Настройки отображения

Размер шрифта:
Цвета сайта
Изображения

Параметры

История кафедры ТОС и Р

Кафедра возникла в ноябре 1930 г. как основная кафедра радиотехнического факультета, только что созданного в системе Народного комиссариата почт и телеграфов Ленинградского института инженеров связи (ЛИИС) и называлась она тогда кафедрой радиотехники. Базой для ЛИИС стали Высшие курсы связи, организованные в 1929г. на наб.р.Мойки, д. 61. Учебный процесс в ЛИИСе обеспечивал уникальный коллектив преподавателей-учёных. Кафедрой руководил видный теоретик радиотехники Б.П. Асеев, работы которого по колебательным цепям, 4-хполюсникам, э/м колебаниям, основам нелинейной радиотехники составляли основу учебников вузов радиотехнического профиля.Уже в первый год своей работы кафедра обеспечивала учебный процесс 660-ти студентов 1-ого курса и 100 слушателей реорганизованных Высших курсов связи.

В сентябре 1931 г. на кафедре стал преподавать М.А. Бонч-Бруевич, инженер и учёный, один из пионеров отечественной радиотехники, чьё имя с июня 1940г. с честью носит наш вуз. В 1918-28-х гг. М.А. Бонч-Бруевич руководил знаменитой в то время Нижегородской радиолабораторией – первым в стране научно-исследовательским институтом (НИИ). В этом НИИ решались проблемы, связанные с разработкой систем связи на большие расстояния с использованием КВ-диапазона. Созданная здесь генераторная радиолампа с водяным охлаждением позволила спроектировать в 1922г. первую в мире мощную радиостанцию им. Коминтерна, провести в 1924 г. опыты по организации КВ связи с Америкой и ввести в строй в 1931 г. радиолинию Москва-Нью-Йорк. Свою преподавательскую деятельность М.А. Бонч-Бруевич начал на кафедре лектором созданного им курса” Распространение радиоволн”, в 1932г. он был избран профессором.

Опыт первых лет работы вуза показал, что в связи с развитием новых направлений электросвязи необходимо разукрупнение кафедр. В 1932г. из нашей кафедры была выделена кафедра радиопередающих устройств, в 1933г. – кафедра радиоприёмных устройств, а наша кафедра получила новое имя – кафедра общей радиотехники. На вновь образованные кафедры перешли работать преподаватели, область научных интересов которых была близка тематике разработок этих кафедр – профессора Б.П. Асеев, А.Л. Минц, Л.Б. Слепян. Вместо Б.П. Асеева на должность зав. кафедрой был избран проф. М.А. Бонч-Бруевич, который за время работы в вузе запатентовал более 60 изобретений, издал монографии “Основы радиотехники”, “Короткие волны”, “Излучение и распространение радиоволн”, нашедшие широкое применение в учебном процессе. Проф. М.А. Бонч-Бруевич руководил кафедрой до 1934 г., после чего был назначен деканом радиотехнического факультета, а затем – заместителем ректора по учебной и научной работе.

В 1938 г. ЛИИС был переименован в ЛЭИС – Ленинградский электротехнический институт связи, а 8 июня 1940 г. институту было присвоено имя проф. М.А. Бонч-Бруевича, внёсшего большой вклад в становление и развитие отечественной радиотехники. В 1934 г. нашу кафедру возглавил и руководил ею до 1950 г. проф. Н.Н. Крылов, один из создателей теории радиоприёма. Основой конспектов лекций и учебных пособий обновлённого курса радиотехники стали научные работы проф. Н.Н. Крылова по теории и расчёту радиоприёмных устройств, по переходным процессам в линейных системах, по методам борьбы с радиопомехами.

На кафедре в рамках НИР в довоенные годы выполнялись заказы, имевшие актуальное значение для народного хозяйства и для обороны страны. Наличие в профессорско-преподавательском составе кафедры ведущих специалистов в области радиотехники определяло высокий уровень выполняемых заказов и столь же высокий уровень подготовки инженеров связи.

В августе 1941 г., когда враг был на подступах к городу, все подразделения ЛЭИС им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, и наша кафедра в их числе, перестроились на работу по защите Отечества. В учебно-производственных мастерских был освоен выпуск 85-миллиметровых снарядов для ВМФ, студенты и преподаватели строили оборонительные сооружения, научная работа была переориентирована на нужды фронта, организованные курсы радистов-операторов подготовили 290 специалистов. В марте 1942 г. кафедра в составе института была эвакуирована сначала в Кисловодск, а затем – в Тбилиси. В блокадном городе в октябре 1943 г. был создан филиал вуза, начались занятия группы из 24-х человек. Курс теоретической радиотехники читал инженер Ф.В. Кушнир, дальнейшая творческая судьба которого будет неразрывно связана с нашей кафедрой.

В августе 1944 г. по возвращении из Тбилиси основного состава вуза наша кафедра в полной мере возобновила учебную и научную работу, получив новое наименование – кафедра теоретической радиотехники (ТОР). На кафедре вновь, как и до войны, началась работа с аспирантами, среди которых были инженеры А.М. Заездный и Ф.В. Кушнир, впоследствии ставшие ведущими специалистами вуза в научной и административной областях.

Коллектив лаборатории Ленинградского отделения НИИ связи, руководимый Ф.В Кушниром, в 1948 г. начал экспериментальное УКВ ЧМ вещание в диапазоне 66-76 МГц. Предложения Ф.В. Кушнира по работе отечественной системы УКВ ЧМ вещания были утверждены на сессии МККР по радиочастотам. В 1957 г. Ф.В. Кушнир был назначен проректором ЛЭИС им. проф. М.А. Бонч-Бруевича по научной работе. А.М. Заездный после защиты кандидатской диссертации стал работать на кафедре доцентом, а после защиты докторской – профессором.

В послевоенные годы кафедра сохранила умение работать на перспективу, проводя научные исследования в направлении создания новых систем радиовещания и улучшению качества существующих систем. Учебники и учебные пособия по теоретической радиотехнике, написанные сотрудниками кафедры в это время, неоднократно впоследствии переиздавались, по ним учились студенты факультетов радиотехнического профиля вузов связи СССР.

В 1950 г. в связи с переходом проф. Н.Н. Крылова на работу в Высшее мореходное училище зав. кафедрой был назначен работавший на кафедре с 1946 г. доц. Н.Н. Хлебников. К середине 1950-х гг. стало ясно, что системы связи будущего должны базироваться на использовании ЭВМ. В 1957 г. по договору с Министерством связи СССР сотрудники кафедры приступили к работе по теме “Применение электронно-вычислительной техники в связи”. Заведующим кафедрой проф. Н.Н. Хлебниковым был написан учебник “Электронные приборы”.

Кафедра продолжала готовить кадры высокой квалификации для работы на вновь создаваемых кафедрах вуза. Сотрудники нашей кафедры были назначены заведующими кафедр электронных и квантовых приборов (проф. Н.Н. Хлебников) и усилительных устройств (проф. Г.В. Войшвилло). В связи с переходом проф. Н.Н. Хлебникова на заведование новой кафедрой в 1961 г. нашу кафедру возглавил проф. А.М. Заездный. Его умение раскрывать потенциальные возможности сотрудников и стратегия доверять молодым специалистам ответственную работу способствовали созданию на кафедре научной школы проф. Заездного. 1960-е и 1970-е годы характерны развитием на кафедре научных исследований, в результате которых были созданы уникальные по тому времени специализированные вычислительные машины “Синтез”, “Полином” и “Интеграл-ЛЭИС”, была разработана система передачи цифровой информации по КВ каналам, обладавшая рекордной для того времени скоростью. При кафедре были организованы отраслевые научно-исследовательские лаборатории: вычислительной техники (зав. Л.М. Гольденберг), передачи дискретной информации (зав. Ю.Б. Окунев) и оптической связи (зав. К.Н. Щелкунов).

