главный ...»

Издается с ноября 2013 года

Выходит один раз в квартал

№ 3 (8)

ВОПРОСЫ

Сентябрь 2015

ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

УЧРЕДИТЕЛЬ – САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ГАГАРИНА Ю.А .

Главный редактор АРХАНГЕЛЬСКИЙ ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ Зам. главного редактора БЕКРЕНЕВ НИКОЛАЙ ВАЛЕРЬЕВИЧ Ответственный секретарь АЛЕКСЕЕВ ВАДИМ СЕРГЕЕВИЧ Редакционная коллегия д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов И.Н. АНТОНОВ д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов Ю.С. АРХАНГЕЛЬСКИЙ д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов Н.В. БЕКРЕНЕВ д.т.н., профессор, СПбГЭУ (ЛЭТИ), Санкт-Петербург В.Б. ДЕМИДОВИЧ д.т.н., профессор, СамГТУ, Самара Л.С. ЗИМИН д.с.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов Н.И. ЛОВЦОВА д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов В.Н. ЛЯСНИКОВ д.т.н., профессор, ТГТУ, Тверь А.Н. МАКАРОВ д.т.н., профессор, КНИТУ имени А.Н. Туполева (КАИ), Казань Г.А. МОРОЗОВ д.т.н., профессор, ПГУ, Пенза Ю.П. ПЕРЕЛЫГИН д.э.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов А.Н. ПЛОТНИКОВ д.т.н., профессор, НИУ «МЭИ», Москва В.П. РУБЦОВ д.т.н., профессор, УрФУ, Екатеринбург Ф.Н. САРАПУЛОВ д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов Б.К. СИВЯКОВ д.т.н., профессор, первый проректор СГТУ имени Гагарина Ю.А .

А.А. СЫТНИК д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов Ю.Б. ТОМАШЕВСКИЙ д.т.н., профессор, СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов Г.Г. УГАРОВ д.т.н., профессор, БТИ, Бийск В.Н. ХМЕЛЕВ д.т.н., профессор, СГТУ Гагарина Ю.А., Саратов В.А. ЦАРЕВ к.т.н., СГТУ имени Гагарина Ю.А., Саратов В.С. АЛЕКСЕЕВ © Саратовский государственный технический ISSN 2309-6020 университет имени Гагарина Ю.А., 2015 Since November 2013 Published Quarterly № 3 (8) JOURNAL OF September 2015

ELECTROTECHNICS

Scientific and Technical Publication The journal is founded by Yuri Gagarin State Technical University of Saratov Chief Edito

–  –  –

I.A. Uskov, V.E. Frizen, E.L. Shvydkiy Приведены результаты компьютерного The article contains results of computer моделирования многофункционального пла- simulation for a multifunctional melting unit вильного агрегата, оснащенного боковым equipped with an electromagnetic side stirrer .

электромагнитным вращателем. Приво- We provide a comparison with the method of дится сравнение с методом детализиро- detailed magnetic equivalent circuits .

ванных магнитных схем замещения Keywords: electromagnetic stirrer, inducДМСЗ). tion crucible furnace, electromagnetic force, Ключевые слова: электромагнитный finite element method, the detailed equivalent вращатель, индукционная тигельная печь, circuit электромагнитные усилия, метод конечных элементов, детализированные схемы замещения В рамках НИР, проводимых на кафедре дуктора вращателя осуществляется от исЭЭТС УрФУ, разработан проект опытного точника промышленной частоты. Это свяобразца многофункционального плавиль- зано с минимизацией затрат на реализацию ного агрегата (МПА) оснащенного боковым проекта. Магнитопровод вращателя выполэлектромагнитным вращателем (БЭМВ) нен разомкнутым. Это обусловлено необрис. 1). Агрегат создается на базе ИТП ходимостью размещения токо- и водопродля плавки стали емкостью 0,4 т, по- водов к обмотке основного (греющего) инлучающей питание от преобразователя час- дуктора .





тоты мощностью 500 кВт и выходной частотой 1 кГц, основная функции которой – плавка стального лома. После установки дополнительного индуктора вращателя появляется возможность проводить специальные металлургические операции .

Создаваемое индуктором вращающееся магнитное поле приводит в движение металлический расплав в тигле с созданием воронки. Воронка является «сосудом», в котором металлургические процессы (химические, массообменные, теплообменные и т.п.) осуществляются с высокой скоростью за счет интенсивного движения ме- Рис. 1. Боковой ЭМВ для МПА: 1 – зубец; 2 – талла на границе со шлаком. Питание ин- магнитопровод; 3 – катушка

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

Для верификации полученных данных проведен сравнительный анализ данных, полученных при решении задачи в COMSOL Multiphysics [3] и методом ДМСЗ .

Результатами моделирования являются ключевые параметры, необходимые для проведения гидродинамических исследований и при проектировании опытного образца ЭМВ. Ниже на рисунках представлены расчетные значение плотности тока в металле (рис. 2 и 3), Y-составляющая силы Лоренца (рис. 4 и 5) и Х-составляющая силы Лоренца Рис. 4. Распределение Y-составляющей силы (рис. 6 и 7). Лоренца в расплаве металла

–  –  –

Рис. 8. Распределения индукций, удельных усилий и плотности тока по радиусу тигля

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

Рис. 9. Распределения плотности тока по радиусам, проходящим по серединам зубцовых делений индуктора (с 1-го по 6-й)

–  –  –

Данные таблицы говорят о том, что результаты исследований с определенной долей погрешности можно считать достоверными и использовать их в дальнейших исследованиях .

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Усков Илья Александрович – магистрант Ilya A. Uskov – Master Student, Department кафедры «Электротехника и электротехно- of Electrical Engineering and логические системы» Уральского феде- Electrotechnological Systems, Urals Federal рального университета University Фризен Василий Эдуардович – доктор Vasiliy E. Frizen – Dr. Sc., Associate Profesтехнических наук, доцент кафедры «Элек- sor, Department of Electrical Engineering and тротехника и электротехнологические сис- Electrotechnological Systems, Urals Federal темы» Уральского федерального универси- University тета Швыдкий Евгений Леонидович – маги- Evgeniy L. Shvydkiy – Master Student, Deстрант кафедры «Электротехника и элек- partment of Electrical Engineering and тротехнологические системы» Уральского Electrotechnological Systems, Urals Federal федерального университета University

–  –  –

УДК 621.365.5

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ ПРИ СИНТЕЗЕ РАБОЧИХ КАМЕР

СВЧ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

И МАТЕМАТИЧЕСКОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ТЕРМООБРАБОТКИ

В СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ ПОЛЕ

Ю.С. Архангельский

APPLICATION OF THE CIRCUIT THEORY IN SYNTHESIZING

CAMERAS FOR MICROWAVE ELECTROTHERMAL INSTALLATIONS

AND MATHEMATICAL MODELING OF HEAT TREATMENT

IN THE MICROWAVE ELECTROMAGNETIC FIELD

Yu.S. Arkhangelskiy Показана возможность применения The paper shows the possibilities for using теории цепей при проектировании СВЧ the circuits theory in designing microwave электротермических установок. electro thermal installations .

Ключевые слова: СВЧ электромагнит- Keywords: microwave electromagnetic ное поле, самосогласованная краевая зада- field, self-consistent boundary value problem ча электродинамики и тепломассоперено- in electrodynamics and mass transfer, working са, рабочие камеры, синтез, математиче- chambers, synthesis, mathematical modeling ское моделирование При проектировании СВЧ электротер- тому что в первую очередь от их параметмических установок основное внимание ров зависят возможности установок .

приходится уделять рабочим камерам, по- Обычно речь идет о решении задачи синЭЛЕКТРОТЕРМИЯ теза рабочей камеры, обеспечивающей ленные при исследовании строго решения равномерный нагрев обрабатываемого ди- самосогласованной краевой задачи: в часэлектрика и максимально возможное со- тично заполненной линии, на которой согласование рабочей камеры с СВЧ генера- брана рабочая камера: наибольшую энертором, а также задачи математического гию переносит квази-Н10 волна в прямомоделирования процесса термообработки. угольном и квази-Т волна в круглом и коЭти решения должны учитывать взаимное аксиальном волноводе, нагреваемый дивлияние одновременно протекающих электрик обладает низкой теплопроводноэлектродинамического и теплового про- стью, а время нагрева меньше, чем при цессов, и добиться этого можно, решая традиционном способе термообработки, так называемую самосогласованную крае- теплообмен с окружающей средой можно вую задачу электродинамики и тепломас- не учитывать .

сопереноса (теплопроводности). Поста- Но в любом случае надо знать постоновка и принципиальный подход к реше- янную распространения электромагнитнию этой краевой задачи приведены в [1]. ной волны в обрабатываемом диэлектриРазвитие и детализация этой проблемы ке, а ее можно определить с помощью даны в [2-5]. теории цепей (теории длинных линий) Наиболее трудоемкими на этом пути яв- [6-9]. Рассмотрим возможности распроляются решение дисперсионного уравнения странения теории цепей в проектировании для рассматриваемых линий передачи, на рабочих камер СВЧ электротермических которых собраны рабочие камеры, и расчет установках .

температурного поля обрабатываемого Камера с бегущей волной (КБВ). На объекта. В связи с этим представляют ин- рис. 1 показаны КБВ на прямоугольном терес инженерные методы синтеза и мате- волноводе со слоем обрабатываемого диматического моделирования процесса тер- электрика на широкой стенке и эквивамообработки, учитывающие основные ре- лентная схема бесконечно малого участка зультаты строгого решения электродина- линии передачи, частично заполненной мической задачи. средой с потерями .

В основу инженерных методов расчета положены три обстоятельства, установ

–  –  –

Yuri S. Arkhangelskiy – Dr.Sc., Professor, Архангельский Юрий Сергеевич – заслуженный деятель науки РФ, доктор Honored Master of the Russian Federation, технических наук, профессор кафедры Department of Power Supply for Industrial FaЭлектроснабжение промышленных пред- cilities, Yuri Gagarin State Technical Univerприятий» Саратовского государственного sity of Saratov технического университета имени Гагарина Ю.А .

<

–  –  –

К СВЕДЕНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!

В журнале можно опубликовать материалы научно-технических конференций, круглых столов, выставок по тематическим направлениям журнала .

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

УДК 621.365.5

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕОДНОРОДНЫХ

КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СВЧ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ

ПОЛЕ НА ОСНОВЕ КРИТЕРИАЛЬНОГО УРАВНЕНИЯ

–  –  –

I.V. Zlobina Предложен новый подход к разработке The paper presents a new approach to the модели СВЧ термической обработки неод- development of a microwave model for the нородных по структуре и свойствам компо- heat treatment of composite materials nonзиционных материалов на основе полученно- uniform in structure or properties. This apго по специальному алгоритму критериаль- proach is based on the criteria equation deного уравнения процесса их нагрева. veloped for the thermal treatment process is Ключевые слова: неоднородная струк- received using a special algorithm .

тура, СВЧ диэлектрический нагрев, крите- Keywords: non-uniform structure, microриальное уравнение wave dielectric heating, criteria equation Для разработки и внедрения перспек- учные основы расчета СВЧ камер различтивной техники требуются новые мате- ного типа [1-4] .

риалы, обладающие заданным комплек- Однако ряд вопросов технологического сом свойств, например, композиционные применения СВЧ энергии требует решения, неметаллические материалы. Применение в том числе теоретико-экспериментального электрофизических технологий в произ- обоснования равномерного СВЧ нагрева водстве изделий из таких материалов по- неоднородных композиционных материазволяет не только сформировать требуе- лов, например органических, состоящих из мую форму с заданной точностью, но и матрицы с распределенными в ее объеме оказывать дополнительное модифици- одним или несколькими компонентами .

рующее действие, что делает возможным Наличие в объеме материала компоуправлять свойствами материала в про- нентов с различными диэлектрическими цессе обработки изделия .

свойствами вызывает неравномерное поПрименение сверхвысокочастотного глощение СВЧ мощности и соответственСВЧ) электромагнитного поля для тепло- но тепловыделение по объему обрабатывой обработки композиционных материа- ваемого объекта, что затрудняет достижелов позволяет интенсифицировать процесс ние требуемых характеристик. Известные и повысить степень равномерности обра- подходы к разработке моделей СВЧ диботки вследствие объемного характера теп- электрического нагрева неоднородных ловыделения. Сейчас создана теория СВЧ композиций материалов с применением нагрева диэлектрических материалов, осно- уравнений Максвелла и тепломассопереванная на решении краевой задачи электро- носа Лыкова-Михайлова являются слождинамики и тепломассопереноса в СВЧ ными для анализа процесса и расчета опэлектромагнитном поле и разработаны на- тимальных технологических режимов [1] .

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Таким образом, разработка методов по- лируемой мощностью магнетрона. Темпевышения равномерности СВЧ диэлектриче- ратуру образцов измеряли электронным ского нагрева неоднородных композиций ор- термометром ЛТ-300. Для изучения струкганических материалов является актуальной. туры использовали микроскоп МБС-6 при Для получения зависимостей, позво- 12-кратном увеличении, оснащенный наляющих определять влияние того или ино- садкой с цифровым фотоаппаратом Canon го режимного фактора на тепловыделение в PowerShot A2500. Полученные изображения СВЧ электромагнитном поле, предлагается транслировали в компьютерный анализатор использовать подход, основанный на со- изображений микроструктур АГПМ-6М, где ставлении критериального уравнения, свя- выполняли их обработку в программе зывающего температуру и время обработки «Metallograph». При выполнении исследоваизделий с их теплофизическими и механи- ний электрофизических свойств материалов ческими параметрами и позволяющего оп- использовали метод двух толщин (волноределить минимальную требующуюся для водный метод), реализованный в экспериобработки СВЧ мощность [5, 6]. ментальной установке, с использованием Так, был разработан алгоритм, вклю- двойного волноводного тройника, при почающий следующие этапы: выбор парамет- мощи которого поэтапно снимали темпераров, влияющих на удельные затраты энер- турную зависимость электрофизических пагии при термической обработке (удельная раметров диэлектрика .

теплоемкость, коэффициент теплопровод- В качестве объекта исследований выности, СВЧ мощность, температура и время брана композиция, состоящая из гранулиобработки); представление взаимосвязи па- рованного органического полимера в качераметров процесса в виде степенной муль- стве матрицы с распределенным компонентипликативной функции; преставление па- том в виде микропорошка с размерами часраметров процесса в мультипликативной тиц 0,05-0,1 мм. Массовая доля микропофункции основными единицами системы рошка относительно матрицы составляла не СИ; решение характеристического уравне- более 20% [6] .

ния процесса, составленного через основ- На первом этапе экспериментально опные единицы СИ, относительно характери- ределяли физико-механические, тепло- и стических коэффициентов с учетом допу- электрофизические характеристики обрабащения, что при одинаковых основаниях по- тываемого объекта .

казатели степени равны; запись критери- Изменение удельной теплоемкости с и коэффициента теплопроводности чистой ального уравнения процесса через выражения характеристических коэффициентов, матрицы и с различной концентрацией ввеопределяемых экспериментально; решение денного компонента от температуры нагрева критериального уравнения при заданном представлено в таблице. Зависимость темпеуровне энергопотребления относительно ратуропроводности от времени нагрева для удельной СВЧ мощности или напряженно- всех категорий образцов достаточно точно сти электромагнитного поля [6]. апроксимируется линейной функцией. При Для получения исходных данных, ис- этом концентрация введенного компонента пользуемых при составлении критериаль- оказывает меньшее влияние на зависимость, ного уравнения, и экспериментальной про- чем сам факт его присутствия в матрице .

верки его адекватности изучали влияние Согласно таблице удельная теплоемрежимов СВЧ диэлектрического нагрева на кость с и коэффициент теплопроводности кинетику свойств изделий, а также состав, образцов с повышением концентрации ввоструктуру, механические, теплофизические, димой добавки уменьшаются. Это может химические и электрофизические свойства быть связано с отличием величин с и часисследуемых композиций. В экспериментах тиц дополнительного компонента и матрипо СВЧ обработке использовали специаль- цы. Увеличение концентраций компонента ную экспериментальную установку с регу- приводит к росту изменения с и .

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

Влияние состава материала и температуры нагрева на удельную теплоемкость c и коэффициент теплопроводности Параметры Матрица Концентрация 20% Концентрация 5% t, °С 70 80 90 70 80 90 70 80 90 c, Дж/кг·°С 2700 2670 2650 2620 2600 2550 2650 2620 2600, Вт/м·°С 0,412 0,428 0,44 0,39 0,42 0,43 0,41 0,426 0,44

–  –  –

Как видно из выражений (15) и (16), большее значение имеют плотность и наибольшее влияние на режимы СВЧ тер- удельная теплоемкость. При рассмотрении мической обработки оказывают требуемая указанных выражений установлено сложтемпература изделия, затраты энергии и ное взаимовлияние факторов на выходные объем обрабатываемого материала. Время параметры. На основе выполненных расчевоздействия играет весьма несущественную тов при различном сочетании исходных роль. Из характеристик композиции наи- данных получены графические зависимоВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 сти, позволяющие выделить рекомендуе- ленных согласно критериальному уравнемый диапазон режимов СВЧ термической нию. В наибольшей степени удельная мощобработки по критерию минимальных ность зависит от температуры при миниэнергетических затрат. мальном времени обработки, а зависимость График изменения расчетной удельной от времени более выражена при максиСВЧ мощности в зависимости от требуемой мальной температуре готовности .

