История электротехники

Рост номенклатуры и объемов выпуска ЭМММ вызвал необходимость упорядочения организации их проектирования и производства. Было принято решение о постепенном сосредоточении производства ЭМММ на предприятиях

Министерства электротехнической промышленности. Общая координация работ была поручена Институту электромеханики (г. Ленинград).

В дальнейшем функции научного центра по созданию новых видов и поколений электрических машин малой мощности были возложены на Всесоюзный (ныне Всероссийский) научно-исследовательский институт малых электрических машин (ВНИИМЭМ), в состав которого входило и его Вильнюсское отделение (созданное на основе СКБ объединения «Эльфа»). Были созданы специализированные организации в Москве (СКБ завода «Машиноаппарат»), Воронеже и Томске (НИИэлектромеханики). Высокий научный авторитет в данной области имел Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (ныне НПП «ВНИИЭМ»). Одновременно развиваются новые организации-разработчики — НИИэлектромашиностроения в Ереване и Бишкеке. Для решения проблемы развития технологии производства в Тбилиси создается Всесоюзный научно-исследовательский институт технологии микроэлектромашиностроения (ВНИИТМЭ).

В данный период при активном участии соответствующих вузов завершается формирование научных школ, решающих проблемы развития малого электромашиностроения. Наиболее эффективна деятельность московской (Ю.С. Чечет, И.П. Копылов, А.Г. Иосифьян, Ф.М. Юферов, В.Я. Беспалов, И.Н. Орлов, Е.М. Лопухина, Б.А. Ивоботенко, В.К. Лозенко, А.И. Бертинов, Д.А. Бут, Н.В. Синева, Д.В. Свечарник, А.А. Ахметжанов, A.M. Ланген, В.А. Игнатов, С.А. Стома, И.А. Вевюрко, Г.Ф. Катков и др.) и ленинградской (В.В. Хрущев, Н.П. Ермолин, П.Ю. Каасик, Д.В. Васильев, А.А. Батоврин, Е.Д. Несговорова, И.Е. Овчинников, Н.И. Лебедев, В.А. Прозоров, Г.В. Тазов, Ю.П. Коськин и др.) школ. Большой вклад в теорию и практику проектирования внесли ученые других городов СССР: А.И. Адаменко, Ю.К. Васильев, Г.И. Штурман, В.И. Чесонис, И.П. Бекерис, П.И. Костраускас, К.А. Алиханян, К.А. Алымкулов, Э.А. Лодочников, А.С. Куракин и др.

Достижения малого электромашиностроения отражаются в учебниках по электрическим машинам автоматических устройств Ф.М. Юферова и В.В. Хрущева. Активно работала, выполняя свою координирующую роль, секция малых электрических машин Научно-технического совета Минэлектротехпрома (председатель секции В.В. Хрущев, ученый секретарь Н.И. Лебедев). Секция объединяла 45 ведущих специалистов в области ЭМММ. В ее составе работали три комиссии: индукционных машин (руководитель Р.Н. Ковалев), машин постоянного тока и асинхронных двигателей (руководитель В.Г. Шейминов) и электродвигателей бытового и общего применения (руководитель В.Б. Блинкявичус).

К началу 80-х годов (третий этап)в стране сложилась достаточно стройная система организации проектирования и производства ЭМММ, в соответствии с которой проектирование изделий осуществляется, как правило, в составе серий или отрезков серий. Исходными являются размерно-параметрические таблицы-сетки (типажи), разработанные на основе типовых технико-эксплуатационных требований, а также базовые конструкции электрических машин. Процесс выбора рациональных конструктивных решений проходит во взаимосвязи с процессом выбора рациональной технологии производства изделий.

Третий этап характеризуется совершенствованием ранее разработанных серий всех видов ЭМММ и разработкой новых.

Существенно расширяется номенклатура бесконтактных электрических машин — электродвигателей и тахогенераторов постоянного тока, вращающихся трансформаторов повышенной точности. Растет надежность и долговечность машин. Уже выполнены разработки бесконтактных электродвигателей постоянного тока с наработкой более 50 000 ч. В конструкцию машин внедряются новые виды опор: магнитные, жидкостные, газовые. Развитие технических решений на основе синтеза электрических машин с полупроводниковыми преобразователями тесно увязывается с общей проблемой электронизации народного хозяйства.

В последние годы произошли большие изменения в производстве ЭМММ (оно превратилось в современное, оснащенное соответствующим технологическим оборудованием). Существенное развитие получили Воронежский электромеханический завод, Армавирский, Пермский, Саратовский электротехнические заводы, Псковский электромашиностроительный завод, гусевский завод «Микродвигатель», заводы «Фиолент» (г. Симферополь), «Миассэлектроаппарат», «Машиноаппарат» (Москва) и др. Это позволило практически полностью удовлетворить потребности отраслей народного хозяйства в ЭМММ как по объему выпуска, так и по номенклатуре.

Важнейшим направлением дальнейшего развития малого электромашиностроения является внедрение микропроцессорной техники. На основе использования микропроцессорных структур создается поколение «интеллектуальных» электрических машин, способных адаптироваться к условиям эксплуатации, изменять режимы работы по заданной программе. Существенно повышается гибкость управления, расширяются функциональные возможности электрических машин. Подтверждением сказанного служат выполненные под руководством А.Г. Микерова современные исполнительные устройства на основе моментных электродвигателей с использованием микропроцессоров.

В области ЭМММ развивается самостоятельное научное направление — электромеханотроника. В рамках этого направления выполнены сотни работ, связанных с синтезом электрических машин и современных полупроводниковых устройств. Под руководством И.А. Глебова и Ю.П. Коськина проведены две всероссийские конференции по проблемам электромеханотроники. В мае 1997 г. проводилась 3-я Всероссийская и 1-я Международная конференции на базе Электротехнического университета (г. Санкт-Петербург).

С начала 90-х годов, после распада СССР, отрасль ЭМММ переживает жесточайший кризис, уровень производства упал в несколько раз, научные связи существенно сократились, новые разработки для народного хозяйства практически отсутствуют.

6.4. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

6.4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

К электрическим аппаратам (ЭА) относят широкий класс электротехнических устройств, применяемых при производстве, распределении и потреблении электрической энергии. Область устройств, относящихся к ЭА, и их классификация постоянно изменяются в процессе развития электротехники. В настоящее время под ЭА понимают технические средства управления потоком электрической энергии в целях изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических объектов и их составных частей. Как правило, функции большинства видов ЭА осуществляются посредством коммутации электрических цепей с различной частотой.

До 1878 г. все ЭА назывались приборами и термин «аппарат» в близком понимании нашего времени впервые в том году был использован военным электротехником Н.А. Азаровым. С 1879 г. известный русский электротехник П.Н. Яблочков распространил термин «аппарат» на электротехнические устройства той эпохи — рубильники, переключатели, коммутаторы, реле и регуляторы.

Электрические аппараты обычно классифицируют по напряжению — аппараты высокого напряжения (АВН) и аппараты низкого напряжения (АНН). Большинство последних, как правило, разделяют на следующие основные виды:

аппараты управления и регулирования — автоматические выключатели, контакторы, пускатели электродвигателей, регуляторы напряжения и другие аппараты, выполняющие преимущественно функции исполнительных устройств в системах управления режимами работы и защиты электротехнических систем и их компонентов;

аппараты автоматики и защиты — реле, датчики и другие аппараты, осуществляющие функции контроля, усиления и преобразования электрических сигналов.

Аппараты автоматики используются преимущественно на информационных уровнях, а также в отдельных случаях, например в маломощных электротехнических устройствах, в качестве исполнительных устройств.