Кафедра теоретической радиотехники продолжала готовить кадры и условия для возникновения новых кафедр. Так, большая группа преподавателей, перейдя на кафедру электрических измерений, позволила преобразовать ее в кафедру измерений в технике связи, выделилась кафедра усилительных устройств (профессор Г.В. Войшвилло) и, наконец, в 1967 г. кафедра вычислительной техники (профессор Л.М. Гольденберг). В то же время в результате реорганизации структуры ЛЭИС на кафедру пришли молодые преподаватели Л.Н. Куликов, Л.И. Сергиенко, К.В. Борисова, Г.А. Широков. Проф. А.М. Заездный вёл большую работу по изданию монографий и учебной литературы, в 1968 г. вышел из печати его учебник “Теория нелинейных электрических цепей” в соавторстве с доц. В.Ф. Кушниром и доц. Б.А. Ферсман, второе издание которого состоялось в 1974 г. В 1970 г. на кафедре стали читаться новые дисциплины – теория нелинейных электрических цепей и теория передачи сигналов, что повлекло переименование кафедры теоретических основ радиотехники (ТОР) на кафедру теории передачи сигналов и теории нелинейных электрических цепей (ТПС и ТНЭЦ). В том же году на кафедре начал преподавательскую деятельность проф. Л.М. Финк — учёный с мировым именем, основоположник теории некогерентной обработки сигналов и теории помехоустойчивости в каналах с замираниями, изобретатель свёрточного кода, автор первой в мире научной литературе по цифровой связи монографии “Теория передачи дискретных сообщений”. Под редакцией проф. Л.М. Финка в соавторстве с заведующими одноимённых кафедр вузов связи СССР профессорами А.Г. Зюко (г. Одесса), Д.Д. Кловским (г. Куйбышев (ныне Самара)), М.В. Назаровым (г. Москва) в 1980 г. вышел учебник “Теория передачи сигналов”, который был переиздан в 1986 г.. Л.М. Финк осуществлял научное руководство ряда крупных НИР, сыграл большую роль в формировании научной школы статистической теории связи. Под его руководством защитили докторские диссертации известные учёные в области связи – И.С. Андронов, Д.Д. Кловский, В.И. Коржик, А.А. Сикарев.

В декабре 1966 г. СССР подписал Международный пакт о гражданских и политических правах, в 12-ой статье которого записано: “1. Каждому, кто законно находится на территории какого-либо государства, принадлежит право на свободу передвижения и свободу выбора места жительства. 2. Каждый человек имеет право покидать любую страну, включая свою собственную”. Ряд преподавателей вуза подали заявления в Отдел виз и регистраций (ОВиР) о желании переселиться на свою историческую родину – государство Израиль. Последовала бурная реакция партийного комитета вуза: на общеинститутских собраниях желающих покинуть СССР гневно клеймили за чёрную неблагодарность, за предательство Родины, воспитавшей их и давшей им образование. Руководителей подразделений как ответственных за моральный облик своих подчинённых снимали с постов. По этой причине в 1973 г. проф. А.М. Заездный был отстранён от заведования кафедрой в связи с выездом его дочери в Израиль.

Новым заведующим был назначен доцент нашей кафедры К.Н. Щелкунов, выпускник Ленинградского института точной механики и оптики (ЛИТМО), с 1957 г. связавший свои научные интересы с нашим вузом. Его работы о передаче сигналов с помощью оптических волокон были по достоинству оценены разработчиками перспективных систем связи. В соавторстве с доц. В.Ф. Кушниром им был разработан факультативный курс лекций “Обработка сигналов в оптических каналах связи”. К.Н. Щелкунов принял участие вместе с заведующими заинтересованных кафедр института С.М. Верником и С.Л. Галкиным в написании учебника “Волоконно-оптические системы передачи”, вышедшего в 1992 г. В начале 1970-х гг. проф. Г.С. Рамм разрабатывает новый трёхсеместровый учебный курс “Основы радиотехники и радиотехнические устройства” (впоследствии перешедший в курс “Основы радиоэлектроники”), объединивший большинство дисциплин радиотехнического профиля. Для нового курса была необходима новая современная лабораторная база. Для её создания проф. Г.С. Рамм приглашает на кафедру молодого м.н.с. к.т.н. кафедры телевидения А.П. Сальникова. В короткий срок им были созданы лабораторные стенды на 24 работы и методические указания к их выполнению. Рабочее состояние новой учебной лаборатории ОР и РТУ обеспечивал зав. лабораторией Р.С. Бронин. В 1979 г. на кафедре начал работу профессор Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского Р.Т. Сафаров, автор более 50-ти изобретений в области космической радиосвязи и телеметрии, заслуженный изобретатель СССР. Проф. Р.Т. Сафаровым в соавторстве с доцентами А.Н. Зелигером и Л.Н. Куликовым были написаны более 10-ти методических пособий для углублённого изучения читаемых на кафедре курсов.

В конце 1970-х гг. в ЛЭИС выполнялась большая госбюджетная НИР по проблемам высшей школы, научным руководителем которой на кафедре был доц. А.П. Сальников. Основной задачей этой НИР было внедрение в учебный процесс новых технических средств обучения. В результате её выполнения на кафедре была создана специализированная лекционная аудитория (а. 363 на наб. р. Мойки) с оригинальной аппаратурой телевизионной демонстрации изучаемых электрических сигналов и их преобразований в радиотехнических устройствах. В 1983 г. на должность заведующего кафедрой был назначен проф. Л.Ф. Григоровский – ведущий специалист НПО “Вектор”. К началу 1990-х гг. были обновлены программы курсов, читаемых на кафедре, введены новые курсы для преподавания студентам вновь созданного в вузе экономического факультета.

В 1993 г. институт получил статус технического университета и стал называться «Государственный университет телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М.А. Бонч-Бруевича». Наша кафедра получила своё современное название – «Кафедра теоретических основ связи и радиотехники» (ТОС и Р). В эти годы кафедра была оснащена модернизированными (доцентами Ю.В. Арзуманяном и А.В. Борисенко) лабораторными макетами по курсам ТНЭЦ и ТПС. В 1989 г. на кафедре начал работать профессор Военной академии связи им. С.М. Будённого В.И. Коржик, ученик Л.М. Финка, защитивший под его руководством докторскую диссертацию по теме “Помехоустойчивое кодирование в каналах со случайной структурой”. За время работы на кафедре проф. В.И. Коржик читал углублённые курсы по теории оптимального приёма и помехоустойчивого кодирования, издал три монографии, две из которых – в зарубежных издательствах, сделал более 10-ти докладов на международных конференциях. В 1998 г. вышел учебник “Теория электрической связи” – обновлённый и расширенный вариант учебника “Теория передачи сигналов” 1986 г. издания, в авторском коллективе которого проф. Л.М. Финка заменил проф. В.И. Коржик. Он работал по приглашениям в университетах Австралии, Великобритании, Голландии, Норвегии и Польши. Кроме того он опубликовал (в соавторстве) монографию «Error Detecting Codes» в издательстве Kluwer. Впервые в нашем университете им был разработан и прочитан курс лекций по информационной безопасности. Впоследствии В.И. Коржик перешёл работать профессором на созданную в СПбГУТ при его активном участии кафедру информационной безопасности телекоммуникационных систем.

В 1990-х гг. кардинальные изменения в технике связи – переход к цифровым принципам построения систем связи, внедрение оптических технологий, мобильных сетей и Интернета – поставили перед вузом задачу широкого применения новой вычислительной техники в учебном процессе. На базе учебно-исследовательского центра информационных и телекоммуникационных технологий доценты кафедры В.Г. Красов и В.Ф. Кушнир стали внедрять ЭВМ в лабораторный практикум. Доцент А.П. Сальников разработал первую на кафедре учебную виртуальную лабораторию по всем читаемым курсам, презентация первоначальной версии которой состоялась в 1999 г.

В 1999 г. заведующим кафедрой стал профессор Военной академии связи им. С.М. Будённого М.Н. Чесноков, действительный член Международной академии изобретательства, известный специалист в области теории передачи информации и оптимальной нелинейной марковской фильтрации, много лет работавший под руководством проф. В.И. Коржика. В 2000-е гг. лаборатория кафедры была оснащена аппаратными стендами – усовершенствованным вариантом прежних макетов, выполненным под руководством доц. А.В. Борисенко. Лабораторные аппаратные стенды были изготовлены в университетских мастерских, интерес к стендам проявили родственные вузы ближнего зарубежья. В это же время свои программные лабораторные работы с использованием ПЭВМ создали доц. Д.Л. Бураченко, доц. В.Б. Виноградов, проф. В.Ф. Кушнир.