температуры нагрева и времени обработки Экспериментально было установлено, представлен на рис. 2. что диапазон удельной СВЧ мощности при Из полученных данных следует, что частоте 915 МГц, при которой обеспечивасредняя температура обработки рассматри- ется температура нагрева композиции (75-80)С, составляет (12,9-14) Вт/см3, что ваемой композиции, равная 80С, теоретически может быть достигнута при нагреве в отличается от полученной по выражению течение 6 минут с удельной СВЧ мощно- (16) не более чем на 13%. Это свидетельстью (14,1-14,89) Вт/см3 в зависимости от ствует о вполне удовлетворительной сховида композиции с обеспечением мини- димости теоретических и практических мальных энергетических затрат, опреде- результатов .

–  –  –

t, K Рис. 2. Зависимость удельной СВЧ мощности от температуры и времени обработки композиции с 20% концентрацией введенного компонента Таким образом, предложенный подход к ных для инженерных расчетов моделей разработке моделей СВЧ термической об- электротехнологических процессов формиработки неоднородных материалов, напри- рования и модифицирования неоднородных мер композиционных, на основе критери- по структуре и составу материалов. Однаального уравнения с экспериментальным ко универсальность предлагаемого подхода определением его характеристических ко- ограничивается параметрами применяемого эффициентов позволяет просто устанавли- технологического оборудования и необховать рациональные электротехнологиче- димого определения коэффициентов для ские режимы обработки. Подход может каждого нового материала .

быть рекомендован для разработки пригод

<

ЛИТЕРАТУРА

1. Архангельский Ю.С. Справочная 2. Michael Kachmar Microwave Heating:

книга по СВЧ-электротермии: справочник / 50MW and Counting // Microwaves & RF .

Ю.С. Архангельский. Саратов: Научная sept. 1992. P. 41-44 .

книга, 2011. 560 с .

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

3. Архангельский Ю.С. Сверхвысоко- ций из органических материалов: автореф .

частотная электротехнология. Саратовская дис. … канд. техн. наук: 05.09.10 / школа электротехнологов/ Ю.С. Архангель- И.В. Злобина. Саратов, 2015. 16 с .

ский // Вестник СГТУ. 2011. № 4 (3). С. 5-15. 6. Злобина И.В. СВЧ термическая обраГдалев А.В. Исследование зависимо- ботка неоднородных по структуре и элексти диэлектрических свойств материала от трофизическим характеристикам композитемпературы / А.В. Гдалев, Р.Н. Сабиров, ций из органических материалов: дис. … К.Н. Огурцов // Вестник СГТУ. 2010. № 3 канд. техн. наук: 05.09.10 / И.В. Злобина .

(47). С. 27-30. Саратов, 2015. 173 с .

5. Злобина И.В. СВЧ термическая обра- 7. Енохович А.С. Краткий справочник ботка неоднородных по структуре и элек- по физике. М.: Высшая шк., 1976. 288 с .

трофизическим характеристикам композиЗлобина Ирина Владимировна – кандидат Irina V. Zlobina – Ph.D., Assistant Lecturer, технических наук, ассистент кафедры Department of Engineering Mechanics and «Техническая механика и детали машин» Machine Elements, Yuri Gagarin State TechСаратовского государственного техниче- nical University of Saratov ского университета имени Гагарина Ю.А .

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 УДК 621.365

АДАПТИВНЫЕ МИКРОВОЛНОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ СМЕСЕЙ

–  –  –

G.A. Morozov, V.I. Anfinogentov, O.G. Morozov S.N. Smirnov, R.R. Samigullin Рассмотрены вопросы разработки The paper provides a research into the адаптивных микроволновых технологиче- problems related with development of adaptive ских комплексов для обработки жидких microwave technological complexes for proсмесей. В частности, представлены неко- cessing liquid mixtures. We present a number торые математические модели для вычис- of mathematical models to compute the conления параметров управления технологиче- trol parameters of the technological process, ским процессом и обоснован выбор типов and show the necessity for the choice of fiber волоконно-оптических датчиков для по- optic sensors to construct the information and строения информационно-измерительной measuring part of the complex, which provides части комплекса, обеспечивающей входные the input data important for the simulation .

данные для моделирования. Keywords: adaptive control, mathematical Ключевые слова: адаптивное управление, model, technology process, fiber optic sensors математическая модель, технологический процесс, волоконно-оптические датчики Одной из важнейших научно- рованными, предназначенными для обработтехнических задач современного развития ки при фиксированных режимах конкретных СВЧ комплексов является задача разработки жидких материалов и сред с заданными патехнологий нагрева, обеззараживания и раз- раметрами и в заданных условиях [2]. Однаделения жидких материалов и сред, способ- ко последнее не всегда выполнимо из-за изствующих повышению технологичности, ав- менчивого характера состава жидких сред, их томатизации и снижению затрат на обработ- состояния, параметров движения и т.д. Наику непрерывного потока. По сравнению с более совершенным с точки зрения возможтрадиционной микроволновая обработка ностей достижения требуемых показателей способствует ускорению процесса отделения качества микроволновой обработки является воды из смеси при меньших затратах элек- управление параметрами, основанное на троэнергии и времени, при меньшей темпе- принципах адаптации .

ратуре обработки, обеспечивая выполнение Решение задач управления осуществлявсе возрастающих экологических требований ется с помощью методов математического [1], так что есть основание говорить об акту- моделирования, так как при этом открываальности разработки микроволновых техно- ются широкие возможности нахождения логических комплексов (МВТК) .

управляющих параметров, обеспечиваюНесмотря на широкое применение МВТК, щих эффективные режимы микроволновой они, как правило, являются узкоспециализи- обработки и улучшения техникоЭЛЕКТРОТЕРМИЯ экономических и эксплуатационных харак- сред. Внесение в среду обработки различтеристик МВТК. На настоящий момент во- ных датчиков либо невозможно из-за возпросы математического аналитического можного выхода их из строя, либо вызывамоделирования микроволновой обработки ет значительное изменение распределения недостаточно рассмотрены. Количество на- создаваемого электромагнитного поля. Расучных работ по численному моделирова- смотрим некоторые направления решения нию более чем в десятки раз превышает указанных выше проблем .

число работ по аналитическому моделиро- Структура МВТК обработки жидких ванию, хотя наиболее предпочтительным материалов и сред с адаптивным управявляется аналитическое решение постав- лением. Функциональная схема управления ленных задач. Кроме того, проблемным ос- автоматизированным полнопроточным тается вопрос реализации датчиков для по- МВТК обработки жидких материалов и лучения информации о технологическом сред с адаптивным управлением представпроцессе обработки жидких материалов и лена на рис. 1 .

–  –  –

Рис. 3. Спектральное смещение длины волны при увеличивающихся осевом и поперечном напряжении Информация от четырех спектральных тема распространялась фирмой Sicom и пиков может использоваться одновременно Deha-Com, Франция .

для измерения осевого напряжения, двух Нами было предложено замкнуть концы взаимно ортогональных компонент попе- скрученных волокон и использовать метод речного напряжения и температуры. обратного рассеяния для анализа распредеВОД на скрученных волокнах. Альтер- ленной информации. Данный ВОД достанативным ВОД для измерения напряжений точно прост, не требует никакого вмешаможет служить датчик на двух или более тельства в структуру волокна в отличие от скрученных волокнах. В данном ВОД во- ИФП и ВРБ .

локна скручиваются между собой или с не- Итак, изложенные подходы к матемасущей непроводящей проволокой в области тическому моделированию и выбору датчувствительного участка. чиков основаны на априорной информаКогда скрученная пара растягивается ции о возбуждаемых электромагнитных и или сжимается, происходит изменение ам- тепловых полях. В реальных ситуациях плитуды микроизгибов и часть передавае- может быть организован эксперимент по мого излучения покидает волокно. Измеряя воссозданию рабочих режимов возбуждеинтенсивность рассеянного света, можно ния электромагнитного поля и произведеполучить информацию о приложенных на- но измерение совокупности реализаций пряжениях или температуре. Подобная сис- температурного поля с помощью универВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 сальной измерительной системы с ВОД. правки в математические модели адапПосле этого вычисляются требуемые по- тивного управления МВТК .

Морозов Геннадий Александрович – Gennady A. Morozov – Honored Worker of заслуженный работник высшего профес- Higher Education of the Russian Federation, сионального образования, доктор техниче- Dr. Sc., Professor, Department of ских наук, профессор кафедры «Радиоэлек- Radioelectronic and Telecommunication Sysтронные и телекоммуникационные систе- tems, A.N. Tupolev National Research Techмы» Казанского национального исследова- nical University of Kazan тельского технического университета им .

А.Н. Туполева (КАИ) Анфиногентов Владимир Иванович – Vladimir I. Anfinogentov – Dr. Sc., Profesдоктор технических наук, профессор ка- sor, Department of Special Mathematics, A.N .

федры «Специальная математика» Казан- Tupolev National Research Technical Univerского национального исследовательского sity of Kazan технического университета им. А.Н. Туполева (КАИ)

Морозов Олег Геннадьевич – доктор тех- Oleg G. Morozov – Dr. Sc., Professor, Head:

нических наук, профессор, заведующий ка- Department of Radiophotonics and Microwave федрой «Радиофотоника и микроволновые Technologies, A.N. Tupolev National Reтехнологии» Казанского национального ис- search Technical University of Kazan следовательского технического университета им. А.Н. Туполева (КАИ) Самошин Руслан Эдуардович – студент Ruslan E. Samoshin – Undergraduate, A.N .

Казанского национального исследователь- Tupolev National Research Technical Univerского технического университета им. sity of Kazan А.Н. Туполева (КАИ)

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

Самигуллин Рустем Разяпович – канди- Rustem R. Samigullin – Ph.D., Associate дат технических наук, доцент кафедры Professor, Department of Radiophotonics and «Радиофотоника и микроволновые техно- Microwave Technologies, A.N. Tupolev Naлогии» Казанского национального исследо- tional Research Technical University of Kazan вательского технического университета им .

А.Н. Туполева (КАИ)

–  –  –

УДК 621.365.5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОГОННЫХ ПАРАМЕТРОВ РАБОЧЕЙ КАМЕРЫ

С БЕГУЩЕЙ ВОЛНОЙ НА ПРЯМОУГОЛЬНОМ ВОЛНОВОДЕ,

РАБОТАЮЩЕЙ В МНОГОЧАСТОТНОМ РЕЖИМЕ

А.В. Фёдоров, Ю.С. Архангельский

DETERMINING LINEAR PARAMETERS IN THE WORKING CHAMBER

WITH A TRAVELING WAVE OVER A RECTANGULAR WAVEGUIDE

OPERATING IN THE MULTIFREQUENCY MODE

A.V. Fedorov, Yu.S. Arkhangelskiy На основе теории цепей выполнен рас- The paper presents the analysis regarding чёт погонных параметров эквивалентной parameters of the equivalent circuit in the схемы рабочей камеры с бегущей волной на working chamber with a traveling wave over a прямоугольном волноводе, работающей в rectangular waveguide operating in a multiмногочастотном режиме с различными frequency mode with various types of dielecвидами диэлектриков. trics. The analysis is based on the theory of Ключевые слова: камера с бегущей вол- linear circuits .

ной, установка СВЧ диэлектрического на- Keywords: running wave cavity, microгрева, расчёт, эквивалентная схема, длина wave installation, calculation, equivalent cirволны, относительная диэлектрическая cuit, wavelength, relative permittivity, loss anпроницаемость, тангенс угла диэлектриче- gle, single frequency mode, multiple-frequency ских потерь, одночастотный режим, мно- mode гочастотный режим

–  –  –

–1,66 40 0,48 4,47 0,52 5,46 1,90

–1,66 60 0,52 5,46 1,90 0,48 4,47

–  –  –

–1,22 40 0,49 5,81 0,51 4,19 1,62

–1,22 60 0,51 4,19 1,62 0,49 5,81

–  –  –

20 0,499 11,9 2,84 0 0,496 14,5 8,9 0 40 0,498 12,8 4,45 0 0,497 6,36 13,6 0 60 0,497 13,6 6,36 0 0,498 4,45 12,8 0 80 0,496 14,5 8,9 0 0,499 2,84 11,9 0

–  –  –

20 0,496 11,3 6,63 0 0,4994 13,23 3,13 0 40 0,497 12 5,55 0 0,499 12,61 4,4 0 60 0,4985 12,6 4,4 0 0,497 11,97 5,55 0 80 0,499 13,2 3,13 0 0,496 11,3 6,63 0

–  –  –

Фёдоров Антон Витальевич – аспирант Anton V. Fedorov – Postgraduate, Departкафедры «Электроснабжение промышлен- ment of Power Supply for Industrial Facilities, ных предприятий» Саратовского государ- Yuri Gagarin State Technical University of ственного технического университета име- Saratov ни Гагарина Ю.А .

Архангельский Юрий Сергеевич – Yuri S. Arkhangelskiy – Dr.Sc., Professor, заслуженный деятель науки РФ, доктор Honored Master of the Russian Federation, технических наук, профессор кафедры Department of Power Supply for Industrial FaЭлектроснабжение промышленных пред- cilities, Yuri Gagarin State Technical Univerприятий» Саратовского государственного sity of Saratov технического университета имени Гагарина Ю.А .

<

–  –  –

УВАЖАЕМЫЕ АВТОРЫ!

Редакция публикует при каждой статье краткие сведения об авторах .

В связи с этим просим вас при направлении статьи в редакцию сообщать:

1. Полные имена и отчества всех авторов .

2. Место работы и должность .

Кроме того, напоминаем, что на каждую статью следует представлять краткий (4-5 предложений) реферат на русском и английском языках (включая название), а также ключевые слова .

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 УДК 520.8.056

МАЛОГАБАРИТНЫЕ СФОКУСИРОВАННЫЕ АНТЕННЫ

ДЛЯ ЗАДАЧ СВЧ-ТЕХНОЛОГИЙ

–  –  –

Yu.E. Sedelnikov, O.V. Potapova, K.N. Khalikova Рассматриваются малогабаритные The paper presents a research into smallсфокусированные антенны, используемые size focused antennas used to solve the probдля задач СВЧ-технологий. Рассмотрены lems with microwave technologies. The main основные характеристики сфокусирован- characteristics of focused antennas in the abных антенн в поглощающих средах. Пред- sorbing medium are analyzed. The device and ставлены устройство и принцип работы operation principles of small-size focused anмалогабаритных сфокусированных ан- tennas having the form of running wave anтенн в виде антенны бегущей волны, оце- tennas are presented .

нена эффективность использования та- Keywords: small-size focused antennas, ких антенн в задачах радиоволновой ди- running wave antennas агностики .

Ключевые слова: малогабаритные сфокусированные антенны, антенны бегущей волны В ряде технических приложений воз- – эффективная трехмерная фокусировка никает требование формирования элек- возможна на расстояниях от апертуры потромагнитных полей, по возможности ло- рядка ее геометрических размеров и умекализованных в ограниченной части про- ренном затухании волны в среде (не более 0,2…0,3). При большем затухании странства. Примером таких ситуаций может служить аппаратура радиоволновой свойство выраженной фокусировки в надиагностики. Аналогично может требо- правлении, перпендикулярном апертуре, ваться обеспечение пространственно- утрачивается при сохранении ее в плоскоселективного приема, например, в задаче сти, параллельной апертуре;

радиотермометрии. Эффективным средст- – у сфокусированных антенн для каждовом решения указанных задач представ- го значения фокусного расстояния z0 сущеляется использование антенных уст- ствует оптимальный размер апертуры, при ройств, реализующих принцип фокуси- котором достигается максимальный КНД .

ровки в зоне ближнего излученного поля Дальнейшее увеличение апертуры более к его росту не приводит;

[1] .

Для большинства задач СВЧ технологий – оптимальные размеры апертуры и, сохарактерна работа в средах со значитель- ответственно, максимально возможный ным затуханием и с высоким значением ди- КНД быстро снижаются по мере увеличеэлектрической проницаемости. Фокусиров- ния коэффициента затухания волны в срека излучения антенн в средах с указанными де. Для многих приложений максимальный свойствами характеризуется рядом особен- размер апертуры составляет величину поностей [1-3]: рядка единиц длины волны в среде .

ЭЛЕКТРОТЕРМИЯ

В настоящей работе предлагается прин- Антенна – линейная с равномерным амплицип построения малогабаритных сфокуси- тудным распределением, сфокусированная рованных антенн. в точку, находящуюся на нормали к апертуре при фокусном расстоянии z0. Частота – Сфокусированные антенны в поглощающих средах. Покажем на примере воз- 1 ГГц. Расчет напряженности электричебуждения электромагнитных полей в био- ского поля проводился с использованием логических тканях перспективность ис- модели [4] .