В 2000-м г. вступил в строй компьютерный класс с установленной в нём виртуальной лабораторией, разработанной доц. А.П. Сальниковым. С 2009 г. используется 7-ая версия виртуальной лаборатории, установленная в двух компьютерных классах кафедры. Эта версия обеспечивает не только выполнение 29-ти типовых лабораторных работ под контролем виртуального преподавателя с регистрацией исполнителей в групповых базах данных и выдачей (распечаткой) авторизованных отчетов, но и автоматизированную защиту выполненных лабораторных работ, приём теоретических зачётов и экзаменов в тестовом режиме. Возникшие в 60-70 гг. прошлого столетия научно-исследовательские лаборатории кафедры прошли в годы перестройки и последующее за ними время нелёгкий путь становления и развития. Их коллективы – специалисты высокого класса, умеющие работать в команде, способные к достижению высоких результатов не только в области науки и техники, но и в области предпринимательства.

История кафедры ТЭЦ

История кафедры « Теория электрических цепей» берет свое начало с 1930 года, когда в институт были приглашены крупнейшие специалисты лабораторий ведущих заводов и НИИ города Ленинграда. С 1930 года по 1959 год кафедру, которая в то время называлась кафедрой теоретической электротехники,  возглавлял доктор технических наук, профессор Владимир Борисович. Романовский.

В.Б. Романовский был блестящим математиком,  и его докторская  диссертация была посвящена использованию операционного исчисления в электрорасчетах.

С 1959 по 1973 года кафедрой заведовал доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РСФСР Исай Герцович Кляцкин.   Свою научную и педагогическую деятельность  И.Г. Кляцкин начал еще будучи студентом МВТУ. Работая с 1920г. на строительстве радиостанции Полевого штаба Реввоенсовета Республики, он в 1921 г. опубликовал свою первую научную работу «Расчет противовеса».

Труды И.Г. Кляцкина, в частности по теории линейных антенн, широко известны у нас и за рубежом. Они получили заслуженное признание.  Работа  по изучению вертикального заземленного провода вызвала появление многих работ советских и зарубежных авторов по расчетам сопротивления излучения антенн различных типов. Свыше 35 лет прослужил И.Г. Кляцкин в Советской Армии. Под его руководством были проведены разработки многих образцов военной радиотехники.  Научную и педагогическую работу И.Г. Кляцкин совмещал с активной общественной деятельностью. 

В 1938 г. И. Г. Кляцкин - член ВАК, позже – председатель ее экспертной комиссии; c 1937г.  по 1947 г. - член Совета по радиофизике и радиотехнике АН СССР, затем - член комитета по присуждению Государственной премий. Он был заместителем председателя ЛОП НТОРЭС, руководителем секции теоретической радиотехники этого правления и Дома ученых им. М. Горького, членом редколлегии журнала «Радиотехника» со времени его основания. Научная, педагогическая и общественная деятельность И.Г. Кляцкина была высоко оценена Правительством: он был награжден орденами Ленина, Красного Знамени, Трудового Красного Знамени, Красной Звезды и многими медалями.

В 1967 в ЛЭИС при кафедре ТЭЦ была создана межотраслевая научно-исследовательская лаборатория «Синтез СВЧ устройств». Приказ об организации лаборатории был подписан министром связи и министром радиотехнической промышленности СССР. В штате лаборатории состояло 16  человек.  Первым руководителем лаборатории был опытный инженер из ВНИИРА, аспирант профессора И.Г. Кляцкина Л.В. Алексеев. Он, один из первых в СССР, защитил кандидатскую диссертацию по методам проектирования СВЧ фильтров в полосковом исполнении.

В лаборатории синтеза СВЧ устройств выполнялись хоздоговорные работы с рядом крупных предприятий, среди которых были ВНИИРА, НПО «Авангард» (г. Ленинград), НПО «Салют» (г. Горький). В лаборатории выполнялись разработки по проектированию СВЧ модулей для приемной аппаратуры систем связи, радиолокации и радионавигации летательных аппаратов. В частности, лаборатория приняла активное участие в разработке радионавигационного оборудования для первого советского аэробуса ИЛ-86. Неоднократно разработки лаборатории были отмечены призами ВДНХ СССР. Значительная часть работ лаборатории носила закрытый характер  и внедрялась в специальных системах радиоразведки, радиолокации.

Научными сотрудниками лаборатории были опубликованы десятки статей, получен ряд авторских свидетельств на изобретения в области техники СВЧ. Большой положительный отклик в стране получил перевод весьма актуальной в то время книги американских авторов - Маттей Д.Л., Янг Л., Джонс Е. «Фильтры СВЧ, согласующие цепи и цепи связи». Пер. с анг.  под ред. Л.В. Алексеева Ф.В. Кушнира, М: Связь, 1971, т. 1, 493 с.; 1972, т.2. 495с. Эта книга стала классическим трудом и способствовала появлению новых направлений в методиках проектирования СВЧ устройств.

В 1972 году доктор технических наук, профессор Анатолий Дмитриевич Артым был приглашен  в ЛЭИС им. проф. М.А. Бонч-Бруевича на должность заведующего кафедрой «Теория электрических цепей», а с 1988 года работал в должности профессора этой кафедры. Профессор А.Д. Артым является автором или соавтором 9 монографий, 5 учебных пособий, 75 научно-технических статей, 51 изобретения. В 1981 году за большую и плодотворную изобретательскую деятельность ему было присвоено почетное звание «Заслуженный изобретатель РСФСР».  Анатолий Дмитриевич подготовил более 30 кандидатов и 4 докторов наук.                        
                                                      
Профессор А.Д. Артым является создателем отечественной  научной школы, разрабатывающей теорию и методы генерирования, усиления и модуляции электрических колебаний в энергетически эффективных ключевых режимах. Достижения школы ключевых методов использовались широким кругом ученых и разработчиков специальной аппаратуры в мощном радиостроении, гидроакустики и навигации. Его монографии «Ключевые генераторы гармонических колебаний», «Усилители класса D и ключевые генераторы в радиосвязи и радиовещании», «Базовая амплитудная модуляция генераторов в ключевом режиме», «Повышение эффективности мощных радиопередающих устройств» и другие труды в этой области составляют теоретическую и практическую основы этой школы.

В 1972 году профессор А.Д. Артым организовал при кафедре лабораторию «Методы повышения эффективности энергоемкой радиоаппаратуры связи». Основными направлениями деятельности лаборатории являлись:

  • исследование возможностей повышения энергетической эффективности вещательных и связных радиопередающих устройств путем применения в них ключевых режимов активных приборов;
  • разработка высокоэкономичных и малогабаритных ключевых транзисторных и тиристорных источников вторичного электропитания;
  • разработка ключевых усилителей звуковой частоты.


Один из секторов лаборатории занимался вопросами тензометрирования мощных паровых турбин радиотехническими методами. Научным руководителем всех НИОКР, выполняемых лабораторией с 1972 по 1988 год являлся А.Д. Артым.

Проблемами создания высокоэффективных ламповых и транзисторных высокочастотных генераторов занимался Е.В.Козин, Ю.Е.Наумшин, А.Е.Бахмутский, В.И.Букреев, В.В.Николаев, П.Г.Литвиненко.

Над созданием ключевых модуляторов для вещательных передатчиков трудились В.В. Николаев, В.И. Букреев, Б.В. Сидельников, А.В. Макаров, П.Г.Яковлев.

Задачу повышения энергетической эффективности транзисторных однополосных передатчиков путем применения в них ключевых регулируемых источников питания решили М.В. Кондратьев и Л.В. Воронов.

Тематику построения высокоэффективных источников вторичного электропитания успешно разрабатывали Н.В. Антоневич, В.Д. Вогман, А.Л. Асиновский, О.А. Ефимов, В.И. Полевой.

Исследованию мощных ключевых усилителей звуковой частоты была посвящена деятельность А.Л. Асиновского, К.А. Чуманова.

Вопросами синтеза фильтрующе - согласующих цепей занимались В.В. Сергеев и В.А. Алексеев.

Над созданием систем тензометрирования работали Е.Г. Будай, В.А. Лисовский, Ю.А. Ембулаев. Бессменным механиком Лаборатории являлся Ю.Б. Пчелкин, а за материально-техническое снабжение отвечал Я.Н. Гужов.

Разработки Лаборатории были внедрены на ряде предприятий Министерства Связи и Министерства Промышленности Средств Связи СССР.


После распада СССР и прекращения государственного финансирования НИОКР по связной тематике в лаборатории создаются современные образцы электротехнического оборудования для плазменных и гальванических технологий, транзисторные преобразовательные установки для станций катодной защиты трубопроводов и аппаратуры связи от электрохимической коррозии, которые имеют на порядок лучшие массогабаритные характеристики по сравнению с существующими аналогами.

С конца 80-х годов А.Д. Артым совместно со своим учеником, ныне доктором технических наук, профессором кафедры В.А. Филиным разрабатывали теорию и матричные методы анализа процессов в сложных электрических цепях. Результатом этой работы стала разработка в общей форме матрично-топологических методов анализа электрических цепей, компьютерного метода расчета переходных процессов в электрических цепях с переключениями на  основе разработанного ими метода рекуррентных уравнений. Реализация этого метода в современных компьютерных программах позволила существенно повысить точность и скорость расчета переходных процессов в радиотехнических устройствах.

В 1976 году на кафедру «Теория электрических цепей» приходит доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии Александр Федорович Белецкий. Первые работы А.Ф. Белецкого относились к области телефонии  и связаны с построением систем засекреченной связи. Работы в области телефонии еще долгие годы были заметной частью его научной деятельности. Александр Федорович – один из организаторов и участников фундаментальных исследований по разработке объективных методов анализа качества русской речи, проводимой под эгидой АН СССР. Важные результаты получены им в области синтетической телефонии. Постепенно интересы А.Ф. Белецкого смещаются к теоретическим проблемам дальней связи и фильтропостроения. Долгие годы он связан с НИИ-56 (ныне НПО «Дальняя связь»). Так, в 50-е годы им выполнены глубокие исследования по синтезу корректоров Боде, построению усилителей с отрицательной обратной связью. Результаты этих исследований существенно использованы при построении многоканальных систем дальней связи и в 1956 году отмечены Государственной премией СССР.

Главным творческим достижением А.Ф. Белецкого является разработка теории синтеза фильтров по рабочим параметрам. Он впервые ввел в обиход теории фильтров дроби Чебышева и широко использовал аппарат наилучших равномерных приближений в задачах синтеза фильтров и фильтров – корректоров. В 1952 году А.Ф. Белецкий блестяще защищает докторскую диссертацию, а  в 1959 году выходит его знаменитая монография «Теоретические основы электропроводной связи», ставшая настольной книгой специалистов в области теории электрических цепей.

В 60-е годы профессор Белецкий с учениками выполняет важные работы по синтезу многополюсных согласованных фильтров. Он первый в нашей стране открывает цикл исследований по ARC-фильтрам, участвует в работах по развитию методов расчета керамических и кварцевых фильтров, широкополосных согласующих устройств, численных методов проектирования линейных электрических цепей с оптимальными частотными характеристиками и др. Многие годы А.Ф. Белецкий возглавлял ленинградский городской семинар по теории линейных электрических цепей.

А.Ф. Белецкий награжден орденами Красной Звезды, Великой отечественной Войны первой степени, многими медалями.
На кафедре «Теория электрических цепей» им написан учебник современного курса теории линейных электрических цепей, которым пользуются ВУЗы связи.


С 1988 года  по настоящее время кафедру «Теория электрических цепей» возглавляет доктор технических наук, профессор Владимир Федорович Дмитриков. Профессор В.Ф. Дмитриков является учеником А.Д. Артыма.
Под его руководством и его непосредственном участии продолжает развиваться и разрабатывается научное направление «Генерирование, формирование и усиление электрических колебаний и информационных сигналов с использованием ключевых режимов усилительных приборов (транзисторов, тиристов, электронных ламп)».

Творческая деятельность Владимира Федоровича Дмитрикова связана в основном с решением одной из основополагающих современных проблем - проблемы энерго- и ресурсосберегающих технологий во многих областях народного хозяйства: мощного радиоаппаратостроения, системах телекоммуникаций, преобразовательной техники, системах электропитания. Реализация этого направления позволила в 5-10 раз уменьшить мощность потерь на усилительных приборах по сравнению с традиционным режимом работы, повысить электронный КПД до 95-98 %, резко улучшить массогабаритные показатели устройств, уменьшить мощность потребляемой электроэнергии, а также создать принципиально новые устройства, реализация которых традиционными методами невозможна.

Для исследования и разработки энергетически эффективных устройств и систем, использующих ключевые режимы усиления, которые являются структурно-нелинейными динамическими системами и описываются нелинейными дифференциальными уравнениями с переменными во времени коэффициентами (сложность решения которых общеизвестна), В.Ф. Дмитриковым разработана фундаментальная теория, методы анализа и синтеза таких устройств. Данная теория, методы анализа и синтеза впервые опубликованы им в четырех монографиях. Это принесло ему широкую известность среди научной общественности у нас в стране и за рубежом.

Для решения задачи энерго- и ресурсосберегающих технологий в мощных радиопередающих устройствах, преобразовательных устройствах, системах электропитания. В.Ф. Дмитриковым совместно с профессором В.В. Сергеевым разработаны методы синтеза энергетических фильтров с минимальными массогабаритными характеристиками с использованием теории энергетических функций.  О перспективности данных методов синтеза свидетельствуют полученные результаты, которые внедрены при проектировании и модернизации мощных и сверхмощных радионавигационных, связных и радиовещательных передающих устройств, и привели к снижению в 3-4 раза массогабаритных показателей фильтрующих цепей по сравнению с традиционными решениями.

В результате применения разработанных В.Ф. Дмитриковым теории и принципов построения ключевых радиопередающих устройств и при его непосредственном участии разработан ряд высокоэкономичных передатчиков с мощностью от десятков до сотен киловатт, используемых:

  • в радиосвязи - первый отечественный мощный (25кВт) транзисторный самолетный СДВ передатчик для резервной высокомобильной системы связи и управления системами вооружения, обладающей высокой живучестью;
  • в радионавигации - модернизирована высокомобильная импульсно-фазовая система дальнего действия (тысячи километров) для определения положения мобильных объектов (самолетов, подводных и надводных кораблей, наземного транспорта) с использованием малогабаритных ключевых радиопередающих устройств мощностью 1000 кВт;
  • в гидроакустике- с использованием разработанных ключевых твердотельных генераторов создан ряд гидроакустических систем для обнаружения надводных и подводных кораблей, мин, торпед.


Разработанные профессором В.Д. Дмитриковым теория и принципы построения энергетически эффективных ключевых генераторов использовались также в конверсии при разработке под его научным руководством и при его непосредственном участии:

  • в станциях катодной защиты трубопроводов и других металлических сооружений от электрохимической коррозии; массогабаритные показатели разработанных станций катодной защиты в 10 раз лучше массогабаритных показателей существующих отечественных аналогов;
  • в устройствах по размагничиванию магистральных газо -и нефтепродуктопроводов, данное устройство имело массогабаритные показатели в 40 раз лучше, чем аналог;  за разработку данного устройства профессору ДмитриковуВ.Ф. совместно с сотрудниками кафедры ТЭЦ ст. н.с. Антоновичем Н.В. и к.т.н., ст.н.с. Кондратьевым М.В. в 2004г. присуждена премия «ОАО Газпром» в области науки и техники.

Под руководством В.Ф. Дмитрикова создана и успешно действует научная школа, ведущая развитие теории оптимального и квазиоптимального управления структурно-нелинейных динамических систем с улучшенными статистическими  и динамическими характеристиками, исследования в области новых принципов построения высокоэффективных ключевых систем и устройств для различных  областей народного хозяйства.