пользования принципа фокусировки. В ка- Типичные результаты показаны на честве модельного примера взяты следую- рис. 1 .

щие данные = 8,263 1/м, = 78,835 рад/м .

–  –  –

Рис. 7. Распределение квадрата модуля напряженности электрического поля в фокальной плоскости (1 – сфокусированная антенна с косинусным амплитудным распределением, сфокусированная в среде с среды / k = 7 и среды / k = 0,75 при фокусном расстоянии 0,8 длины волны в воздухе; 2 – антенна бегущей волны (а / k = 1,5, a = 0,4; 3 – синфазная антенна с косинусным распределением. Длина антенны во всех случаях 0.75 длины волны в воздухе) Рис. 8. Распределение квадрата модуля напряженности электрического поля для синфазной и сфокусированной антенны бегущей волны в направлении, перпендикулярном апертуре. Параметры антенны и среды – согласно рис. 7

–  –  –

Седельников Юрий Евгеньевич – заслу- Yu E. Sedelnikov – Honored Master of Sciженный деятель науки и техники Респуб- ence and Technology of the Republic лики Татарстан, доктор технических наук, Tatarstan, Dr. Sc., Professor, Department of профессор кафедры «Радиоэлектронные и Electronic and Telecommunication Systems, телекоммуникационные системы» Казан- A.N. Tupolev National Research Technical ского национального исследовательского University of Kazan технического университета им .

А.Н. Туполева (КАИ) Потапова Ольга Владимировна – канди- Olga V. Potapova – Ph.D., Associate Profesдат технических наук, доцент кафедры «Ра- sor, Department of Electronic and Telecomдиоэлектронные и телекоммуникационные munication Systems, A.N. Tupolev National системы» Казанского национального ис- Research Technical University of Kazan следовательского технического университета им. А.Н. Туполева (КАИ) Халикова Ксения Наильевна – аспирант Kseniya N. Khalikova – Postgraduate, Deкафедры «Радиоэлектронные и телекомму- partment of Electronic and Telecommunicaникационные системы» Казанского нацио- tion Systems, A.N. Tupolev National Research нального исследовательского технического Technical University of Kazan университета им. А.Н. Туполева (КАИ) Статья поступила в редакцию 19.08.15, принята к опубликованию 11.09.15

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

УДК 621.928.1: 621.313.17

ИНДУКЦИОННАЯ СОРТИРОВКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

В БЕГУЩЕМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ

А.Ю. Коняев, Ж.О. Абдуллаев, Д.Н. Багин, И.А. Коняев, С.Л. Назаров

INDUCTION SORTING OF NON-FERROUS METALS

IN THE TRAVELING MAGNETIC FIELD

A.Yu. Konyaev, Zh.O. Abdullaev, D.N. Bagin, I.A. Konyaev, S.L. Nazarov Экономически выгодно использовать In the recent years using processed raw вторичное сырье с целью добычи полезных materials has been recognized increasingly материалов для их дальнейшего примене- cost-effective for the purpose of their further ния. Электродинамическая сепарация, ос- utilization as useful materials .

нованная на силовом взаимодействии бегу- Electrodynamic separation based on force щего магнитного поля с вихревыми тока- interaction between the magnetic field and ми, наведенными им в проводящих части- eddy currents induced by the field in conцах, наиболее эффективна при сборе и об- ducting particles is most effective when recyработке лома цветных металлов. Статья cling non-ferrous metals. This paper is deпосвящена проблеме сортировки цветных voted to the problem of sorting out nonметаллов. Описаны результаты исследо- ferrous metals, and provides the results of вания конструкций сепараторов с бегущим research into designs referring separators магнитным полем. with the traveling magnetic field .

Ключевые слова: электродинамическая Keywords: electrodynamic separation, inсепарация, индукционная сортировка метал- duction sorting of metals, research results лов, результаты исследований Одной из тенденций развития экономи- траты на производство цветных металлов и ки, позволяющей решать эколого- расходы на природоохранные мероприятия, экономические проблемы, является увели- поскольку технологические процессы в чение производства вторичных цветных цветной металлургии характеризуются металлов. Несмотря на появление новых большим количеством пылегазовых выброматериалов, спрос на цветные металлы и сов в атмосферу, сточных вод и разнообизделия из них остается устойчиво высо- разных видов твердых отходов (хвосты ким. Однако производство металлов из обогащения, шлаки и шламы металлургирудного сырья сталкивается с целым рядом ческих переделов и т.д.). Указанные причиэкономических и экологических проблем. ны обусловливают необходимость развития Возрастают затраты на разработку сырья, вторичной цветной металлургии [1-4]. При что связано с уменьшением содержания ме- использовании вторичных металлов таллов в рудах, увеличением транспортных уменьшается потребность в минеральном расходов из-за удаленности месторожде- сырье, снижаются энергопотребление и выний. Велики топливно-энергетические за- бросы в биосферу загрязняющих веществ .

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Производство вторичных цветных ме- ки Организации европейских производитеталлов в нашей стране уступает достигну- лей алюминия (EAA – The European Aluтому в ведущих промышленных странах minium Association) показывают, что при уровню как по количественным (доля вто- оптимальной загрузке скрапа потери меричных металлов от всего производства), талла не должны превышать 2-3% [2] .

так и по качественным (качество сплавов) В зарубежной практике технологии подпоказателям [3-4]. Одной из причин такого готовки вторичного сырья и соответстположения является отставание в области вующее оборудование начали разрабатыразработки и производства оборудования вать в 1970-1980-е годы. В настоящее время для извлечения цветных металлов из раз- машиностроительные фирмы многих стран ных видов отходов и для вспомогательных выпускают оборудование, позволяющее технологических операций, реализуемых на обрабатывать различные виды металлоотстадии подготовки лома и отходов к метал- ходов с учетом их происхождения и трелургическому переделу и обеспечивающих буемого качества выпускаемой из отходов свойства вторичного сырья, требуемые для продукции. Такое оборудование обеспечиметаллургических процессов. вает фрагментацию крупногабаритного лоПроблема заключается в том, что значи- ма, дробление, измельчение и сортировку тельная часть лома цветных металлов со- лома и отходов. Удаление из лома и отходержится в смешанных твердых отходах дов неметаллических включений, сортипроизводства и потребления и безвозвратно ровка цветных металлов по крупности, а теряется при захоронении таких отходов. также по видам металлов и группам сплаПроизводства по сортировке отходов в на- вов являются наиболее сложными операшей стране практически отсутствуют. циями на стадии подготовки вторичного Лом цветных металлов поступает на ме- сырья. В развитых странах широкое приметаллургические заводы в неразделанном и нение при сборе и обработке лома и отхонесортированном виде. Непосредственная дов цветных металлов находит электродиплавка несортированного лома сопровож- намическая сепарация в бегущем магнитдается рядом нежелательных явлений, та- ном поле [4-6]. При этом извлекаемые из ких как: потока материалов металлические предмепотери легирующих добавок (в пер- ты и частицы играют роль вторичного элевую очередь олова, свинца, цинка); мента индукционной электрической машивыпуск низкокачественных сплавов ны. Бегущее магнитное поле наводит в них (например, для алюминия основными за- вихревые токи, взаимодействие которых с грязнителями являются железо, кремний, полем обеспечивает создание электромагмарганец); нитных сил извлечения. Получение с поповышение энергозатрат, связанное мощью такой сепарации селективных конкак с увеличением времени плавки, так и с центратов металлов существенно повышает расходами на последующую очистку рас- ценность продуктов разделения: снижаются плавов; затраты на последующие металлургические

– ухудшение свойств шлака и выделе- переделы, уменьшаются потери металла, ние вредных выбросов, обусловленные на- улучшаются экологические показатели меличием в ломе неметаллических включений таллургических процессов. Появляется (резина, пластмассы и т.п.); возможность получения из вторичных мепотери основного металла на угар при таллов высококачественных сплавов .

плавке металлолома с фрагментами, суще- Разработка установок электродинамичественно отличающимися по размерам (на- ской сепарации является одним из научных пример, стружка и кусковый лом). направлений кафедры «Электротехника и В целом потери металла при плавке не- электротехнологические системы» Уральсортированного цветного металлолома мо- ского федерального университета [7-10]. На гут достигать 20% [1], в то время как оцен- кафедре создан ряд опытных сепараторов,

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

разработаны математические модели и ме- как конструкцией электромагнитного ядра, тоды их расчета. Основные виды разраба- так и способами подачи и отвода сепаритываемых электродинамических сепарато- руемых материалов. Выбор конкретного ров схематично показаны на рис. 1. Не- варианта зависит от решаемой технологитрудно видеть, что сепараторы различаются ческой задачи .

–  –  –

Электродинамические сепараторы на 40 мм (оценки даны для алюминия) [7-8] .

основе трехфазных линейных индукторов Обработка металлосодержащих отходов в наиболее универсальны (рис. 1 а, б). Они диапазоне меньшей крупности требует полегко встраиваются в существующие тех- вышения частоты бегущего магнитного понологические линии и имеют наибольшую ля, как показано далее на рис. 2. При этом производительность. Однако, как показы- целесообразны сепараторы на основе вравают испытания и опыт эксплуатации, при щающихся индукторов с возбуждением от работе от стандартной электрической сети с постоянных магнитов или электромагнитов частотой 50 Гц такие сепараторы обеспечи- (рис. 1 в), позволяющие получать частоты вают надежное извлечение из отходов ме- магнитного поля до 500-800 Гц и обеспечиталлических предметов крупностью более вающие извлечение цветных металлов в ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 диапазоне крупности от 5 до 50 мм. При сятся технологии извлечения металлов из необходимости сепарации материалов различных видов твердых металлосодеркрупностью менее 5 мм могут использо- жащих отходов. Ко второй – операции сорваться сепараторы индукторного типа, в тировки лома и отходов цветных металлов которых бегущее (вращающееся) магнит- по крупности или видам сплавов. Как поканое поле модулируется при вращении зуб- зывают исследования, требования к констчатого ротора в постоянном магнитном по- рукции и параметрам таких сепараторов ле. В созданных установках модулирован- могут существенно различаться .

ная составляющая магнитного поля имеет Помимо параметров бегущего магнитчастоту от 500 до 3000 Гц, что позволяет ного поля (амплитуда индукции Bm, произвлекать частицы измельченных металлов. странственный период (двойное полюсное Накопленный в УрФУ опыт исследова- деление) 2 и частота f) характеристики ний и разработок позволил определить ряд электродинамической сепарации зависят от целесообразных направлений использова- физических свойств (удельной электропрония электродинамической сепарации в тех- водности и плотности ), а также от разнологиях переработки твердых металлосо- меров извлекаемых металлических кусков держащих отходов: или частиц. Об этом свидетельствуют покаизвлечение лома цветных металлов из занные на рис. 2 и 3 зависимости удельного твердых бытовых или смешанных произ- электромагнитного усилия (отношения водственных отходов; электромагнитного усилия к массе извлекаемой частицы Fm = F/m [Н/кг или м/с2])

– отделение металлической фракции от неметаллической в сложных отходах цвет- от частоты магнитного поля. Критерий Fm ных металлов (отходы электро- и радио- наилучшим образом характеризует работотехнической промышленности, кабельный способность сепараторов, поскольку покалом, отходы электролампового производст- зывает максимально возможное ускорение, ва, автомобильный лом и т.п.); сообщаемое извлекаемым металлическим

– сортировка лома цветных металлов частицам электромагнитными силами. На (по крупности или по сортам) при подго- рис. 2 представлены указанные зависимотовке его к металлургическому переделу; сти для квадратных медных пластин толочистка сыпучих материалов от ме- щиной 5 мм. Цифрами на графиках показаталлических включений (например, очи- ны значения стороны пластин b, см. Расчестка отработанных формовочных смесей ты выполнены для экспериментальной усот скрапа в литейном производстве, защи- тановки на основе линейного индуктора с та технологических смесей от попадания полюсным делением = 100 мм при удалеметалла); нии металла от поверхности индуктора

– обогащение алюминиевых шлаков. h = 6,5 мм. Амплитуда индукции бегущего Большая часть указанных технологиче- магнитного поля в месте расположения ских операций прошла успешную апроба- пробных металлических пластин цию на лабораторных установках электро- Bm = 0,05 Тл. Следует отметить нелинейдинамической сепарации, либо в промыш- ный характер зависимостей, вполне соотленных условиях. По разработкам УрФУ ветствующий виду механических характеряд установок реализован совместно с ристик асинхронных электродвигателей .

предприятиями-заказчиками в виде опыт- Существенное различие характеристик в но-промышленных образцов, а сепараторы области малых частот (в частности, при для извлечения цветных металлов из твер- f = 50 Гц) указывает на возможность сортидых бытовых отходов доведены до серий- ровки металлов по крупности, что подтверного производства [8]. ждается экспериментом. Например, такая усУказанные варианты использования тановка позволяет решать важную технолоэлектродинамических сепараторов можно гическую задачу отделения кускового лома разделить на две группы. К первой отно- от стружки .

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

Рис. 2. Зависимости удельного усилия сепаратора от крупности извлекаемых пластин (цифры на графиках – сторона квадратной пластины, см)

–  –  –

Коняев Андрей Юрьевич – доктор техни- Andrey Yu. Konyaev – Dr. Sc., Professor, ческих наук, профессор кафедры «Электро- Department of Electrical Engineering and техника и электротехнологические системы» Electrotechnological Systems, Urals Federal Уральского федерального университета University Абдуллаев Жахонгир Одашжонович – Zhahongir O. Abdullaev – Postgraduate, Deаспирант кафедры «Электротехника и элек- partment of Electrical Engineering and тротехнологические системы» Уральского Electrotechnological Systems, Urals Federal федерального университета University Багин Дмитрий Николаевич – аспирант Dmitriy N. Bagin – Postgraduate, Department кафедры «Электротехника и электротехно- of Electrical Engineering and логические системы» Уральского феде- Electrotechnological Systems, Urals Federal рального университета University Коняев Иван Андреевич – кандидат тех- Ivan A. Konyaev – Ph. D., Associate Profesнических наук, доцент кафедры «Электри- sor, Department of Electrical Machines, Urals ческие машины» Уральского федерального Federal University университета Назаров Сергей Леонардович – кандидат Sergey L. Nazarov – Ph. D., Associate Proтехнических наук, доцент кафедры «Элек- fessor, Department of Electrical Engineering тротехника и электротехнологические сис- and Electrotechnological Systems, Urals Fedтемы» Уральского федерального универси- eral University тета

–  –  –

Для транспортировки жидкого металла в металла МГД-насосом изображена на рис. 1 .

литейных установках в ряде случаев удобно При этом к насосам предъявляются повыиспользовать индукционные МГД-насосы. шенные требования по надежности, поТехнологическая цепочка для процесса ли- скольку в случае неисправности насоса оттья в кристаллизатор скольжения с подачей ливаемый слиток отбраковывается .

Рис. 1. Технология полунепрерывного литья в кристаллизатор скольжения

–  –  –

Рис. 3. Распределения магнитного поля в индукторах с различным числом полюсов: а – 2р = 6;

б – 2р = 4; в – 2р = 2; 1 – индуктор; 2 – канал с жидким металлом

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Рис. 6. Распределения магнитного поля в индукторах: а – прототип; б, в – с наилучшими показателями

–  –  –

При сравнении результатов расчета, Итак, можно сделать вывод о целесообприведенных в табл. 2 и 3, для машин с разности применения в плоских индукцианалогичными типами обмоток видно, что онных машинах с плоскими катушками учет изоляции существенно снижает рас- схем обмоток с полузаполненными пазами четную линейную нагрузку и электродина- как с полным, так и с укороченным шагом мическое усилие, развиваемое в канале. обмоток. Анализ широкого спектра варианСтановится очевидным, что различие в тов обмоток с различным числом зон, пазов усилиях двухслойных обмоток при учете в на полюс и фазу, относительным шагом и модели изоляции катушек становится не т.п. позволяет при ограниченных габаритах столь существенным по сравнению с при- машины сделать выбор в пользу схемы обведенным в табл. 2, где изоляция катушек мотки с q = 2 и укорочением 3/4.5 (рис. 6 в) .

не учитывалась .

ЛИТЕРАТУРА

1. Веселовский О.Н. Линейные асин- А.Ю. Коняев, Ф.Н. Сарапулов. М.: Энергохронные двигатели / О.Н. Веселовский, атомиздат, 1991 .

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

Тарасов Федор Евгеньевич – кандидат Fedor E. Tarasov – Ph. D., Associate Profesтехнических наук, доцент кафедры «Элек- sor, Department of Electrical Engineering and тротехника и электротехнологические сис- Electrotechnological Systems, Urals Federal темы» Уральского федерального универси- University тета Швыдкий Евгений Леонидович – маги- Evgeniy L. Shvydkiy – Master Student, Deстрант кафедры «Электротехника и элек- partment of Electrical Engineering and тротехнологические системы» Уральского Electrotechnological Systems, Urals Federal федерального университета University

–  –  –

К СВЕДЕНИЮ ЧИТАТЕЛЕЙ!