Под его научным руководством защищено 16 кандидатских и три докторских диссертаций. Им опубликованы у нас в стране  и за рубежом более 300 научных работ, включая четыре монографии и три учебника.

Научную и педагогическую работу В.Ф. Дмитриков совмещает с активной общественной деятельностью. Он является членом бюро секции «Научные проблемы электропитания» при отделении РАН «Электрофизики, энергетика, электротехника», членом секции РАН «Электрофизические методы исследования морей и океанов»; членом редколлегии трех научных журналов («Электропитание», «Практическая силовая электроника», «Физика волновых процессов и радиотехнические системы»); членом докторских советов; член - корреспондентом Российской академии естественных наук (РАЕН), академии электротехнических наук (АЭН) и международной академии высшей школы (МАВШ).

За существенный вклад в развитие отечественной науки профессор Дмитриков В.Ф. удостоен звания «Заслуженный деятель науки РФ».

Кафедра теории электрических цепей и связи - Материальная база

На кафедре 3 учебных лаборатории. Две предназначены для проведения лабораторных и практических занятий. Третья - для работы бакалавров, магистров, аспирантов. Все лаборатории оборудованы интерактивными досками.

Лаборатории для проведения лабораторных и практических занятий. В каждой лаборатории 11 лабораторных стоек, оснащенных следующими приборами:

- генераторами прямоугольных импульсов- Г5-60;
- генераторами синусоидальных колебаний-Г3-109;
-осциллографами- С1-83;
- цифровыми вольтметрами- В7-20;
- магазинами емкостей P-544;

- лабораторными макетами

Лаборатория для работы бакалавров, магистров, аспирантов. В лаборатории 11 лабораторных стоек, оснащенных следующими приборами:

- осциллографами DS-1080C;
-измерительным устройством HANDYSCOPE;

- цифровым осциллографом, 4 канала х200 МГц Тektronix

- цифровым осциллогрофом , 2 каналап х100 MГЦ Tektronix;

- генератором сигналов высокочастотных ГЧ-153

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Лаборатория НИЧ

Основные достижения лаборатории НИЧ при кафедре ТЭЦ в области разработки эффективных преобразователей электрической энергии 

 

Научный руководитель лаборатории

Заслуженный деятель науки РФ,
Лауреат премии Газпрома, д.т.н.,
профессор В.Ф. Дмитриков

 

  

Научно-исследовательская лаборатория при каф. ТЭЦ была организована в 1972г. проф. Артымом А.Д. Основным направлением деятельности сотрудников лаборатории было разработка эффективных методов преобразования электрической энергии и создание на их основе экономичных преобразователей для различных нужд как гражданского, так и специального назначения. В настоящее время лабораторией руководит заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Дмитриков Владимир Фёдорович. Разработки, проведенные сотрудниками лаборатории, удостоены рядом премий государственного значения (две премии СССР, премия Газпрома по науке и технике за 2004 г.).

1. Источники бесперебойного электропитания постоянного и переменного напряжения на основе транзисторных преобразователей мостового типа

Данный источник бесперебойного электропитания (ИБП) предназначен для формирования синусоидального напряжения промышленной частоты 50 Гц, 230 В с помощью однофазного мостового инвертора и выходного постоянного напряжения 350 В с помощью двухтактного импульсногопреобразователя напряжения (ИПН). Питание транзисторного преобразователя постоянного напряжения осуществляется либо от фидера 3-х фазной основной сети переменного тока 380 В, либо от фидера 3-х фазной резервной сети переменного тока 380 В, либо при их пропадании или выходе за пределы установленные ГОСТом от фидера аккумуляторной батареи.

Технические характеристики ИПН:

входное напряжение..................................................................................... трехфазное 380 В (20%) / батарея 175-350 В;

частота преобразования................................................................................30 кГц;

выходное напряжение.....................................................................................350 В;

нестабильность выходного напряжения............................................................не более 1%;

степень подавления низкочастотных пульсаций................................................не менее 40 дБ;

величина перерегулирования выходного напряжения....................................... не более 1%;

КПД...............................................................................................................93%.

Технические характеристики инвертора:

входное напряжение.......................................................................................350 В;

частота преобразования..................................................................................30 кГц;

выходное напряжение.......................................................................................50 Гц, 230 В;

нестабильность выходного напряжения при изменении нагрузки от номинального значения до холостого хода не более 1%;

коэффициентом гармоник при работе на линейную нагрузку..................................1%;

коэффициентом гармоник при работе на нелинейную нагрузку...............................до 2%;

коэффициентом гармоник при работе в режиме холостого хода...............................до 2%;

КПД..................................................................................................................94%.

2. Преобразователь постоянного напряжения в постоянное понижающего типа для АТС «Коралл»

Характеристики разработанного ППН:

напряжение питание, В.......................................................................................................... 48…72;

стабилизированное выходное напряжение, В............................................................................. 48;

ток нагрузки, А...................................................................................................................... 1,5…15;

максимальная выходная мощность, кВт.................................................................................... 0,72;

стабилизация выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 1 А до 15 А и входного напряжения в указанных пределах................................ 1%;

размах пульсаций выходного напряжения при работе на активную нагрузку, не более, мВ 20;

КПД, не менее, %............................................................................................................................ 94;

масса, кГ.......................................................................................................................................... 1,2.

3. Преобразователь сетевой для катодной защиты газо-, нефте-, водопроводов, аппаратуры связи и других подземных сооружений от электрохимической коррозии с возможностью сопряжения с системами телеметрического управления.

При эксплуатации газо-, нефте-, водопроводов, связных металлических кабелей, фундаментов зданий, содержащих металлические решётки и т.д. металл, находящийся в земле, подвергается разрушению под действием электрохимической коррозии от протекания блуждающих в почве токов. Блуждающие токи обусловлены электрическим транспортом (трамваи, электрички, троллейбусы), включением и выключением силового оборудования, магнитным полями в земной коре и т.д. Для защиты металлических сооружений, находящихся в земле, от электрохимической коррозии на трубу необходимо подать защитный потенциал с помощью отрицательного вывода станции катодной защиты. Положительный вывод станции катодной защиты подаётся на «заземлитель».

Станции катодной защиты, разработанные на кафедре «Теория электрических цепей» СПб ГУТ под научным руководством Заслуженного деятеля науки РФ, д.т.н., профессора Дмитрикова В.Ф. в течение десяти лет непрерывно эксплуатируются в СПб и признаны Государственной комиссией в составе сотрудников Ленгаза, Мосгаза, академии коммунального хозяйства им. Памфилова, сотрудников СПб ГУТ лучшими в Российской Федерации по массогабаритным показателям, энергетической эффективности и стабильности защитного потенциала

Функциональные возможности модуля ПСКЗ 4825:

при повышении напряжения питающей сети свыше 242 В преобразователь отключается и автоматически включается после восстановления нормального значения напряжения питания;

высокий КПД (выше 90%) и отключение преобразователя при достижении устойчивого защитного потенциала обеспечивает экономию электроэнергии до 40% по сравнению с устройствами аналогичного назначения;

     обладает высоким коэффициентом мощности и имеет cos близкий к 1;

при использовании нескольких преобразователей допускается наращивание выходной мощности путем последовательного или параллельного включения;

работает в режиме стабилизации выходного тока, напряжения или защитного потенциала;

предусмотрена возможность как ручного, так и дистанционного управления.

Технические характеристики модуля ПСКЗ 4825:

выходная мощность, Вт.............................................................................................................. 1000;

диапазон входного напряжения, В................................................................................... 187 – 242;

частота входного напряжения, Гц................................................................................................. 50;

максимальное выходное напряжение, В...................................................................................... 48;

максимальный выходной ток, А................................................................................................... 25;

коэффициент мощности, не менее............................................................................................. 0,95;

КПД, не менее, %...................................................................................................................... 90;

величина пульсаций (размах переменной составляющей 100 Гц), не более, мВ.................. 400;

диапазон автоматической регулировки выходного напряжения, В................................... 6…48;

диапазон регулирования выходного тока, %............................................................................. 100;

точность поддержания защитного потенциала (долговременная стабильность), %................. 2;

диапазон рабочих температур, °С...................................................................................... -40…+50;

масса, не более, кГ.......................................................................................................................... 10;

габариты, мм.................................................................................................................. 400х200х220;

охлаждение.................................................................................................................... естественное.