Экземпляры номеров журнала «Вопросы электротехнологии» можно приобрести в редакции журнала 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77 (СГТУ им. Гагарина Ю.А., кафедра АЭУ, корпус 1, первый этаж, ком. 133 а, тел.: 8 (8452) 99-87-63) .

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 УДК 621.9.047/048

ИНЖЕНЕРНЫЙ РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ПРЕЦИЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ ВНУТРЕННИХ

СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КВАРЦЕВЫХ РЕЗОНАТОРОВ

Н.В. Бекренев, И.В. Злобина, М.М. Фролов

ENGINEERING ANALYSIS OF TECHNOLOGICAL MODES

TO ULTRASONIC ASSISTED PRECISION PROCESSING OF INTERNAL

SPHERICAL SURFACES IN QUARTZ RESONATORS

N.V. Bekrenev, I.V. Zlobina, M.M. Frolov Обоснована схема и установлены рас- The paper provides the scheme and calcuчетные зависимости для определения ре- lated dependence to determine the modes for жимов финишной обработки тонкостен- the finished shape of thin-walled spherical ных сферических поверхностей деталей surfaces in parts of navigation devices made навигационных приборов из кварца и квар- of quartz or quartz glass using ultrasonic asцевого стекла с использованием ультразву- sisted fluctuations. The amplitude and freковых колебаний, амплитуда и частота quency of these fluctuations ensure a uniform которых обеспечивают равномерную ско- velocity of cutting over the surface of the рость резания по поверхности сферы без sphere without using any sophisticated kineприменения сложной кинематики движе- matics of the tool motion .

ния инструмента. Keywords: solid-state vibration gyroКлючевые слова: твердотельный виб- scope, quartz resonator, grinding of spheres, рационный гироскоп, кварцевый резонатор, accuracy of a geometrical form, blanket, ulсферошлифование, точность геометриче- trasound, amplitude and frequency of fluctuaской формы, поверхностный слой, ультра- tions of the tool, kinematics звук, амплитуда и частота колебаний инструмента, кинематика К перспективным средствам навигации Наиболее сложными и ответственными летающих объектов относятся твердотель- технологическими операциями при изгоные вибрационные гироскопы (ТВГ). Ос- товлении резонатора являются формообрановным элементом ТВГ является резона- зование и финишная полировка наружной и тор, особенностями конструкции которого внутренней сферы, ограниченных в ценявляются применение в качестве материала тральной части цилиндрическими ножками .

кварцевого стекла или кварца, наличие ци- Обработка сферических поверхностей излиндрической ножки на внутренней и вестными методами заключается в многовнешней поверхностях полусферической операционном шлифовании и последуюформы, малая (1-2 мм) толщина стенок, вы- щем полировании специальными инструсокие требования к точности формы и ка- ментами. При этом высокая твердость и честву поверхности (отклонения формы не хрупкость материала приводит к образоваболее 0,5 мкм, шероховатость нию трещин, протяженность которых преRa 0,04 мкм). Внешний вид типовых ре- вышает 3 размера абразивного зерна инстзонаторов ТВГ в виде 3-D моделей пред- румента. Этот слой нарушает стабильную ставлен на рис. 1. работу ТВГ и снижает назначенный ресурс .

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

Рис. 1. Типовые конструкции резонаторов ТВГ (3-D модели)

Удаляется слой трещин многопереход- лирования включает сочетание вращательной полировкой. Указанное требует увели- ного и возвратно-качательного движений чения припуска под полировку и вызывает инструмента [1]. Типовые схемы представрост длительности технологического цикла. лены на рис. 2 а-в .

Кинематика сферошлифования и сферопоа б в г Рис. 2. Технологические схемы сферошлифования и сферополирования: а – трубчатым алмазным инструментом, б – сферическим полировальником, в – двумя чашечными инструментами, г – свободным шаром, вращающимся под действием ультразвука ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Смена знака скоростей и ускорений вы- Таким образом, существующие технозывает динамические нагрузки, а наличие логические методы не позволяют стабильно ножки в центре внутренней полусферы де- осуществлять получение требуемых хараклает практически невозможным исключение теристик резонатора в условиях серийного ударов инструмента. Это приводит к воз- производства .

никновению повышенных напряжений, ко- Нами выполнены исследования [2], в торые приводят к преждевременному раз- ходе которых установлена зависимость рушению резонатора. Также существует протяженности и концентрации трещин в опасность подрезания ножки инструментом. поверхностном слое хрупких материалов от Исключение качания инструмента при- амплитуды ультразвуковых колебаний инводит к неравномерности съема по по- струмента и показана возможность высоковерхности вследствие различия скоростей эффективной обработки при минимальной по сечениям резонатора. Использование дефектности материала за счет снижения литья, штамповки или аддитивных техно- амплитуды по критерию допустимой протялогий не обеспечивает требуемой размер- женности трещин и увеличения частоты коной точности. Применение шлифовки сво- лебаний до уровня, обеспечивающего необбодным шаром (рис. 2 г), совершающим ходимую интенсивность съема .

хаотическое вращение при воздействии на С учетом данных исследований для ренего энергии ультразвуковых колебаний шения задачи обработки резонатора ТВГ с прижатого волновода, эффективно приме- требуемым качеством и точностью предланяемое, например, в подшипниковой про- гается использовать следующий подход .

мышленности при финишной обработке Вести обработку только с вращением поверхностей штампов, практически не- изделия на минимальной скорости без каосуществимо применительно к резонатору чания инструмента, что исключит ударные ТВГ вследствие того, что центр полусферы нагрузки и опасность подрезания ножки занят ножкой. резонатора (рис. 3) .

Рис. 3. Схема ультразвуковой обработки резонатора ТВГ (V0 – скорость вращения резонатора, VК – скорость колебаний инструмента, V – суммарная скорость, R – радиус сферы резонатора, r – текущий радиус вращения, S – толщина инструмента, f и A – частота и амплитуда колебаний)

–  –  –

Бекренев Николай Валерьевич – доктор Nikolay V. Bekrenev – Dr. Sc., Professor, технических наук, профессор, заведующий Head: Department of Engineering Mechanics кафедрой «Техническая механика и детали and Machine Elements, Yuri Gagarin State машин» Саратовского государственного Technical University of Saratov технического университета имени Гагарина Ю.А .

ЭЛЕКТРОФИЗИКА

Злобина Ирина Владимировна – кандидат Irina V. Zlobina - Ph.D., Assistant Lecturer, технических наук, ассистент кафедры Department of Engineering Mechanics and «Техническая механика и детали машин» Machine Elements, Yuri Gagarin State TechСаратовского государственного техниче- nical University of Saratov ского университета имени Гагарина Ю.А .

Фролов Михаил Михайлович – студент Mikhail M.Frolov – Undergraduate, Yuri GaСаратовского государственного техниче- garin State Technical University of Saratov ского университета имени Гагарина Ю.А .

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ЭЛЕКТРОХИМИЯ

УДК 54.084

МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЩЕГО КОЛИЧЕСТВА

ЭЛЕКТРИЧЕСТВА, ЗАТРАЧЕННОГО НА ЭЛЕКТРОЛИЗ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

–  –  –

S.Yu. Kireev, Yu.P. Perelygin Приводятся методики определения об- The paper presents the methods for deterщего количества электричества, затра- mination of the total quantity of electricity ченного на проведение нестационарного consumed in conducting non-stationary elecэлектролиза. Указываются условия их реа- trolysis. The authors assign the conditions for лизации, приводятся примеры с использо- implementation of the proposed methods, and ванием результатов экспериментальных present the cases with the results of experiисследований авторов. mental research .

Ключевые слова: импульсный электро- Keywords: pulsed electrolysis, nonлиз, нестационарный электролиз, количе- stationary electrolysis, amount of electricity, ство электричества, выход по току, инте- output current, integrator current гратор тока

–  –  –

Киреев Сергей Юрьевич – кандидат техни- Sergey Yu. Kireev – Ph. D., Associate Proческих наук, доцент кафедры «Химия» Пен- fessor, Department of Chemistry, Penza State зенского государственного университета University Перелыгин Юрий Петрович – доктор Yuri P. Perelygin – Dr. Sc., Dean: Faculty of технических наук, декан факультета физи- Physics, Mathematics and Natural Sciences, ко-математических и естественных наук, Head: Department of Chemistry, Penza State заведующий кафедрой «Химия» Пензен- University ского государственного университета

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ЭЛЕКТРОХИМИЯ

УДК 542.61

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

–  –  –

V.M. Raigorodskiy Статья посвящена оптимизации мето- The article deals with optimization of the дики электролитического травления для methods for electrolytic etching of cast or deмеди, литой и деформированной, латуни formed copper, zinc and tin bronze. The auцинковой и бронзы оловянной. Приведены thor provides the characteristics of electrolytособенности электролитического травле- ic pickling, and recipes for electrolytes and ния, рецепты электролитов и химических chemical etching of the given alloys .

травителей для указанных сплавов. Keywords: electrolyte, electrolytic etchКлючевые слова: электролит, электро- ing, chemical etching, copper, brass, bronze литическое травление, химическое травление, медь, латунь, бронза Медь и ее сплавы являются распростра- ведения данного процесса. В большинстве ненным объектом материаловедческих ис- литературных источников в качестве траследований, поскольку эти материалы часто вителей при химическом травлении рекоиспользуются при изготовлении как про- мендуют использовать 20-30% растворы мышленного оборудования, так и бытовых азотной кислоты [1-3]. При повышенном изделий. Медь, а именно бескислородная содержании цинка в сплаве рекомендуют медь в виде кабельной продукции использу- добавлять в травитель несколько капель соется в электротехнике и электронной про- ляной кислоты. Для электролитического мышленности, бронза и латунь применяют- травления какие-либо данные по рецептуре ся для изготовления втулок и подшипников электролитов и методике проведения проскольжения, запорной и прочей арматуры. цесса отсутствуют вовсе. Отсутствуют такИзделия из меди и ее сплавов могут же данные о влиянии химического состава быть объектами судебной экспертизы и медных сплавов на рецептуру используекриминалистических исследований по вос- мых при этом электролитов и травителей .

становлению измененных или уничтожен- Проведенные нами предварительные ных маркировочных обозначений при рас- эксперименты показали, что при использоследовании различных категорий уголов- вании указанных в литературе электролиных дел, таких как кражи, мошенничество, тов и травителей вообще может не происподделка клейм и др. ходить растворения материала, либо это Несмотря на широкое применение мед- растворение будет сопровождаться образоных сплавов, информация по рецептуре ванием пленок окислов, не всегда удаляеэлектролитов и травителей для проведения мых последующей промывкой образцов .

электролитического или химического трав- Добавление в раствор соляной кислоты не ления на изделиях из данных материалов помогает избежать указанных недостатков .

крайне ограничена, отсутствуют четкие ре- Поскольку рекомендации в литературе комендации и практические указания про- по рецептуре травителей в зависимости от ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 химического состава медных сплавов носят рентгенофлюоресцентного анализа. Сравкрайне разрозненный и противоречивый нение результатов химического анализа с характер, а по рецептуре электролитов от- компонентным составом различных марок сутствуют вовсе, в данной работе постав- сплавов, указанным в соответствующих ГОСТ1, позволило установить марки сплалена задача поиска оптимальных электролитов и травителей для наиболее распро- вов, на которых проводили исследования, страненных медных сплавов, а именно ме- а именно:

ди литой, латуни цинковой и бронзы оло- - латунь цинковая марки ЛЦ40С;

вянной, отработки методики химического и - бронза оловянная марки Бр0Ф8-0.3;

электролитического травления для них. - медь марки М1 .

Определение химического состава ис- В табл. 1, 2 приведены составы соответследуемых образцов проводили методом ствующих сплавов .

–  –  –

Рис. 3. Результат восстановления маркировочных Рис. 4. Результат восстановления маркировочобозначений на бронзе оловянной, полученный ных обозначений на бронзе оловянной, полуэлектролитическим травлением в 50%-м растворе ченный электролитическим травлением в смеси азотной кислоты азотной и уксусной кислот Рис. 5. Потемнение площадки с образованием белого налета на бронзе оловянной, полученное электролитическим травлением в растворе серной кислоты, перманганата калия, дистиллированной воды

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Рис. 6. Результат восстановления маркировочных обозначений на меди, литой и деформированной, полученный химическим методом с использованием раствора соляной, серной и азотной кислот: а – непосредственно после процесса восстановления; б – после удаления окисной пленки ватным тампоном, смоченным дистиллированной водой Характерной особенностью восстанов- ется метод электролитического травления .

ления маркировочных обозначений на При этом время восстановления минимальбронзах оловянных химическим методом но, а качество восстановленных обозначебыло то, что практически для всех исполь- ний в большинстве случаев максимально .

зуемых травителей после прекращения Кроме того, электролитический метод в отпроцесса травления происходило образова- личие от химического является регулируение на поверхности пленок темного (от се- мым и воспроизводимым. Регулировка морого вплоть до черного) цвета, которые жет производиться корреляцией напряжепрактически не смывались водой и затруд- ния и тока источника питания. Электролиняли наблюдение и фиксацию выявленных тами при этом могут служить растворы обозначений. Для электрохимического азотной и уксусной кислоты (азотная китравления это было менее характерно. Об- слота - 20 мл, уксусная кислота - 30 мл), разование пленок окислов в большинстве либо 50% водный раствор азотной кислоты .

случаев происходило лишь по истечении Для меди катодной и латуни цинковой оппродолжительного времени (порядка тимальным является электролит на основе 30 мин) и на отдельных небольших участ- раствора соляной, серной и азотной кислот ках маркировочной площадки. (соляная кислота – 10 мл, серная кислота По результатам проведенных экспери- 5 мл, азотная кислота - 10 мл, вода дистилментов можно сделать вывод, что для всех лированная – 10 мл) .

исследованных сплавов оптимальным являРайгородский Владимир Михайлович – Vladimir M. Raigorodskiy – Ph.D., Associкандидат физико-математических наук, до- ate Professor, Department of Engineering цент кафедры «Инженерная физика» Сара- Physics, N.I. Vavilov State Agrarian Universiтовского государственного аграрного униЭЛЕКТРОХИМИЯ верситета имени Н.И. Вавилова ty of Saratov

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

УДК 621.318.3

О ВВОДЕ СТОРОННЕЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

В ИМПУЛЬСНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

–  –  –

Мошкин Владимир Иванович – кандидат Vladimir I. Moshkin – Ph.D., Head: Departтехнических наук, заведующий кафедрой ment of Power Engineering and Metal TechЭнергетика и технология металлов» Кур- nology, Kurgan State University ганского государственного университета Угаров Геннадий Григорьевич – доктор Gennadiy G. Ugarov – Dr.Sc., Professor, Deтехнических наук, профессор кафедры partment of Power Supply for Industrial FaciliЭлектроснабжение промышленных пред- ties, Yuri Gagarin State Technical University приятий» Саратовского государственного of Saratov технического университета имени Гагарина Ю.А .

–  –  –

УВАЖАЕМЫЕ АВТОРЫ!

Редакция готова опубликовать сведения о ваших вузах и предприятиях, об их истории, научных и производственных успехах, планах на будущее .

Объем публикации – одна страница текста с фотографиями .

ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

УДК 621.318

МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

ЛИНЕЙНОГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

–  –  –

G.G. Ugarov, O.V. Vdovina, A.Kh. Massad Аналитически получены и обосновыва- Analysis was made to identify the mechanется идентичность механических харак- ical characteristics of the linear electromagтеристик линейных электромагнитных netic engines operating at a longitudinal and двигателей, работающих на продольном и cross magnetic field .

поперечном магнитном поле. Keywords: electromagnetic engine, inКлючевые слова: электромагнитный ductance, traction efforts, speed of movement двигатель, индуктивность, тяговые уси- of an anchor лия, скорость перемещения якоря

–  –  –

ЭЛЕКТРОНИКА

Угаров Геннадий Григорьевич – доктор Gennadiy G. Ugarov – Dr.Sc., Professor, Deтехнических наук, профессор кафедры partment of Power Supply for Industrial FaciliЭлектроснабжение промышленных пред- ties, Yuri Gagarin State Technical University приятий» Саратовского государственного of Saratov технического университета имени Гагарина Ю.А .

Вдовина Ольга Владимировна – кандидат Olga V. Vdovina – Ph.D., Associate Profesтехнических наук, доцент кафедры «Элек- sor, Department of Power Supply for Industriтроснабжение промышленных предпри- al Enterprises, Yuri Gagarin State Technical ятий» Саратовского государственного тех- University of Saratov нического университета имени Гагарина Ю.А .