Малогабаритный сварочный аппарат АК-1304. Малогабаритный сварочный аппарат АК-130

Малогабаритный сварочный аппарат предназначен для электродуговой сварки (резки) сталей различных марок толщиной от 0,6 до 8–10 мм. Сварочный ток постоянный и стабилизированный по величине. Сварка осуществляется покрытыми электродами диаметром от 1,6 до 4,0 мм любых типов (как для постоянного, так и для переменного тока) для сварки всевозможных марок углеродистых и легированных сталей. При этом плавная регулировка сварочного тока от 10 до 130 А позволяет упростить выполнение особо сложных вертикальных и потолочных швов.

Постоянный и стабилизированный по величине ток позволяет выполнять сварочные работы, для выполнения которых аппаратами переменного тока требовалось бы на 20-25% больше выходного тока, а также уменьшает разбрызгивание металла из зоны сварки. Электронная (быстродействующая) стабилизация тока дуги и снижение тока поджига дуги до 40 А обеспечивает ее простую инициацию, устойчивое горение ("эластичная" дуга), исключает перегрузку сети как в моменты короткого замыкания выхода аппарата при поджигании дуги, так и при "залипании" электрода, благодаря чему аппарат может быть использован лицами, не имеющими больших навыков сварочных работ. Снижение тока поджига в модификации «аргон» до 15 А позволяет использовать аппарат для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Жесткое ограничение выходного тока позволяет исключить перекаливание свариваемых материалов, благодаря чему место сварки легко подвергается дополнительной механической обработке даже простейшими инструментами.

Построение аппарата на базе высокочастотного ключевого преобразователя, схемотехническое решение которого защищено патентом Российской Федерации № 2043695, обуславливает высокое значение коэффициента полезного действия (до 90%) и хорошие массогабаритные показатели, а также сохранение основных параметров аппарата при значительных изменениях напряжения питающей сети (+10/–20%). Кроме того, при изменении напряжения сети до –25% аппарат сохраняет работоспособность с ненормированным снижением сварочного тока. Аппарат имеет защиту от перенапряжений в первичной питающей сети - автоматическое отключение, а также защиту от перегрева. Применение высокоэффективной схемы транзисторного ключевого преобразователя позволило увеличить продолжительность включения (ПВ) до 100% при всех значениях сварочного тока, т.е. продолжительность непрерывной работы аппарата не ограничена.

Данная разработка была первой в РФ в области создания отечественных сварочных аппаратов на базе инверторов.

Основные технические характеристики АК 130:

входное напряжение, В....................................................................................... 220 В +10%, -20%;

входной ток, не более, А................................................................................................................ 20;

выходной ток.................................................................................................................. постоянный;

пределы регулировки тока, А................................................................................................ 10-130;

выходное напряжение, не более, В............................................................................................... 60;

продолжительность включения, %............................................................................................. 100;

КПД, не менее, %............................................................................................................................ 90;

cos, не более................................................................................................................................. 0,7;

диапазон рабочих температур, °С...................................................................................... -20…+40;

масса, не более, кГ......................................................................................................................... 8,8;

габариты, мм.................................................................................................................. 365х139х196;

 

5. Мощный малогабаритный источник питания для размагничивания труб магистральных газопроводов5. Мощный малогабаритный источник питания для размагничивания труб магистральных газопроводов

При эксплуатации магистральных газонефтепродуктопроводов они подвергаются регулярному контролю на предмет выявления микротрещин и других дефектов. Контроль осуществляется с помощью магнитных дефектоскопов, которые транспортируются внутри трубы. Магнитные дефектоскопы вначале намагничивают трубу, а затем в намагниченной трубе определяют дефекты. Обнаруженные с дефектом участки труб вырезаются с помощью дуговой сварки, а затем взамен дефектных участков привариваются новые отрезки труб. Основная проблема при сварке намагниченной трубы с новыми отрезками заключается в том, что намагниченная труба разбрызгивает (выплёскивает) жидкий металл, и сварка трубы оказывается невозможной. Для этой цели используется разработанная установка КП-1420 (ключевой преобразователь для размагничивания труб диаметром 1420 мм и меньше). Сотрудники СПбГУТ – разработчики данной установки удостоены премии Газпрома в области науки и техники за 2004 г.

Разработанная установка КП-1420 имеет следующие технические характеристики:

входное напряжение........................................................................... трехфазное 380 В +10/частота напряжения питания................................................................................................... 50 Гц;

потребляемая мощность при 10 соленоидах......................................................... не более 12 кВт;

наибольший диаметр размагничиваемых труб.................................................................. 1420 мм;

величина компенсируемой остаточной намагниченности............................................... 2500 Гс;

остаточная намагниченность после размагничивания........................................... не более 20 Гс;

режимы работы....................................................................................... автоматический и ручной;

длительность цикла автоматического размагничивания................................................... 10 мин;

максимальный выходной ток.................................................. +/- 100А;

выходное напряжение при максимальном выходном токе............................................ +/100 В;

габариты установки (Д-Ш-В)............................................................................ 534 – 331 – 217 мм;

масса установки.......................................................................................................................... 17 кг;

степень защиты............................................................................................................................ IP21;

диапазон рабочих температур ………………………….......................................... -40°С ÷ +40°С.

36. Унифицированный источник бесперебойного электропитания с выходной мощностью 2,4 кВт на основе транзисторных преобразователей с питанием от фидера 3-х фазного напряжения 380 В 50 Гц и фидера мощной аккумуляторной батареи 175 – 350

Модули источников бесперебойного питания (ИБП) и системы бесперебойного питания (СБП) преобразовывают напряжение основной системы электроснабжения (СЭС) или напряжения резервной аккумуляторной батареи (АБ), входящей в состав СБП, при пропадании или выходе за пределы заданного допуска значения напряжения основной СЭС, в выходное напряжение СБП и поддержания его характеристик в заданных пределах.

Модули ИБП обеспечивают значения выходных напряжений в диапазоне (12-270) В при  значениях выходных мощностей (0,6-2,4) кВт.

Обеспечивается возможность параллельной работы одноименных модулей на общую нагрузку и селективное отключение неисправного модуля.

Электроснабжение модулей ИБП производится по двум независимым  фидерам:

от основного СЭС переменного или постоянного тока;

от резервной АБ, входящей в состав СБП.

Переход электроснабжения с основного фидера на резервный при пропадании напряжения или выходе его значения за пределы заданного допуска должен происходить автоматически, без перебоя электропитания нагрузки.

Коэффициент мощности на входе СЭС переменного тока не менее 0,95 при применении активного корректора мощности и не менее 0,7 – без его применения.

Модули ИБП обеспечивают защиту

нагрузки от превышения выходным напряжением установленного значения;

токов перегрузки и короткого замыкания в нагрузке.

Модули ИБП обеспечивают местную и дистанционную сигнализацию о нормальном и аварийном состоянии.

Высокая стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения и сопротивления нагрузки обеспечивалась благодаря применению корректирующих цепей, которые позволили обеспечить заданную стабильность выходного напряжения и запасы устойчивости по амплитуде A = 15 дБ и фазе Dj = 70°.

Основные технические параметры модуля (см. рис. 9):

Напряжение питания основного фидера переменного тока............................................ – 3х380 В

Нестабильность напряжения основного фидера ........................................................... – +15/–30%

Напряжение питания резервного фидера постоянного тока.......................................... – 90–125В

Выходное напряжение ............................................................................................................ – 350 В

Выходная мощность модуля ............................................................................................ – 0–2,4 кВт

Нестабильность по нагрузке (5–100%).......................................................................... – менее 0,1%

Нестабильность выходного напряжения по нагрузке (0–100%) ............................... – менее 0,9%

Нестабильность по сети переменного тока при РВЫХ = 2,4 кВт............................. – менее 0,5%

Нестабильность по сети постоянного тока................................................................. – менее 0,05%

Суммарная нестабильность по нагрузке (5–100%) и сети.......................................... – менее 0,8%

Суммарная нестабильность по нагрузке (0–100%) и сети.......................................... – менее 1,5%

КПД при питании от основного фидера ....................................................................... – более 93%

КПД при питании от резервного фидера....................................................................... – более 86%

Динамическое отклонение выходного напряжения при переходе питания с основного фидера на резервный и обратно...................................................................................................... – менее 0,1 В

Габариты лабораторно-конструктивного макета ШхВхГ, мм................................. – 160х160х440

 

7. Устройство управления шиной бесперебойного электропитания УШБП мощностью 3 кВт

Устройство УШБП обеспечивает:

режим «мягкого» подключения выпрямителя к шине ШБП, при котором амплитуда входного тока выпрямителя не должна превышать 2IBO, где IBO - установившееся значение амплитуды входного тока выпрямителя при номинальной (максимальной) мощности РМАХ = 3 кВт и минимальным напряжением на ШБП 233 В;

режим «мягкого» подключения аккумуляторной батареи (АБ) к шине ШБП, при котором амплитуда тока от АБ не должна превышать 2IАБО, где IАБО – установившееся значение тока разряда АБ при номинальной (максимальной) мощности разряда РРМАХ = 3 кВт, напряжении на АБ UАБ = 290 В и напряжении на ШБП UШБП = 233 В;

поддержание напряжения на шине ШБП в пределах 233...352 В при кратковременном пропадании (до 150 мс) напряжения на входе выпрямителя;

поддержание напряжения на ШБП в пределах 233 ... 352 В при восстановлении и переходе с режима работы от АБ на режим работы от электросети;

поддержание напряжения на ШБП в пределах 233.352 В на время переключения с сетевого ключа мягкого включения (КМВ1) на ключ мягкого включения АБ (КМВ2) и обратно (до 1 мс) за счет энергии, накопленной в емкостном накопителе (ЕН);

защиту от перегрузки по току и КЗ устройств КМВ1 КМВ2:

кратковременно (10 сек) – ограничение тока, затем отключение с блокировкой включения (разблокировка – с помощью кнопки возврат защиты);

заряд емкостного накопителя (ЕН) за время не более 3 сек (при емкости ЕН СЕН = 7600 мкФ);

ограничение напряжения на выходе КМВ1 на уровне 360 ± 5 В с последующим отключением и установкой на блокировку (разблокировка – кнопка возврат защиты);

максимальную мощность, потребляемую от сети 3Ф, 50 Гц, 220 В через шину ШБП – 3 кВт (длительно);

максимальную мощность, потребляемую от АБ через шину ШБП:

3 кВт кратковременно в течение 1 сек;

1 кВт кратковременно в течение 30 мин;

электропитание шины ШАБ от стабилизатора тока (СТ) стабилизированным током:

   0,5 А в режиме заряда АБ номинальным током заряда;

0,05 А в режиме заряда АБ малым током подзаряда и точность стабилизации тока – не хуже ±5%;

КПД источника бесперебойного питания – более 93%.

Унифицированный источник бесперебойного электропитания 8. Унифицированный источник бесперебойного электропитания с выходной мощностью 2,4 кВт на основе транзисторных преобразователей с питанием от фидера 3-х фазного напряжения 380 В 50 Гц и фидера мощной аккумуляторной батареи 175–350 В

Модули источников бесперебойного питания (ИБП) и системы бесперебойного питания (СБП) преобразуют напряжение основной системы электроснабжения (СЭС) или напряжения резервной аккумуляторной батареи (АБ), входящей в состав СБП, при пропадании или выходе за пределы заданного допуска значения напряжения основной СЭС, в выходное напряжение СБП и поддержания его характеристик в заданных пределах.

Электроснабжение модулей ИБП производится по двум независимым фидерам:

от основного СЭС переменного или постоянного тока;

от резервной АБ, входящей в состав СБП.

Переход электроснабжения с основного фидера на резервный при пропадании напряжения или выходе его значения за пределы заданного допуска происходит автоматически, без перебоя электропитания нагрузки.

Коэффициент мощности на входе СЭС переменного тока не менее 0,95 при применении активного корректора мощности и не менее 0,7 – без его применения.

Модули ИБП обеспечивают:

защиту нагрузки от превышения выходным напряжением установленного значения;

защиту токов перегрузки и короткого замыкания в нагрузке.

Модули ИБП обеспечивают местную и дистанционную сигнализацию о нормальном и аварийном состоянии.

Для обеспечения функционирования режима ограничения выходного напряжения все схемы управления гальванически привязаны к шине бесперебойного питания.

Для определения оптимальных параметров каналов обратной связи было проведено математическое моделирование

Конструктивно макет выполняется в виде модуля с размерами (ВхШхГ) 240х242х265 м. При разработке макета был использован пакет трехмерного проектирования Компас .10. Это позволило определить размеры печатных плат и обеспечить необходимую плотность компоновки блока.

Конструктивный макет модуля (рис. 13) имеет следующие  параметры:

Входное напряжение фидера основной сети (ОС)............................................. - трехфазное 380В

Входное напряжение фидера резервной сети (РС)............................................. - трехфазное 380В

Диапазон изменения напряжения ОС и РС...................................................................... - +13/-30%

Входное напряжение фидера АКБ................................................................................... - 245-340 В

Максимальное выходное напряжение .................................................................................... - 350 В

Номинальный выходной ток.................................................................................................... - 4,8 А

Максимальная выходная мощность...................................................................................... - 1,6 кВт

КПД..................................................................................................................................... - более 93%

Габариты макета ИБП  ШхВхГ, мм............................................................................. - 240х240х270

 

 Модуль шины бесперебойного питания МШБП-Я9. Модуль шины бесперебойного питания МШБП-Я мощностью 2,5 кВт при питании от двух фидеров постоянного напряжения 175 – 360 В с гальванической развязкой

Источник бесперебойного электропитания (ИБП) предназначен для подключения (отключения) напряжения основной (РС) или резервной (РС) сети постоянного тока к  шине (от шины) бесперебойного питания потребителей постоянным током (ШБП).

Функциональная схема модуля ИБП, приведенная на рис. 14, содержит:

2 идентичных ключевых преобразователей напряжения ШБП основной (КПН ОС) и резервной (КПН РС) сети, которые предназначены для преобразования входного постоянного напряжения изменяющегося в пределах от 175 до 350 В в стабилизированное напряжение 290 В, и состоящие из входного ёмкостного фильтра, сдвоенного мостового однотактного преобразователя, выходного трансформаторно-выпрямительного узла и схемы управления;

 блок контроля и сигнализации, который предназначен для контроля напряжения ОС, РС и ШБП; управления включение/отключением КПН ОС и  КПН РС в соответствии с алгоритмом определенном в ТЗ, а так же индикации работы ИБП.

При проектировании ИБП были учтены требования защиты разрабатываемого устройства от ИКП. В разработанном модуле используется пассивное подавление ИКП с помощью дросселей и варисторов, позволяющее увеличить время нарастания напряжения на входе преобразователя, и быстродействующий канал выключения преобразователя при достижении напряжением питания уровня безопасного для его силовых приборов порядка 400 В.

Конструктивно макет выполнен виде модуля с размерами (ВхШхГ) 345х250х180 мм. При проведении разработки макета был использован пакет трехмерного проектирования Компас v.10. Разработка конструкции блока проводилась одновременно с проработкой печатных плат, что позволило обеспечить необходимую плотность компоновки блока.