Массад Амер Х. – кандидат технических A. Kh. Massad – Ph. D., Professor, Departнаук, профессор кафедры «Электромехани- ment of Electromechanical Engineering, Anка» Национального университета, г. Наблус, Najah National University, Nablus, Palestine Палестина

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

УДК 621.314.58

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА

ДЛЯ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА

–  –  –

P.A. Koshelev, V.M Opre, S.V. Paramonov, V.N. Tereshchenko Рассмотрены особенности систем The paper considers the characteristics of электропитания бортовой аппаратуры power supply systems in onboard equipment of подвижных объектов, в частности лета- mobile objects, particularly aircrafts. Special тельных аппаратов. Особое внимание уде- attention is paid to the power transformer in лено силовому трансформатору системы the power supply system, which determines its электропитания, который, в основном, оп- weight and overall dimensions. The authors ределяет её массу и габариты. Представ- present the universal expression describing the лено универсальное выражение, описы- initial line of magnetization, including the diвающее как начальную линию намагничива- rect and return branches of the hysteresis ния, так и прямую и обратную ветви пет- loop .

ли гистерезиса. Key words: power transformer, saturation Ключевые слова: силовой трансформа- of a magnetic conductor, loss of power, тор, насыщение магнитопровода, потери gisteresis, mathematical model мощности, гистерезис, математическая модель

–  –  –

Для основной линии намагничивания:

B0=91235867020774094806266*signum(H-2.904375637503188687833341*10^(-11))*(1-exp(e-2*abs(H-2.904375637503188687833341*10^(-11))))+ 1.174298312703973257603136*10^(-13);

Для обратной ветви петли гистерезиса:

B1=1.288098175009418658653942*signum(H+51.82524831937540308646269)*(1-exp(e-2*abs(H+51.82524831937540308646269)))- 0.4456771054722793006062723e-1;

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

Для прямой ветви:

B2=1.288098175009738830040896*signum(H-51.82524831939783196829298)*(1-exp(e-2*abs(H-51.82524831939783196829298)))+ 0.4456771054735316800029424e-1 <

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 Рис. 8. Форма тока фазы сети в установившемся режиме без учёта гистерезиса .

–  –  –

При проектировании СТ СЭП подвиж- Положения данной работы могут оканых объектов следует учитывать нелиней- заться полезными для исследователей и ность её элементов, в частности характери- разработчиков систем электропитания со стики магнитопровода СТ. специальными требованиями .

ЛИТЕРАТУРА

–  –  –

Кошелев Петр Александрович – доктор Peter A. Koshelev – Dr.Sc., Professor, Deтехнических наук, профессор кафедры partment of Electrotechnical and Conversional «Электротехнологическая и преобразова- Equipment, Saint Petersburg Electrotechnical тельная техника» Санкт-Петербургского University LETI государственного электротехнического университета «ЛЭТИ»

Опре Виктор Михайлович – доктор тех- Viktor M. Opre – Dr.Sc., Professor, Departнических наук, профессор кафедры «Элек- ment of Electrotechnical and Conversional тротехнологическая и преобразовательная Equipment, Saint Petersburg Electrotechnical техника» Санкт-Петербургского государст- University LETI венного электротехнического университета «ЛЭТИ»

Парамонов Сергей Владимирович – кан- Sergey V. Paramonov – Ph.D., Associate дидат технических наук, доцент кафедры Professor, Department of Electrotechnical and «Электротехнологическая и преобразова- Conversional Equipment, Saint Petersburg тельная техника» Санкт-Петербургского Electrotechnical University LETI государственного электротехнического университета «ЛЭТИ»

Терещенко Владимир Николаевич – На- Vladimir N. Tereshchenko – Head of Deчальник отдела АО «Заслон», Санкт- partment, JSC «ZASLON», St. Petersburg Петербург

–  –  –

УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ!

В разделе «Летопись» можно опубликовать воспоминания, рассказ, информацию об ученых, преподавателях, представителях промышленности, бизнеса, работающих в области электротехнологии .

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

УДК 621.313

ГИБРИДНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

С ОБЪЕДИНЕННЫМ ЗВЕНОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА

–  –  –

Для электроснабжения потребителей Diesel generators have gained widespread децентрализованных зон широкое примене- acceptance in power supply for decentralized ние получили дизельные генераторы .

Для zones. To reduce fuel consumption, these genснижения расхода топлива эти генерато- erators are complemented with units utilizing ры дополняют установками, использую- wind or solar energy. We propose and anaщими энергию ветра и солнца. Предложена lyze hybrid power supply systems in which и проанализирована гибридная система summing up the various flows of energy reэлектроснабжения, в которой суммирова- sources is conducted in the united DC link .

ние потоков источников энергии различной Keywords: diesel generator, wind generaфизической природы осуществляется в tor, solar panel, energy conversion, hybrid объединенном звене постоянного тока. power plant Ключевые слова: дизель-генератор, ветрогенератор, солнечная панель, преобразование энергии, гибридная электростанция Для электроснабжения потребителей боты [2]. В условиях интенсивного развидецентрализованных зон широкое приме- тия силовой электроники целесообразной нение получили дизельные генераторы. может быть схема гибридной электростанОсновной недостаток этих источников ции, в которой суммирование потоков электроэнергии – высокий расход дизель- энергии отдельных источников различной ного топлива, которое зачастую необходи- физической природы осуществляется на мо доставлять в удаленные районы. шине постоянного тока [3]. Пример поНаличие в регионе таких энергоносите- строения такой системы электроснабжения лей, как ветер и солнце, делают целесооб- (СЭС) показан на рис. 1. Первичными исразным применение гибридных электро- точниками энергии в ней являются дизельстанций, в которых дизельные генераторы ный генератор ДГ, ветрогенератор ВГ и дополняются ветрогенераторами и преоб- солнечные панели СП .

разователями солнечной энергии в элек- ДГ и ВГ вырабатывают электрическую трическую в виде солнечных панелей [1]. энергию переменного тока, при этом частоВозможны различные варианты по- та и величина напряжения на выходе кажстроения гибридных электростанций, ко- дого из этих генераторов зависят от скороторые отличаются не только составом обо- сти вращения вала первичного двигателя .

рудования, но и организацией режимов ра- До недавнего времени ДГ строились по ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 принципу стабилизации скорости вращения которое ориентировано на создание ДГ с вала с целью получения заданной частоты изменяемой в зависимости от нагрузки сковыходного напряжения. Однако проведен- ростью вращения вала. Получение электроные исследования показали, что работа ДГ энергии заданного качества обеспечивается с фиксированной скоростью вращения вала за счет преобразователей частоты. Построна изменяющуюся в широком диапазоне енные по такому принципу ДГ имеют нагрузку сопровождается непроизводи- уменьшенный расход топлива и увеличентельными затратами топлива. Поэтому в ный межремонтный интервал .

настоящее время развивается направление, Рис. 1. Блок-схема гибридной системы электроснабжения с накопителем энергии и суммированием мощности на шине постоянного тока (ДГ – дизельный генератор; ВГ – ветрогенератор; СП – солнечные панели; В1, В2 – выпрямители; РПН1, РПН2, РПН3 – регуляторы постоянного напряжения; И – инвертор; Н – нагрузка; АБ – аккумуляторная батарея; ДП – двунаправленный преобразователь)

–  –  –

Артюхов Иван Иванович – доктор техни- Ivan I. Artyukhov – Dr. Sc., Professor, Deческих наук, профессор кафедры «Электро- partment of Power Supply for Industrial Faciliснабжение промышленных предприятий» ties, Yuri Gagarin State Technical University Саратовского государственного техничеЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ского университета имени Гагарина Ю.А. of Saratov Степанов Сергей Федорович – доктор тех- Sergey F. Stepanov – Dr. Sc., Professor, Deнических наук, профессор кафедры «Элек- partment of Power Supply for Industrial Faciliтроснабжение промышленных предприятий» ties, Yuri Gagarin State Technical University Саратовского государственного техническо- of Saratov го университета имени Гагарина Ю.А .

Ербаев Ербол Тулегенович – аспирант Erbol T. Erbaev – Postgraduate, Department кафедры «Электроснабжение промышлен- of Power Supply for Industrial Facilities, Yuri ных предприятий» Саратовского государ- Gagarin State Technical University of Saratov;

ственного технического университета име- Senior Lecturer, Department of Power Engiни Гагарина Ю.А.; старший преподаватель neering at Zhangir-Khan Western Kazakhstan кафедры «Энергетика» Западно- Agrarian-Technical University Казахстанского аграрно-технического университета им. Жангир хана Тулепова Гульсим Нуржановна – аспи- Gulsim N. Tulepova – Postgraduate, Departрант кафедры «Электроснабжение про- ment of Power Supply for Industrial Facilities, мышленных предприятий» Саратовского Yuri Gagarin State Technical University of государственного технического универси- Saratov, Senior Lecturer, Departament of тета имени Гагарина Ю.А., старший препо- Power Engineering at Zhangir-Khan Western даватель кафедры «Энергетика» Западно- Kazakhstan Agrarian-Technical University Казахстанского аграрно-технического университета им. Жангир хана Жексембиева Назым Сагиновна – канди- Nazym S. Zhexembiyeva – Ph.D., Associate дат технических наук, доцент, заведующая Professor, Head: Department of Power Engiкафедрой «Энергетика» Западно- neering at Zhangir-Khan Western Kazakhstan Казахстанского аграрно-технического уни- Agrarian-Technical University верситета им. Жангир хана

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ЭЛЕКТРОНИКА

ЭЛЕКТРОНИКА

УДК 621.385.632

МНОГОСЕКЦИОННАЯ ФАЗОСТАБИЛЬНАЯ

ЛАМПА БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ О-ТИПА

–  –  –

A.G. Kudryashov, B.K. Sivyakov Приводятся результаты измерений ха- The paper presents the results referring рактеристик экспериментальных ламп бе- experimental measurements of the traveling гущей волны с секциями несинхронного wave tubes with asynchronous interaction secвзаимодействия, обладающих малой фазо- tions characterized for low phase sensitivity to вой чувствительностью прибора к измене- voltage changes in the beam. The authors proнию напряжения пучка. Приводится срав- vide a comparison between the calculation and нение результатов расчета и эксперимен- experimental data, including the reasons for та, обсуждаются причины их расхожде- their divergence .

ния. Keywords: phase-stable TWT, crestatron Ключевые слова: фазостабильная ЛБВ, section, suppression section, phase sensitivity крестатронная секция, секция подавления, фазовая чувствительность

–  –  –

ЭЛЕКТРОНИКА

Для практического применения исполь- насыщения на 0,5...1 дБ выше, а КПД пракзование крестатронной секции выглядит тически одинаков .

более предпочтительным, поскольку сте- Для экспериментальной проверки был пень изменения фазовой чувствительности спроектирован вариант прибора с крестапри изменении ее длины (и, следовательно, тронным участком с безразмерной длиной ужесточения требований к точности изго- = 2,94 (рис. 1 б). Выбор шага спирали товления) практически в 2 раза ниже, чем проводился из условия оптимального для для секции подавления. Кроме того, коэф- стабилизации фазы напряжения пучка, равфициент усиления такого прибора в режиме ного 12,6 кВ. Результаты расчетов и измерений представлены на рис. 2, 3 .

Рис. 2. Зависимости фазы и КПД e от напряжения пучка базового прибора (1 – расчет, 2 – эксперимент), экспериментального образца (3 – расчет, 4 – эксперимент) и прибора с укороченной входной секцией (расчет – 5)

–  –  –

Рис. 4. Зависимости фазы, коэффициента усиления Ку и КПД э от напряжения U0 в базовом приборе с коэффициентом усиления 30 дБ (1) и в фазостабильной ЛБВ с секцией подавления (расчет – 2, эксперимент – 3) Таким образом, результаты эксперимен- фазы выходного сигнала к изменению натальных исследований двух разработанных пряжения электронного пучка. Для доститипов фазостабильной ЛБВ подтвердили жения этой цели во входной секции ЛБВ практическую возможность реализации можно устанавливать как участки подавлеприборов с высоким (25…30 дБ) коэффи- ния сигнала, так и участки крестатронного циентом усиления и уменьшенной (вплоть режима работы .

до нулевых значений) чувствительностью Кудряшов Александр Геннадьевич – ас- Alexander G. Kudryashov – Postgraduate, пирант кафедры «Электротехника и элек- Department of Electrical Engineering and троника» Саратовского государственного Electronics, Yuri Gagarin State Technical технического университета имени University of Saratov Гагарина Ю.А .

Сивяков Борис Константинович – доктор Boris K. Sivyakov – Dr.Sc., Professor, Head:

технических наук, профессор, заведующий Department of Electrical Engineering and кафедрой «Электротехника и электроника» Electronics, Yuri Gagarin State Technical Саратовского государственного техниче- University of Saratov ского университета имени Гагарина Ю.А .

–  –  –

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

УДК 621.3.06

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ПРОГРЕССИЯ ПАДАЮЩИХ

И ОТРАЖЕННЫХ ВОЛН В ТЕОРИИ ДЛИННОЙ ЛИНИИ

С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

–  –  –

E.I. Sultanov В отличие от традиционной методики In contrast to traditional methods used n учебных курсов получены функции распре- courses of lectures, we received the voltage деления напряжения и тока в отрезке and current distribution functions for the secдвухпроводной линии с подключенными ге- tion of two-wire lines with a connected genнератором и нагрузкой в форме, представ- erator and output load. These functions preляющей сумму геометрического ряда па- sent a sum of geometric series for the incident дающих и отраженных волн. Множитель and reflected waves. The scale factor of the прогрессии является коэффициентом пре- geometric series is the transformation coeffiобразования падающей волны при ее про- cient of incident waves by passage from the хождении от генератора к нагрузке, от- generator to the load, and reflection from the ражении от нагрузки, обратном прохож- load, inverse passage to the generator and one дении от нагрузки к генератору и еще од- more reflection from the impedance of the ном отражении от генератора. generator .

Ключевые слова: теория электрических Keywords: theory of electric circuits, cirцепей, цепи с распределенными парамет- cuits with distributed parameters, section of рами, отрезок двухпроводной линии, па- two-wire lines, incident and reflected waves, дающие и отраженные волны, множитель scale factor of geometric series геометрической прогрессии

–  –  –

Султанов Эдварт Идиятович – кандидат Edwart I. Sultanov – Ph. D., Associate Proтехнических наук, доцент кафедры «Радио- fessor, Department of Radioelectronics and электроника и информационная измери- Information Measurement Technology, A.N .

тельная техника» Казанского национально- Tupolev National Research Technical Univerго исследовательского технического уни- sity of Kazan верситета им А.Н. Туполева (КАИ)

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

СОЦИАЛЬНЫЙ АСПЕКТ

УДК 621.365.5

ВОСТРЕБОВАНЫ ЛИ БЫТОВЫЕ СВЧ ПЕЧИ?

–  –  –

Опрос показал, что 93% респондентов нии пищи. Наконец, 86% респондентов хотели бы иметь СВЧ печь. Наибольший считают цены СВЧ печей приемлемыми, при интерес к этой бытовой технике у студен- этом отношение к применению СВЧ энергии тов (97%) и работников (96%), стремящих- в быту у пенсионеров более сдержанное .

ся сэкономить время на приготовлении пи- Что касается пожеланий в отношении щи. 69% респондентов хотели бы иметь бытовых СВЧ печей, опрос выявил очевидСВЧ печь и в первую очередь – работники ное: следует стремиться к удешевлению (88%). 79% респондентов не хотят отказы- этой бытовой техники, исключить СВЧ изваться от СВЧ печи. Все это подтверждает лучение из СВЧ печи, увеличить скорость гипотезу о том, что СВЧ электротехнология термообработки и уменьшить объем. Отмепрочно вошла в жизнь социума. тим, что два последних пожелания выполЛюбопытно, что в разговорах на быто- нить непросто. Так, для увеличения скоровом уровне иногда можно услышать со- сти термообработки потребуется увеличить мнения, не опасно ли применять при приго- мощность СВЧ генератора, а это приведет к товлении пищи СВЧ энергию. Опрос пока- удорожанию СВЧ печи, вырастут платы за зал, что 87% респондентов считают безо- электроэнергию. Уменьшить эти платежи пасным использование в быту СВЧ печи, и можно было бы, увеличив КПД магнетрона, это справедливо, потому что еще в 60-70-е но это потребует существенных затрат на годы XX века в нашей стране были прове- совершенствование серийных магнетронов дены масштабные проверки безопасности технологического назначения и, разумеетиспользования СВЧ энергии в приготовле- ся, приведет к удорожанию СВЧ печи .

ЛИТЕРАТУРА Гришина Екатерина Михайловна – кан- Ekaterina M. Grishina – Ph.D., Associate дидат технических наук, доцент кафедры Professor, Department of Automated «Автоматизированные электротехнологи- Electrotechnical Plants and Systems, Yuri Gaческие установки и системы» Саратовского garin State Technical University of Saratov государственного технического университета имени Гагарина Ю.А .

–  –  –

«ВЭ» Галина Викторовна, в марте сти, труда и миграции Саратовской области, 2014 г. при Саратовском государственном и многие другие .

техническом университете имени Гагари- Возглавляет работу Совета ректор на Ю.А. создан Совет по инженерному об- СГТУ имени Гагарина Ю.А. д.и.н., професразованию. Какие задачи стоят перед Со- сор И.Р. Плеве, координировать работу Советом? Кто вошел в его состав? Что уда- вета со стороны вуза поручено мне .

лось уже сделать? Сразу началось формирование рабочих Г.В.Л. Одна из основных задач Совета – групп по совершенствованию образоваразработка концепции инженерного образо- тельных программ. В июле 2014 г. Совет по вания в регионе, включая преподавание, инженерному образованию утвердил профориентацию, разработку инженерных 13 рабочих групп по направлениям «Марешений и трансфера технологий. В состав шиностроение», «Информационная безоСовета вошли руководители, ученые, пре- пасность», «Электроника, радиотехника и подаватели нашего университета, других системы связи», «Фотоника, приборостроеобразовательных учреждений, представите- ние, оптические и биотехнические системы ли научно-исследовательских учреждений, и технологии», «Технологии материалов», специалисты промышленных предприятий, «Управление в технических системах», технопарков и других организаций, заинте- «Математические и естественные науки», ресованных в развитии промышленности «Топливно-энергетический комплекс», Саратовского региона. Совет по инженер- «Эксплуатация автотранспорта, сервис авному образованию является общественной томобилей и строительно-дорожных маструктурой, при этом он открыт для новых шин, организация перевозок», «Строительчленов. Работать в Совете выразили жела- ство», «Экономика», «Информационные ние ОАО НПП «Алмаз», ООО «Газпром технологии», рабочая группа по Энгельстрансгаз Саратов», Балаковская АЭС, ООО скому технологическому институту (фиЭПО «Сигнал», ООО «Сароргсинтез», ГБУ лиалу СГТУ). В их состав для обсуждения СО «Управление пассажирскими перевоз- вопросов, связанных с повышением качестками», ОАО «Автокомбинат № 2», ОАО ва инженерного образования в Саратовской НИТИ «Тесар», Министерство образования области и корректировкой рабочих образоСаратовской области, министерство занято- вательных программ в соответствии с треВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 бованиями производства, кроме преподава- цели, появляются новые трудности и риски, телей СГТУ, вошли представители про- известные и новые проблемы переплетаютмышленности региона. ся. Необходимо сделать программу развиВЭ» 28 мая 2015 г. в СГТУ имени Га- тия образования более осознанной, нужен гарина Ю.А. состоялись общественные институт заказчиков специалистов с высслушания по вопросу «Развитие инженер- шим образованием. Отсутствие системной ного образования: федеральный и регио- работы в этом направлении приводит к тональный аспекты». Поделитесь, пожалуй- му, что лишь треть выпускников школ обста, Вашими впечатлениями. ласти осознанно выбирают будущую спеГ.В.Л. Общественные слушания про- циальность .

шли под председательством руководителя В целом же, по мнению участников обОбщественной палаты Саратовской облас- щественных слушаний, на саратовских ти А.С. Ландо. В работе участвовали ми- предприятиях достаточно вакансий для вынистр образования Саратовской области пускников технических вузов. У техничеМ.А. Епифанова, члены Комиссии по раз- ского образования есть много не решенных витию образования, науки, инноваций Об- задач. Достаточно сказать, что трудоустщественной палаты Саратовской области, ройство выпускников технических вузов члены Совета по инженерному образова- Саратовской области в настоящее время нию при СГТУ, представители научного и составляет всего 60-70% .

производственного сообщества губернии. «ВЭ» Какие решения были приняты по Председатель Общественной палаты итогам общественных слушаний?

А.С. Ландо, сославшись на последние со- Г.В.Л. В целях решения этих проблем бытия в отечественной космонавтике, от- участники выработали ряд рекомендаций метил, что снова и снова надо обращаться к органам исполнительной и законодательпоиску решений проблем инженерного об- ной власти, вузам и другим заинтересованразования. ным структурам .

Первый проректор СГТУ А.А. Сытник Так, Саратовской областной думе рекопризвал открыто обсудить меры повыше- мендовано выйти с инициативой в Госуния качества инженерного образования и дарственную думу РФ о рассмотрении возпредложить пусть непопулярные, но дейст- можности включения дисциплины «Физивенные меры по совершенствованию под- ка» в число обязательных дисциплин в готовки кадров с высшим образованием для рамках ЕГЭ, введении в структуру Гособопромышленности страны. ронзаказа раздела, предусматривающего Ректор СГТУ И.Р. Плеве отметил сла- финансирование подготовки инженеров и бую подготовку учителей физики, высказал специалистов среднего звена .

замечания к системе ЕГЭ. Министерству образования Саратовской Министр образования Саратовской об- области совместно с министерством заняласти М.А. Епифанова отметила отсутствие тости, труда и миграции Саратовской обнадлежащей материально-технической ба- ласти рекомендовано создать межведомстзы в физических кабинетах школ. венный центр постоянного мониторинга и Представители предприятий говорили о прогнозирования кадровых потребностей текучести кадров. Выпускники вузов из-за предприятий в регионе .

невысокой зарплаты, которую им предлагают Министерству промышленности и на предприятиях, ищут более высокооплачи- энергетики Саратовской области совместваемую работу. В связи с этим было предло- но с Торгово-промышленной палатой Сажено в вузах выплачивать стипендию рабо- ратовской области и Саратовским госутодателя, которую студент должен будет по- дарственным техническим университетом том отработать на определенном месте. имени Гагарина Ю.А. рекомендовано В своем выступлении я отметила, что подготовить предложения по формироваэкономика страны ставит вузам все новые нию отраслевых центров компетенций по ЛЕТОПИСЬ техническим профессиям и специально- – формировать содержание образовастям на базе промышленных предприятий тельных программ при участии работодатеи вузов для решения задач кадрового лей и с учетом потребностей производства;

обеспечения предприятий реального сек- – активнее привлекать к образовательтора экономики области, профессиональ- ному процессу специалистов-практиков, ной переподготовки и повышения квали- работающих на предприятиях реального фикаций их персонала, разработать про- сектора экономики;

екты отраслевых соглашений о государст- – проводить конкурсы и соревнования венно-корпоративном партнерстве в об- студентов инженерных специальностей, в ласти подготовки квалифицированных частности по темам и задачам, предложенкадров на базе созданных центров компе- ным предприятиями и при их материальной тенций, предусмотрев возможность ак- поддержке;

тивного использования оборудования – разработать механизм получения центров профессиональными образова- практического опыта преподавателями, не тельными организациями и вузами. имеющими производственного стажа;

Наконец, министерству образования – привлекать студентов к реальной проСаратовской области рекомендовано под- ектной и исследовательской деятельности готовить представление по включению в путем предоставления на конкурсной оснофедеральный справочник востребованных и ве грантов;

перспективных профессий (специально- – выйти с инициативой в Министерство стей), требующих среднего профессио- экономического развития РФ о возможнонального образования, предложений СГТУ сти создания центров молодежного инноимени Гагарина Ю.А. (согласно Приложе- вационного творчества как структурных нию), a Саратовскому государственному подразделений образовательных организатехническому университету имени Гагари- ций, сделав их основной функцией професна Ю.А. и другим вузам, ведущим подго- сиональную ориентацию детей и молодёжи товку инженерных кадров, совместно с по инженерным специальностям .

предприятиями реального сектора эконо- Вышло также обращение к средствам мики Саратовской области рекомендовано: массовой информации и общественным орразвивать целевую контрактную под- ганизациям содействовать распространеготовку как механизм стабилизации всей нию положительного имиджа работников цепи формирования кадрового потока за- реального сектора экономики, инженерных мещения выбывающих профессионалов в кадров .

промышленности; «ВЭ» Спасибо, Галина Викторовна .

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАУЧНОГО НАПРАВЛЕНИЯ КАФЕДРЫ

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ»

УРАЛЬСКОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА

Ф.Н. Сарапулов, А.Ю. Коняев, Б.А. Сокунов, В.Э. Фризен Становление научного направления с разомкнутыми магнитопроводами», кокафедры связано с разработкой и матема- торое в дальнейшем объединило интересы тическим моделированием электромеха- большой группы научных работников и нических преобразователей энергии с ра- преподавателей ряда кафедр института .

зомкнутыми магнитопроводами. Одними По прикладной направленности эти рабоиз основоположников работ по исследо- ты можно разделить на две части: разраванию и созданию в нашей стране таких ботка и исследование линейных электроэлектродвигателей являются профессора двигателей для транспортных и технолоГ.И. Штурман и П.А. Фридкин. В годы гических установок и разработка и исслеВеликой Отечественной войны они жили дования устройств для электромагнитного в Свердловске, совмещая работу на про- воздействия (нагрева, плавки, транспоризводстве с преподавательской деятель- тировки, перемешивания и т.п.) на жидностью в Уральском индустриальном ин- кие металлы .

ституте, позднее преобразованном в 1. В конце 60-х годов на кафедре элекУральский политехнический институт трических машин возобновляются работы (УПИ). Под руководством П.А. Фридкина по исследованию линейных электродвигавыпускник кафедры электрических машин телей. Во многом это связано с тем, что в Михаил Григорьевич Резин выполнил этот период как за рубежом, так и в нашей свою дипломную работу «Исследование стране разворачиваются работы по создадвигателя с дуговым статором». Начатые нию монорельсового транспорта с привосовместно с П.А. Фридкиным исследова- дом от линейных электродвигателей. На ния М.Г. Резин продолжил в аспирантуре кафедре формируется научная группа под кафедры электрических машин под руко- руководством профессора Резина М.Г., водством профессора Н.С. Сиунова. В хо- занимающаяся исследованием линейных де работы создан и исследован уникаль- электродвигателей. В нее, помимо проный асинхронный электродвигатель с ду- фессора М.Г. Резина, вошли аспиранты говым статором мощностью около 20 кВт. Н.М. Пирумян и М.Г. Мурджикян .

Результаты этих исследований составили К разработке теории линейных элекоснову диссертации на соискание ученой тродвигателей подключается доцент степени кандидата технических наук, за- Ф.Н. Сарапулов, к тому времени перещищенной М.Г. Резиным в 1949 г. При- шедший с кафедры электрических машин знанием высокого уровня работы и инте- в Нижне-Тагильский филиал УПИ и реса к ней со стороны научной общест- ставший первым заведующим кафедрой венности явилась публикация основных физики и инженерной электротехники .

положений диссертации в центральной Существенную поддержку эта научная печати. группа получила в 1972 г. в связи с получением УПИ заказ-наряда Минвуза СССР Электрические машины с разомкнутыми магнитопроводами. Указанные на научно-исследовательскую работу по события объективно свидетельствовали о теме «Исследование и разработка индукзарождении на кафедре электрических ционных машин с разомкнутым магнитомашин научного направления «Исследо- проводом для целей металлургии и трансвание и разработка электрических машин порта». В составе проблемной лаборатоЛЕТОПИСЬ рии электрических машин появляется нинградском заводе по механизированной штатная группа исследователей. В это переработке бытовых отходов; реализовавремя в проблемную лабораторию элек- ны опытные отрезки промышленных трических машин приходят А.Ю. Коняев, транспортных систем с линейными элекВ.С. Проскуряков, С.В. Соболев, а не- троприводами на «Уралвагонзаводе» (г .

сколько позже – А.А. Емельянов, Нижний Тагил) и на комбинате «УраласЮ.Р. Урманов, С.Л. Назаров и М.В. Юр- бест» (г. Асбест); создан ряд других ченко. Одновременно в Нижне- опытных установок .

Тагильском филиале УПИ также форми- Результаты исследований и разработок руется группа исследователей, в которую линейных электродвигателей были половошли В.А. Бегалов, Т.А. Бегалова, жены в основу кандидатских диссертаций, Ю.Л. Махорский, С.В. Иваницкий и защищенных практически всеми перечисЮ.В. Телешев. ленными выше научными работниками .

В этот период выполняется ряд хоздо- Основы теории и методов расчета таких говорных работ с предприятиями и орга- двигателей были обобщены в докторской низациями Урала, развиваются основы диссертации Ф.Н. Сарапулова «Несимметтеории линейных асинхронных двигате- ричные индукционные двигатели с замкнулей. В теоретическом плане основные тыми и разомкнутыми магнитопроводами»

достижения связаны с созданием матема- (1982 г.) .

тических моделей линейных электродви- В конце 70-х годов в составе проблемгателей на основе детализированных ной лаборатории электрических машин электрических, магнитных и тепловых было выделено отделение кафедры общей схем замещения, позволяющих наиболее электротехники. Исследования электричеполно отразить основные особенности ских машин с разомкнутыми магнитопролинейных электромеханических преобра- водами продолжились на кафедре общей зователей энергии – несимметрию элек- электротехники (с 1994 г. кафедра электрических и магнитных цепей, вынос вто- тротехники и электротехнологических ричным элементом теплоты за пределы систем) под руководством профессора активной зоны. Выполняются исследова- М.Г. Резина, а с 1985 г. – профессора ния линейных электродвигателей разных Ф.Н. Сарапулова .

модификаций, отличающихся как по кон- В последующие годы научный коллекструкции индукторов, так и по виду вто- тив участвовал в разработке наиболее знаричного элемента, исследуются различ- чительных для нашей страны проектов в ные режимы работы таких двигателей. области использования линейных электроРезультаты исследований линейных двигателей .

электродвигателей используются при соз- 1.1. В результате сотрудничества с Вседании промышленных и опытных устано- союзным научно-исследовательским инвок. Созданы и эксплуатируются на тру- ститутом взрывозащищенного электрообобопрокатных заводах Челябинска и Пер- рудования (г. Донецк), определенного в воуральска рольганговые линейные дви- 1984-1991 г. головной организацией Мингатели для перемещения ферромагнитных электротехпрома СССР по разработке и труб; совместно с Институтом горного созданию электродвигателей с разомкнудела Министерства черной металлургии тыми магнитопроводами, создаются двигаг. Свердловск) созданы опытные образцы тели для привода ряда транспортных и техленточного конвейера и конвейерного по- нологических установок (научный руковоезда с линейными электроприводами; соз- дитель работ – Ф.Н. Сарапулов):

дан первый в стране электродинамиче- – тяговые линейные асинхронные двиский сепаратор на основе линейных ин- гатели экологически чистого конвейернодукторов для извлечения алюминия из го электропоезда для транспортировки твердых отходов, установленный на Ле- угля на Междуреченском ГОК «КемероВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 воуголь», заменяющего автомобильный исследовать связанные электромагнитные, транспорт, механические и тепловые процессы,

– дисковый электродвигатель с разомк- – интегрировать модель линейного нутым магнитопроводом для привода асинхронного двигателя в Simulink-модель шахтной подъемной установки, системы электропривода в комплексе с ислинейный асинхронный двигатель с точником питания, регуляторами и механидвусторонним индуктором для высокоди- ческими элементами, намичного электропривода загрузочно- – учитывать особенности вторичных выгрузочной машины кольцевой нагрева- элементов ряда линейных двигателей тельной печи, (стальной вторичный элемент, вторичные

– дугостаторный асинхронный двига- элементы малых по сравнению с полюсным тель для привода штемпельного пресса делением размеров, вторичные элементы в брикетирования угля. виде роликов и т.п.) .

1.2. Совместно с ВНИПТИ вагоно- Результаты проведенных исследований строения (г. Кременчуг) в 1989-1992 гг. нашли отражение в ряде кандидатских дисразрабатывались и создавались линейные сертаций (В.Н. Удинцев, В.А. Иванушкин, электродвигатели для перемещения фер- Д.В. Исаков, М.Ю. Кожемякин, С.Ф. Сарапуромагнитных листов в технологических лов, Д.Н. Томашевский), а также в докторлиниях металлургических и машинострои- ских диссертациях А.Ю. Коняева «Линейтельных заводов (научный руководитель – ные индукционные машины для технологиА.Ю. Коняев). ческого электромагнитного воздействия на

1.3. По заданиям ВНИПИ «Транспрог- обрабатываемые электропроводящие издересс», а позднее НПЦ «ТЭМП» (г. Москва) лия и материалы» (1996 г.) и И.В. Черных научная группа во главе с Ф.Н. Сарапуло- «Основы теории и моделирование линейновым и В.А. Бегаловым участвовала в разра- го асинхронного двигателя как объекта ботке, исследованиях и создании промыш- управления» (2000 г.) .

ленных образцов тяговых линейных асин- 2. Одним из направлений развития элекхронных двигателей для монорельсовых тротехнологических процессов является транспортных систем, один из вариантов магнитогидродинамическое (МГД) воздейкоторой функционирует в г. Москве. ствие различного рода в металлургических

1.4. В содружестве с АО «Уралэнерго- технологиях. Это МГД-методы и устройстцветмет» разработаны и созданы установки ва для управления течением и обработкой электродинамической сепарации на основе расплавов с использованием целенаправлинейных электродвигателей со специфи- ленного возбуждения в проводящей среде ческим вторичным элементом, отправлен- МГД-эффекта посредством приложенных ные на мусороперерабатывающие заводы извне электромагнитных полей. Сюда отг.г. Пятигорска и Москвы (научный руко- носятся различные типы МГД-насосов, реводитель – А.Ю. Коняев). гуляторов, вентилей, служащие для трансРазвитие в последние годы вычисли- порта, дозирования, перемешивания растельной техники и математического обес- плавов, воздействия на структуру затвердепечения (в том числе освоение стандартных вающего металла, и т.п .