Конструктивный макет модуля (рис. 15) имеет следующие  параметры:

Входное напряжение фидера основной сети (ОС)..................................... - постоянное 175-350В

Входное напряжение фидера резервной сети (РС)..................................... - постоянное 175-350В

Выходное напряжение ............................................................................................................. - 290 В

Номинальный выходной ток.................................................................................................... - 8,6 А

Максимальная выходная мощность...................................................................................... - 2,5 кВт

Суммарная мощность потерь в блоке ...................................................................... - не более180Вт

Нестабильность выходного напряжения ................................................................ - не более  0,5%

Допустимое время провалов входного напряжения до 0 ................................... - не более 50мсек

Выходное напряжение при переключении фидеров ............................................. - не менее 270В

Максимальное значение тока при включении модуля............................................. - не более 17А

КПД..................................................................................................................................... - более 93%

Габариты макета ИБП  ШхВхГ, мм............................................................................. - 345х250х180

10. Программа моделирования электрических цепей FASTMEAN (http://fastmean.ru)

На кафедре ТЭЦ СПбГУТ разработана универсальная компьютерная программа анализа электрических цепей и электронных устройств FASTMEAN (на данный момент сделана пятая версия). Программа имеет развитую справочную систему, удобный сервис, широкий набор элементов и моделей современной схемотехники. Программа оснащена эффективными вычислительными алгоритмами, обеспечивающими высокую точность и скорость расчета сложных схем во временной и частотной областях.

В программу включен символьный анализ, разработанный совместно со специалистами Ульяновского ГТУ, который позволяет получать аналитические выражения токов и напряжений в p-области (изображения по Лапласу) для линейных моделей сложных усилителей, преобразовательных устройств и систем управления.

Наиболее сильной стороной программы является анализ во временной области. По скорости и точности расчета переходных процессов в линейных цепях, например в высокодобротных колебательных системах, длинных линиях, данная программа существенно превосходит аналоги.

При анализе нелинейных импульсных систем скорость расчета в FASTMEAN соизмерима со скоростью лучших специализированных программ и в несколько раз выше скорости расчета в программах общего назначения. При этом точность выше. Это достигается за счет использования новых матричных алгоритмов расчета цепей, разработанных авторами – проф. Артымом А.Д., проф. Филиным В.А. и к.т.н. Смирновым В.С.

Программа широко используется в учебном процессе и в НИР СПбГУТ на кафедрах теории электрических цепей, схемотехники электронных устройств, силовой электроники.

Автоматизированный измеритель частотных характеристик импульсных устройств11. Автоматизированный измеритель частотных характеристик импульсных устройств

При разработке высокоэффективных стабилизированных импульсных устройств и систем электропитания, усилителей класса D, электропривода и др. устройств, использующих отрицательную обратную связь (ООС), обязательным является измерение амплитудно- и фазочастотных характеристик петлевого усиления ООС. Экспериментальное измерение АЧХ и ФЧХ петлевого усиления цепи ООС позволит определить стабильность выходных характеристик систем и устройств с ООС, реальные запасы устойчивости по амплитуде и фазе с учетом паразитных связей и паразитных параметров в схеме. Для этих целей был разработан отечественный автоматизированный измеритель частотных характеристик устройств с ООС. Аналогичные программно-аппаратные комплексы имеются за рубежом. Однако их стоимость достигает 45 тыс. долларов США, что в пять раз превышает стоимость отечественных комплексов при одинаковых технических характеристиках.

Основные характеристики автоматизированного измерителя частотных характеристик:

диапазон измеряемых частот (при анализе сигналов, близких к гармоническим) 1 Гц -14 МГц;

диапазон измеряемых частот (при анализе сложных импульсных сигналов)..... 10 Гц – 1 МГц;

погрешность измерений АЧХ (предварительная оценка), не более, дБ.................................. 0,5;

погрешность измерений ФЧХ (предварительная оценка), не более, ........................................ 3;

выходное сопротивление, Ом....................................................................................................... 50;

минимальная амплитуда выходного напряжения генератора, мВ.............................................. 1;

максимальная амплитуда выходного напряжения генератора, В............................................. 12;

минимальный допустимый уровень входных сигналов на измеряемой частоте, мкВ........... 50;

максимальный допустимый уровень входных сигналов на измеряемой частоте, В.............. 40;

входное сопротивление, Мом.......................................................................................................... 1;

входная емкость, пФ....................................................................................................................... 30;

защита входов, В........................................................................................................................... 200;

земля входов.............................................................................................................................. общая;

требования к ПК....................................... класс Pentium и выше, ОС Windows 98/2000/XP/Vista

На базе представленного выше компьютерного измерителя частотных характеристик совместно с НИИВК им. Карцева сотрудниками лаборатории был разработан автоматизированный комплекс для измерения параметров импульсных и аналоговых устройств.

 

Входные модули для питания внутренней высоковольтной шины12. Входные модули для питания внутренней высоковольтной шины (шины бесперебойного питания с возможностью подключения накопительного конденсатора).

Данная работа в настоящее время находится в стадии окончания разработки. Ниже приведены результаты испытаний лабораторного макета входного модуля с выходной мощностью 500 Вт. Модуль состоит их входного корректора мощности и ключевого преобразователя. Разработанный модуль допускает параллельное включение по выходу с целью увеличения выходной мощности. В рамках работы проводились испытания трех параллельно включенных модулей на общую нагрузку. При разработке использовались комплектующие изделия только производства РФ и имеющие приемку Заказчика.

Совместно с СКТБ РТ (г. Великий Новгород) предполагается выпуск БИС на базе данной разработки.

Основные параметры входного модуля.

Входное напряжение..................................................................................................... - 220 В 50 Гц

Диапазон изменения входного напряжения -............................................................... - 184–242 В

Выходная мощность (одного модуля).................................................................................. - 500 Вт

Выходная мощность трех модулей..................................................................................... - 1500 Вт

Выходное напряжение ........................................................................................................... - 270 В

Частота переключения транзисторов................................................................................. - 250 кГц

Нестабильности выходного напряжения
при плавном изменении входного напряжения...................................................... - менее 0,01%

Нестабильности выходного напряжения
при плавном изменении выходного тока от IН до 0,1IН..................................................... Нестабильности выходного напряжения
при плавном изменении выходного тока от IН до 0..................................................... - менее 3%

Пульсации выходного напряжения от пика до пика UВХ = 184 В.............................. - менее 1 В

Пульсации выходного напряжения от пика до пика UВХ = 220 В........................... - менее 0,3 В

КПД................................................................................................................................... - более 92%

Переходные отклонения выходного напряжения
при скачкообразном изменении выходного тока от IН до 0,1IН............................ - менее  ±1,5%

Cos j при UВХ = 184–220 В, IН = 1,85 А................................................................................. - 0,999

-     Перераспределение выходных токов
между тремя модулями включенными параллельно по выходу ........................................ -
±4%

 



Кафедра теории электрических цепей и связи - Научная работа

Научная деятельность кафедры ТЭЦ

На кафедре ТЭЦ развиваются следующие направления исследований:

1. Развитие теории, принципов построения высокоэффективных импульсных стабилизированных источников электропитания и распределенных систем электропитания на их основе;

2. Разработка теории устойчивости высокочастотных импульсных источников электропитания с многократным преобразованием энергии и в распределенных системах электропитания;

3. Разработка теории и принципов построения систем дистанционного питания для устройств связи;

4. Развитие теории систем с периодически изменяющимися параметрами;

5. Синтез квазиоптимальных обратных связей для улучшения качества переходных процессов в ключевых генераторах с амплитудной, частотной и фазовой модуляцией генерируемых колебаний;

6. Развитие теории и методах построения энергетически эффективных линейных усилителей с дискретным переключением источника питания;

7. Разработка методов синтеза реактивных фильтров с минимальными массогабаритными характеристиками с использованием энергетических функций;

8. Исследование методов размагничивания газонефтепродуктов;

9. Создание малогабаритных установок для размагничивания газонефтепродуктопроводов;

10. Разработка программно-аппараратного для автоматизированного измерителя частотных характеристик нелинейных импульсных преобразователей  и систем электропитания, включающих цепи с распределенными параметрами.

11. Разработка унифицированного ряда преобразователей электрической энергии и источников бесперебойного электропитания двойного назначения в модульном исполнении.

 

Список научных трудов д.т.н., профессора Дмитрикова Владимира Федоровича

Cписок научных трудов к.т.н., доцента Красова Владимира Георгиевича