пакетов MathCAD, Matlab, Elcut, COMSOL Частным применением этого метода явMultiphysics) позволило существенно про- ляются электромагнитное воздействие двинуть теорию линейных электродвигате- (ЭМВ) на структуру затвердевающего мелей за счет усложнения и уточнения их ма- талла – электромагнитное перемешивание тематических моделей. (ЭМП) в процессе кристаллизации, ЭМП в Разработанные модели делают воз- ванне дуговой сталеплавильной печи, а можным: также транспорт жидкого металла .

– производить расчеты динамических Кафедра «Электротехника и электрорежимов работы двигателей, в том числе технологические системы» УГТУ (далее ЛЕТОПИСЬ УрФУ) совместно с рядом кафедр универ- Применение плоского электромагнитного ситета и другими организациями в течение перемешивателя обеспечило равномерность длительного времени проводит научно- перемешивания расплава, проведение переисследовательские и прикладные работы, мешивания агрессивных расплавов, снижесвязанные с проблемой ЭМВ на жидкие ние процента загрязнения продукта электрометаллы. Как показывает история, развитие лиза, осуществление постоянного обновлеЭМВ на расплавы занимает значительное ния поверхностного слоя расплава, а также место в получении качественных металлов упрощение конструкции электролизера .

и сплавов. В настоящее время состояние Как дуговые статоры, так и плоские этой проблемы сводится к совокупности электромагнитные перемешиватели в осчастных теоретических предпосылок и от- новном создавали условия для выравнивадельных экспериментальных работ приме- ния расплава по химическому составу и нительно к черным и некоторым легким выносу на поверхность ванны разного рода цветным металлам и сплавам. неметаллических включений .

Одни из первых работ, проводимых ка- В 1967 г. М.Г. Резин защитил докторфедрой ЭЭТС по электромагнитному пере- скую диссертацию на тему «Разработка и мешиванию, были связаны с ЭМП распла- исследование устройств для электромагвов в дуговых сталеплавильных печах. Сю- нитного перемешивания жидких металлов» .

да можно отнести работы М.Г. Резина, Защищают кандидатские диссертации: в Э.К. Кочнева, на которые ссылаются 1968 г. И.А. Кривонищенко – «ИсследоваМ.В. Окороков в книге «Электромагнитное ние устройств для электромагнитного пеперемешивание металлов в дуговых стале- ремешивания жидких металлов», в 1971 г .

плавильных печах», 1961 г., Л.А. Верте в Э.К. Кочнев – «Исследование электромагкниге «Электромагнитная разливка и обра- нитных перемешивающих установок меботка жидкого металла», 1967 г., и таллургической промышленности», а в А.И. Вольдек в монографии «Индукцион- 1974 г. Ю.С. Прудников – «Исследование ные гидродинамические машины с жидко- устройств для электромагнитного воздейметаллическим рабочим телом», 1970 г. ствия на расплавы» .

В это же время в рамках НИР с про- С 1972 г. в группу, связанную с элекмышленными предприятиями проводятся тромагнитным перемешиванием расплавов, исследования, связанные с определением входит Б.А. Сокунов, защитивший в 1981 г .

параметров дуговых статоров для элек- кандидатскую диссертацию «Исследование тромагнитного перемешивания на элек- цилиндрических индукторов для электротропечах. В практическом приложении магнитного воздействия на расплав в криэти работы были направлены на выравни- сталлизаторе». В 1995 г. состоялась защита вание температурного поля в объеме ван- кандидатской диссертации А.И. Кривонины печи, снижение ликвации по химиче- щенко «Короткий цилиндрический индукскому составу и в ряде случаев для де- тор для электромагнитного воздействия на сульфурации. медные сплавы» .

Немного позднее начинаются работы по Последующие работы были связаны с электромагнитному перемешиванию спе- электромагнитным перемешиванием жидциальных сплавов, в частности жидких ка- кой фазы кристаллизующихся слитков тодов, в электролизных ваннах при помощи круглого, квадратного, прямоугольного сеплоского индукционного устройства. Элек- чений из меди и ее сплавов. Электромагтромагнитный перемешиватель с транспо- нитное перемешивание в процессе кристалзицией фаз позволил организовать сложное лизации позволяет получить мелкозернидвижение металла в ванне, например по стую литую структуру, способствует сниосям магнитопровода к центру или к ее жению ликвации и загазованности, уменькраям или четырехконтурное движение в шению неметаллических включений в липлоскости ванны. том металле, что в конечном итоге положиВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 тельно сказывается на качестве полуфабри- щие производить комплексное моделирокатов и готовых изделий. вание указанных процессов в данных устБольшинство работ проводилось совме- ройствах. В 1995 г. О.Ю. Сидоровым была стно с институтом «Гипроцветметобработ- защищена докторская диссертация на тему ка» и кафедрой «Литейное производство» «Основы теории и расчет характеристик УГТУ – УПИ по заказам заводов по обра- индукционных электромеханических преботке цветных металлов в городах Ревда и образователей энергии для обработки меКаменск-Уральский (Свердловская об- таллических расплавов». По этой тематике ласть), Кольчугино (Московская область), в 2002 г. были защищены кандидатские Москва, Артемовский (Украина). диссертации С.Ф. Сарапуловым «МатемаРезультаты этих работ легли в основу тическое моделирование линейных индуккандидатских диссертаций специалистов ционных машин технологического назнаОАО «Каменск-Уральский завод по обра- чения на основе их схем замещения» а такботке цветных металлов» В.С. Токаря, же В.В. Иваницкой «Математическое моБ.Е. Балукова, Ю.Н. Юрьева. делирование электрической цепи индуктоПроводились работы по ЭМП сложных ра асинхронного двигателя на основе граспециальных сплавов на заводе «Уралэ- фотопологического подхода» .

лемент» (г. Верхний Уфалей), на Березни- Значительная часть НИР проводится соковском титаномагниевом комбинате вместно с ЗАО «Российская электротехноПермская область) и работы по регули- логическая компания» и связана с созданированию наполнения сталеразливочных ем систем индукционного нагрева заготоковшей на Северском трубном заводе (г. вок, а также многофункциональных плаПолевской). вильных комплексов, включающих в себя Последующие работы были связаны с специальную индукционную тигельную разработкой индукционных насосов для печь, электромагнитный вращатель расплатранспортировки расплавов алюминия и ва в печи, электромагнитный перемешивацинка, а также устройств электромагнит- тель металла в кристаллизующемся слитке, ного перемешивания алюминия и его МГД-насос и вентильный источник питасплавов. ния. По данной тематике защищены кандиВ 1987 г. под руководством проф. датские диссертации В.Э. Фризеном, М.Г. Резина Г.К. Смолиным была защи- А.В. Бычковым, С.А. Бычковым, А.А .

щена кандидатская диссертация «МГД- Идиятулиным, С.М. Фаткуллиным .

устройства с пульсирующим и бегущим В 2011 г. С.Ф. Сарапулов защитил доквинтовым магнитным полем». В 1992 г. торскую диссертацию на тему «ИндукционГ.К. Смолин защитил докторскую диссер- ные магнитогидродинамические машины тацию на тему «Системы трансформатор- технологического назначения для электроных и линейно-вихревых асинхронных механического воздействия на металличеМГД-устройств», в которой обобщил свои ские расплавы». В ней предлагается методиразработки по кондукционным и индук- ческая база для математического моделироционным МГД-генераторам и МГД- вания взаимосвязанных электромагнитных, насосам, дал их классификацию, способы тепловых и гидродинамических процессов, а возбуждения, анализ энергетических по- также изложены технические решения по казателей. формированию энергоэффективных констКомплексные исследования электро- рукций индукционных магнитогидродинамагнитных, тепловых и гидромеханических мических машин технологического назначепроцессов в жидкометаллических распла- ния как особого класса электромеханичевах проводил О.Ю. Сидоров. Им разрабо- ских преобразователей энергии .

таны численные математические модели В 2014 г. В.Э. Фризен защитил докторМГД-устройств, в том числе индукционных скую диссертацию на тему «Индукционтигельных и канальных печей, позволяю- ные комплексы для инновационных элекЛЕТОПИСЬ трометаллургических технологий». В ней Созданы модели для проведения исслеизложены принципы создания специаль- дований, разработана методика расчета и ных индукционных печей с управляемым проектирования кузнечных индукционных электромагнитным воздействием на рас- нагревателей заготовок под пластическую плавленный металл. Предлагается ком- деформацию .

плекс математических моделей на основе Электромагнитное перемешивание детализированных электрических, маг- жидкой фазы слитка в процессе кринитных и тепловых схем замещения для сталлизации. При производстве проката исследования взаимосвязанных процессов из легких и тяжелых цветных металлов нав индукционных тигельных печах с чальным этапом технологической цепочки управляемым электромагнитным воздей- обычно является процесс получения слитствием на металл в статических и дина- ка в кристаллизаторе скольжения. От мических режимах. структуры слитка, распределения примесей по его сечению и качества поверхноУстановки индукционного нагрева металлов. Кафедра ЭЭТС осуществляет сти слитка зависит, каким переделам он разработку, моделирование процессов и будет подвергаться при получении готовой подбор режимов работы установок индук- продукции .

ционного нагрева под закалку и пластиче- Коллективом кафедры отработана и скую деформацию как однородных по предлагается к промышленной реализаструктуре и свойствам, так и неоднородных ции технология электромагнитного перезаготовок. Примерами могут служить раз- мешивания для формирования желаемой работанные установки индукционного на- структуры слитка путем бесконтактного грева сложных составных заготовок для воздействия на кристаллизующийся мепроизводства сверхпроводящих проводов талл бегущим электромагнитным полем .

(рис. 1), а также отработавших тепловыде- Такое организованное воздействие позволяющих сборок реакторов. Также произво- ляет существенно сократить издержки на дились разработки системы индукционного начальных этапах технологического пронагрева труб между прошивным и редук- цесса за счет получения более плотной ционным станами. На базе проведенных структуры и гладкой поверхности слитка .

исследований был осуществлен синтез бы- При этом сокращаются энергетические стродействующей системы управления затраты на подогрев слитка перед прессокомплексом индукционных нагревателей ванием, затраты на работу пресса и износ движущейся трубной заготовки. прессового оборудования, увеличивается скорость литья .

На предприятиях были внедрены десятки разработанных на кафедре устройств для воздействия на жидкую сердцевину кристаллизующихся слитков тяжелых цветных металлов (рис. 2). Проводились исследования по улучшению структуры слитков из алюминиевых сплавов как в лабораторных условиях, так и в условиях промышленного производства .

Гомогенизация расплава в плавильном агрегате. Совмещение нагрева металла и его МГД-перемешивания (вращения) в ванне плавильного агрегата является перспективным направлением создания плавильноРис. 1. Внешний вид двухсекционной установлитейных комплексов для производства ки индукционного нагрева сложных составных композиционных сплавов. При вращении заготовок ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 металла индуцированном вращающимся в обеспечить равномерность распределения горизонтальной плоскости электромагнит- дисперсных частиц .

ным полем на поверхности расплава обра- Разработана турбоиндукционная тизуется воронка, что облегчает ввод мате- гельная печь (рис. 3), реализующая данную риалов и обеспечивает высокую скорость технологию. Основными потребителями диффузии за счет турбулентного скольже- технологии являются машиностроительные ния металла в подшлаковом слое, позволяет предприятия авиастроительного, судоустранить химическую неоднородность и строительного комплексов .

–  –  –

ЛАБОРАТОРИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ

САРАТОВСКОГО НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА

Н.В. Бекренев, А.И. Зорин Развитие техники во второй половине анодного травления в электролите. При ХХ века стимулировало создание новых ультразвуковой обработке вызываются меконструкционных высокопрочных и термо- ханические деформации специального магстойких материалов, разработку малогаба- нитострикционного или пьезоэлектричеритных высокоточных приборов и агрега- ского материала, которые усиливаются и тов, имеющих сложные формы поверхно- обеспечивают колебания инструмента, возстей. Это создало определенные проблемы действующего на материал кинетической их изготовления традиционными методами энергией удара. Разработка этих сложных механической обработки, когда стойкости многофакторных технологических процесинструмента оказывалось недостаточно для сов, новых для того времени, потребовала эффективного формообразования или во- проведения обширных теоретических и обще обработка оказывалась невозможной экспериментальных исследований, провопо причине высокой твердости материалов дившихся многочисленными коллективами и миниатюрности изделий. В то же время в вузах и отраслевых институтах .

были разработаны новые для того времени В Саратове 13 ноября 1962 года был методы формообразования, получившие образован Научно-исследовательский название электрофизических и электрохи- технологический институт (НИТИ), осмических. Для этих методов характерно новной задачей которого было технологипреобразование электрической энергии в ческое сопровождение серийного освоемеханическую или тепловую, что вызывает ния новых изделий приборостроения, то удаление части материала, на который на- есть опережающая разработка новых техправлено воздействие. При электроэрози- нологий и оборудования, которых в те гоонной и электрохимической обработке от- ды не было ни в нашей стране, ни за русутствует прямой контакт инструмента и бежом. Среди первых лабораторий НИТИ детали, и формообразование проводящих была лаборатория электрофизических мематериалов осуществляется за счет элек- тодов обработки, потому что в приборах трических разрядов в промежутке или стали широко применять керамику, кварц, ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015 ситаллы и другие труднообрабатываемые центом кафедры «Металлорежущие станки материалы. и инструменты» Саратовского политехниВ составе лаборатории электрофизиче- ческого института и выполнявший разраских методов обработки в конце 60-х – на- ботки совместно с НИТИ. Основными начале 70-х годов ХХ века сложилась группа правлениями деятельности лаборатории высококвалифицированных специалистов в были создание технологий и оборудования области ультразвуковой, электрохимииче- для размерной ультразвуковой обработки ской и электроэрозионной обработки мате- изделий из керамики, разработка технориалов: Е.П. Калинин, А.А. Горбунов, логий электроискровой обработки проВ.Г. Моисеев, В.М. Салтанов, А.И. Зорин, фильным и непрофильным электродом и Ю.В. Шведенко. Эта группа поддерживала оснастки к электроискровым станкам, тесные творческие контакты с научной работы по электрохимическому удалешколой д.т.н., профессора А.И. Маркова, нию заусенцев в глубоких пересекаюсложившейся в Московском авиационном щихся отверстиях. Были разработаны две институте имени С. Орджоникидзе. В те модели высокоточных ультразвуковых годы успешно защитили кандидатские дис- станков для размерной обработки, устсертации: начальник лаборатории Е.П. Ка- ройство для электроискровой правки линин, впоследствии работавший в Эн- прецизионных цанг к станкам-автоматам, гельсском филиале Саратовского политех- четыре модели электрохимиических уснического института, ведущий инженер тановок удаления заусенцев в пересеА.А. Горбунов, на длительное время став- кающихся отверстиях малого диаметра .

ший «генератором идей» лаборатории. В Ведущая роль в создании и внедрении это же время под руководством электрохимических установок принадлеА.И. Маркова защитил диссертацию жит А.И. Зорину, ультразвуковых устаВ.В. Захаров, долгое время работавший до- новок – В.Г. Моисееву и В.М. Салтанову .

–  –  –

Несколько позднее в лабораторию из В середине 70-х годов в лаборатории отдела, занимающегося очисткой экс- усилилась электрохимическая группа. В плуатационных и технологических жид- ее состав вошел А.М. Долгих. После закостей, пришли В.А. Кривега, вскоре щиты кандидатской диссертации он пеставший начальником лаборатории, и решел на работу в Энгельсский филиал И.Д. Степанов. СПИ. Позднее им была защищена докторС их приходом в лаборатории появилось ская диссертация в Тульском политехниновое направление – ультразвуковая обра- ческом институте .

ботка в жидких средах. Под руководством При непосредственном участии В.Г .

В.А. Кривеги и при непосредственном уча- Моисеева, В.М. Салтанова и В.А. Кривеги стии В.Г. Моисеева и И.Д. Степанова были была разработана методика расчета резоразработаны модели ультразвуковых уста- нансных полуволновых, волновых и двухновок для очистки деталей приборов с раз- волновых колебательных систем, на основе личной тонкостью, в том числе – ультра- которой были разработаны конструкции звуковой шприц для промывки и очистки вращающихся двухопорных шпинделейглубоких каналов с использованием интен- преобразователей (рис. 3) .

сивных изгибных колебаний инструмента .

–  –  –

К началу 80-х годов в лаборатории На 80-е и начало 90-х годов ХХ века сложились следующие группы специали- пришелся расцвет научно-практической стов по направлениям разработок: В.М. деятельности лаборатории. В это время в Салтанов и В.М. Серебряков (сверление и лаборатории была разработана методика резьбонарезание отверстий малого диамет- расчета и сконструированы многостержнера), В.Г. Моисеев и В.М. Фирсов (сварка вые колебательные системы для мощных термопластичных материалов, обработка установок ультразвуковой очистки и свардеталей из кварца, керамики и с плазмона- ки и начался постепенный переход к созпыленными твердыми покрытиями), Н.В. данию автоматизированного ультразвукоСавенков и Н.В. Бекренев (доводка и хо- вого оборудования с микропроцессорными нингование отверстий малого диаметра), системами управления. Также А.С. ЗахаЮ.В. Шведенко и А.С. Захаров (разработка ровым были разработаны две модели генеисточников питания к ультразвуковому и раторов импульсов, обеспечивших решеэлектроискровому оборудованию), ние важной технической задачи модерниВ.А. Кривега и И.Д. Степанов (ультразву- зации имеющегося на заводах электроисковая обработка в жидких средах), крового оборудования путем замены в каА.И. Зорин, З.Б. Кошкина и А.В. Бочкарев честве технологической жидкости керосиэлектроискровая обработка). А.А. Горбу- на на деионизованную воду, что обеспечинов начал работы по созданию совершенно ло пожарную безопасность и улучшило нового способа сверхточной обработки ти- условия труда. Им также была разработана тановых и других высокопрочных вязких схема тиристорного генератора, выполсплавов путем шлифования металлическим ненного по схеме параллельного инвертоинструментом с режущими микронеровно- ра на тиристорах ТЧ-50 9-го класса и спостями, наносимыми в процессе шлифова- собного работать как в режиме независиния электроискровым способом. Это был мого возбуждения, как и с использованием абсолютно новый подход к управлению сигнала обратной связи для автоподстройпроцессом шлифования за счет активного ки частоты. Схема электронной защиты формообразования инструмента без его обеспечивала надежную работу инвертора снятия со станка в процессе резания. Вско- при коротком замыкании и при обрыве ре он перешел в лабораторию доводочных внешних цепей. Подобные генераторы быпроцессов. К сожалению, безвременная ли разработаны в числе первых в нашей кончина не позволила ему довести данную стране. Ю.В. Шведенко разработал схему работу до завершения. Позднее, уже в генератора, обеспечивающую малый износ 2011 году начинавший работать с электродов при электроискровой прошивА.А. Горбуновым в этом направлении ке отверстий. Группой А.И. Зорина была В.М. Фирсов защитил кандидатскую дис- разработана схема формообразования сертацию в СГТУ имени Гагарина Ю.А. сложнопрофильной поверхности в том ЛЕТОПИСЬ числе в материалах с неоднородной структурой типа алмазного инструмента на металлической связке (рис. 4). Сущность новой схемы заключалась в применении дискового электрода со срезанным сегментом, осуществляющего в следящем режиме поворот в сторону изделия и выжигание профиля. За счет дисковой формы обеспечивалось многократное использование электрода без правки изношенной рабочей части. Эта схема была реализована в специальных электроискровых установках для профилирования правящих алмазных ро- Рис. 4. Схема электроискровой правки дисколиков к автоматам шлифования мелкораз- вым электродом мерных сверл, станке для обработки спеПрименение электроискровой обработки циального сферического инструмента, попозволило исключить замыкание пластин, луавтомате с микропроцессорной систечасто сопровождавшее процесс абразивного мой для шлифовки пакетов статоров и рошлифования и приводившее к браку .

торов микроэлектромашин с повышенной точностью по соосности .

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

ВАЗГЕН РУБЕНОВИЧ АТОЯН

5 августа 2015 г. В.Р. Атояну исполни- ные акты по проблеме инновационной деялось бы 75 лет. Известия о его серьезной тельности, принятые Саратовской областболезни и смерти пришли ко мне, как гово- ной думой .

рится, одно за другим, и я не поверил своим Вазген Рубенович говорил мне, в те гоушам. Не мог, не хотел верить… Начал ды проректору по учебной работе СГТУ, о звонить … Неужели? … необходимости интегрирования техничеВ.Р. Атоян отдал САДИ-СПИ-СГТУ бо- ского и экономического образования и залее половины века. В 1962 г. он окончил Са- долго до перехода высшей школы России к ратовский автодорожный институт и прошел обучению по направлениям высказывался все ступени научно-образовательной дея- за объединение родственных учебных спетельности. Инженер. Старший преподава- циальностей .

тель. Доцент. Декан энергетического факуль- Большой вклад внес В.Р. Атоян в создатета. Заместитель проректора по научной ра- ние Российского отделения международной боте. Проректор по научной работе. Первый исследовательской сети «Глобеликс». С проректор, директор департамента науки и 2009 г. он являлся президентом Академии инноваций СГТУ. инноватики как отделения GLOBELICS .

Под руководством В.Р. Атояна была Большой вклад внес Вазген Рубенович в разработана модель одного из первых в создание терминологической базы инноваРоссии вузовских научно-технологических ционной технологии. Как-то я в шутку парков «Волга-техника», который он не- спросил его, чем инновация отличается от сколько лет возглавлял в должности гене- инноватики и что такое инновационный рального директора. кластер, инновационные задачи, инновациКандидат технических наук В.Р. Атоян онные решения, инновационное общество и докторскую диссертацию защитил по эко- могут ли быть инновационные дети, родиномическим наукам и внес значительный тели, дружба… И Вазген Рубенович стал вклад в формирование научной школы по скрупулезно разъяснять каждый термин… проблемам инновационной экономики. Он Шуток об инновациях он не любил .

возглавлял ряд научно-технических про- В.Р. Атоян был активным, требоваграмм Минобразования РФ инновационно- тельным и исполнительным человеком .

го направления, разработал законодатель- Поражала его работоспособность. Даже ЛЕТОПИСЬ когда ему нездоровилось, он сидел за я часто замечал на его лице грустные глаза .

своим рабочим столом, смотрел на посе- По-моему, ему было на кафедре тесно… тителя грустными глазами и работал, ра- Однажды мы с ним участвовали в соботал, работал… вещании у первого проректора универсиЗа плодотворную деятельность в сфере тета. Речь шла о стратегии развития научвысшего образования и науки В.Р. Атоян ной работы в СГТУ. Вазген Рубенович награжден медалью «За трудовое отли- высказался за опору на межкафедральные, чие», ему присвоено звание «Почетный межфакультетские научные школы, но у работник высшего профессионального большинства было другое мнение: кафедобразования РФ». ры предпочитают традиционно автономВазген Рубенович стремился создать в ные научные исследования .

СГТУ межкафедральные, межфакультетские С совещания мы шли с Вазгеном Рубенаучные школы. В 70-е годы, еще в СПИ, на новичем по коридору рядом. У него были кафедре электроники факультета электрон- грустные глаза, черное лицо. Я попробовал ной техники и приборостроения были нача- успокоить его, подбодрить, но он ответил ты работы в области, как тогда говорили, такой грубостью, что я опешил, а Вазген СВЧ нагрева. С годами исследования в этой Рубенович ускорил шаг .

области начались на соседних кафедрах, за- По моей просьбе ему передали, что при тем на электрических кафедрах энергетиче- следующей встрече я отвечу ему поского факультета. Мы общались, встреча- мужски жестко… лись на научных семинарах, участвовали в Не знаю, то ли так сложились обстояконференциях… В 2006 г. Вазген Рубенович тельства или Вазген Рубенович стал избепредложил нам участвовать в первом Все- гать встречи, только мы с ним больше не российском конкурсе научных школ. Так в виделись… СГТУ появилась ведущая научная школа РФ А потом одно за другим до меня дошли в области инженерных и технических наук известия о болезни и смерти Вазгена РубеНШ-9553.2006.8 «Создание теории, иссле- новича… дование характеристик и разработка ком- Прошло пять лет, а мне все не верится, плекта СВЧ электротехнологического обо- что Вазгена Рубеновича больше нет. Мне рудования для интенсификации широкого все кажется, подойди к двери, загляни в его класса технологических процессов». кабинет, Вазген Рубенович, как всегда, сиВ последние годы В.Р. Атоян работал дит за своим рабочим столом, поднимет заведующим кафедрой «Экономика и глаза, улыбнется и скажет свое традиционуправление в машиностроении». В те годы ное: «Заходи, дорогой!»

–  –  –

ВОПРОСЫ ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ. № 3/2015

К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ

Приглашаем к сотрудничеству ученых, преподавателей, сотрудников научных коллективов кафедр и лабораторий вузов, научно-исследовательских институтов, аспирантов, студентов, руководителей промышленных предприятий, разработчиков новой продукции, инвесторов, представителей органов власти .

По вопросам публикации статей в научно-техническом журнале «Вопросы электротехнологии» обращаться по телефонам:

8(8452)99-87-63 — Архангельский Юрий Сергеевич (главный редактор), 8(8452)99-87-21 — Алексеев Вадим Сергеевич (ответственный секретарь) .

Просьба направлять публикации по адресу:

Россия, 410054, г. Саратов, ул. Политехническая, 77, ком. 1/133а, гл. редактору журнала «Вопросы электротехнологии» Архангельскому Ю.С. и по электронной почте aeu@sstu.ru .

Требования к оформлению публикаций

Печатный вариант публикации предоставляется объемом до 10 стр. формата А4; поля:

сверху и снизу по 25 мм, справа и слева по 20 мм, через одинарный интервал, шрифт Times New Roman 12, абзацный отступ 0,63 см, формат файла *.doc, редактор Microsoft Word 2003 .

Иллюстрации (рисунки, графики) выполняются в формате.jpg, располагаются в тексте статьи и должны иметь номер и подпись. Рисунки и фотографии должны иметь контрастное изображение .

Таблицы располагаются непосредственно в тексте статьи. Каждая таблица должна иметь номер и заголовок .

Формулы и буквенные обозначения величин должны быть набраны в редакторе формул Microsoft Equation 3.0 и иметь нумерацию .

Размерность всех величин, принятых в статье, должна соответствовать Международной системе единиц измерений (СИ). Не следует употреблять сокращенных слов, кроме общепринятых (т.е., и т.д., и т.п.). Допускается введение предварительно расшифрованных сокращений .

ОБЯЗАТЕЛЬНО наличие индекса УДК и списка использованных источников, оформленного по ГОСТ 7.1-2003 и включающего: фамилию и инициалы автора, название статьи, название журнала, том, год, номер или выпуск, страницы, а для книг – фамилии и инициалы авторов, точное название книги, место издания (город), издательство, год издания, количество страниц .

Также предоставляется информация об авторах (ФИО полностью, почетные звания, ученая степень, ученое звание, должность, место работы, телефон, e-mail), название статьи, аннотация и ключевые слова. Данная информация дублируется на английском языке .

Специалисты в технических и естественно-научных отраслях к публикации ОБЯЗАТЕЛЬНО прилагают экспертное заключение .

Публикации принимаются в течение всего года .

Публикации, не отвечающие перечисленным требованиям, к рассмотрению не принимаются. Рукописи и электронные носители авторам не возвращаются .

Редакция оставляет за собой право производить редакционные изменения, не искажающие основное содержание статьи.



Похожие работы:

«Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. – 2018. – № 5 (159). solves the problem of creating a favorable psychological climate in the team, helps the players to keep a high level of motivation for sport...»

«1 Ирене Харанд (1900 1975) "Зайн Кампф (его борьба) – ответ Гитлеру" Аспекты ранней христианской оппозиции национал-социализму Курт Шарр. Университет г. Инсбрук, Австрия Какое отношение доклад об австрийской участнице сопротивления имеет к московской конференции о теме Хол...»

«УДИВИТЕЛЬНЫЕ РЫБЫ АМУРА УДИВИТЕЛЬНЫЕ РЫБЫ АМУРА Амур — одна из крупнейших рек в мире – признан одним из приоритетных пресноводных экорегионов мира. Это самая крупная водная артерия Северо-Восточной Азии, занимающая девятое место на пл...»

«  СБОРНИК ТЕЗИСОВ // V ВСЕРОССИЙСКИЙ КОНКУРС НАУЧНЫХ ДОКЛАДОВ СТУДЕНТОВ "ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ: РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ, ПРИМЕНЕНИЕ", 22-23 МАЯ 2018, ТОМСК, ТАМБОВ Национальный исследовательский Томский политехнический университет Национальный исследовательский...»

«Шестакова Анастасия Викторовна ГЕОХИМИЯ УГЛЕКИСЛЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД СЕВЕРО-ВОСТОКА ТУВЫ Специальность 25.00.07 – Гидрогеология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Томск – 2018 Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образоват...»

«ОСНОВЫ АВТОМАТИКИ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ УДК 681.5.(075) ББК 965 я75 М915 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Доктор технических наук, профессор В.А. Погонин С о с т а в и т е л и: Ю.Л. Муромцев, Д.Ю. Муромцев М915 Основы автома...»

«www.vidal.ru ЛЮКСФЕН® (LUXFEN) BRIMONIDINE зарегистрировано ВАЛЕАНТ ООО (Россия) произведено SANITAS AB (Литва) ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА, СОСТАВ И УПАКОВКА Капли глазные 0.2% в виде прозрачного раствора зеленовато-желтого цвета. 1 мл бримонидина та...»

«НПО "СИБИРСКИЙ АРСЕНАЛ" Декларация о соответствии ТС № RU Д-RU.МЕ83.В.00105 GSM устройство EXPRESS POWER BOX РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ САПО.425619.007РЭ СОДЕРЖАНИЕ Инструкция по безопасности 1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 1....»

«УДК 541.183 ОО&ОАоии" КАЗАКОВА АНАСТАСИЯ АЛЕКСАНДРОВНА ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ СОРБЦИИ АЗОТА И КИСЛОРОДА НА УГЛЕРОДНО-МОЛЕКУЛЯРНЫХ СИТАХ, ПРИМЕНИТЕЛЬНО К АВРУ Специальность 05.04.03 Машины, аппараты и процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени к...»

«Ткаченко Павел Григорьевич ГОСУДАРСТВЕННО-ПРАВОВОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЕВАНГЕЛИЧЕСКОЛЮТЕРАНСКОЙ И РЕФОРМАТСКОЙ ЦЕРКВЕЙ В РОССИЙСКОЙ ИМПЕРИИ В ХIХ НАЧАЛЕ ХХ ВВ. В данной статье рассматриваются вопросы взаимоотношения государства и иностранных исповеданий, правовые механизмы, регули...»

«Е. Н. Тупикова1 РИСК-МЕНЕДЖМЕНТ В СИСТЕМЕ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ Аннотация В статье приведен анализ рисков в системе экономической безопасности металлургической отрасли, в частности, предприятия Металлоинвест. Проанализированы такие аспекты как: конкурентоспособность на мировом и национальном...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ ГОСТ Р и с о /м э к НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ 197624РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Информационные технологии ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ИДЕНТИФИКАЦИИ И СБОРА ДАННЫХ (АИСД) Га...»

«УДК 621.383 Кислицын В.М.1, Платонов Р.А.1,2, Алтынников А.Г.1,2, Ястребов А.В.1, Медведева В.М.1, Трофимов П.М.1 Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" Дагестанский государственный университет народного хозяйства Электрически управляемая цепь для адаптивного согласо...»

«Факторы успеха Чтобы понять, за счет каких факторов русская модель управления достигает поставленных целей, действительно ли она не предполагает использование конкурентных механизмов, имеет смысл рассмотреть один из примеров управленческого успеха. Наиболее яркий известный нам пример — беспр...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Школа Инженерная Школ...»

«МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ РАСХОДА ПИТАТЕЛЬНОЙ ВОДЫ ЗА ПОДОГРЕВАТЕЛЯМИ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯХ РД 34.11.314-92 О РГРЭС Москва 1993 сертификат соответствия росс ru М инистерство топлива и энергетики Российской Федерации МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ РАСХОДА ПИТАТЕЛЬН...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ЕОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕЕО ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ© ОБРАЗОВАНИЯ "САМАРСКИЙ ЕОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика...»

«УДК 621.9 А.А. ПЕРМЯКОВ, А. ЗАБАРА ОБ ЭКОНОМИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ И ЕЕ НОРМИРОВАНИИ В МЕХАНООБРАБОТКЕ Розглянуто питання економії та нормування витрат силової електроенергії при механічній...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт расходометрии" Государственный научный метрологический центр ФГУП "ВНИИР" Государственная система обеспечения единства измерений СИСТЕМА ИЗМЕРЕН...»

«1 Договор поставки № "Р/ г. Екатеринбург 2016г. Победителем запроса предложений № 39-16 "На поставку кабеля ААШВ-10 Зх240(многопроволочного)" признано Общество с ограниченной ответственностью "Энергопром" (протокол под...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН УДК 625.7/.8:006 Ендаянова Жулдыз Мырзагалиевна РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА ДЛЯ АВТОДОРОЖНЫХ ОРГАНИЗАЦИЙ Специальность 6N0732 — "Стандартизация, метрология и се...»

«ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ ТАБАЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ РОССИИ Матюхина Н.Н.1, Кот Ю.В.2, Шкидюк М.В.1 ФГБНУ "Всероссийский научно-исследовательский институт табака, махорки и табачных изделий", г. Краснодар ООО ИКБ "Совкомбанк", г. Краснодар Аннотация. Про...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТР СТАНДАРТ МЭК 61883-7РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ АУДИО-/ВИДЕОАППАРАТУРА БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНТЕРФЕЙС Часть 7 Передача системы В ITU-R ВО.1294 (IEC 61883-7:2003, ЮТ) Издание...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.