Кафедра Электротехника и электромеханика (ЭТЭМ)

О кафедре

История кафедры электротехники неразрывно связана с развитием высшего технического образования на Западном Урале. В 1953 г. при создании Молотовского горного института была организована кафедра горной электромеханики. По мере становления института кафедра разделилась на несколько новых кафедр.

Кафедра общей и горной электротехники была создана в 1955 г. Заведующим кафедрой был назначен молодой и энергичный кандидат технических наук Сергей Петрович Васильевский, который закончил аспирантуру при Ленинградском горном институте. Являясь участником обороны Ленинграда, обладая незаурядными организаторскими способностями, имея опыт работы в промышленности, он быстро завоевал авторитет и в Молотовском горном институте.

В период организации на кафедре было три преподавателя (канд. техн. наук, доцент С.П. Васильевский, доцент Н.М. Осокин и ассистент Н.Д. Мельникова) и три лаборанта (А.И. Борисова, М.И. Манохина и Г.К. Земсдорф). Лаборатории кафедры располагались в помещениях небольшого трехэтажного учебного корпуса (Комсомольский пр., 51). В ноябре 1956 г. ассистентом кафедры стал М.И. Кузнецов, а в 1957 г. на кафедру пришли канд. техн. наук, доцент М.Л. Динабург и ст. преподаватель Ю.И. Данилишин.

В 1958 г. Молотовский горный институт был переименован в Пермский горный институт, на базе которого в 1960 г. создан Пермский политехнический институт. В 1961 г. кафедра общей и горной электротехники была преобразована в кафедру общей электротехники и промышленной электроники. На кафедру пришла группа новых преподавателей: Р.К. Адиатуллин, В.А. Бажанова, Ф.К. Мустафин. В следующем году кафедра перебазировалась в только что построенный главный корпус института (Комсомольский пр., 29). Необходимо было срочно создавать новые учебные и научные лаборатории и разрабатывать методическое обеспечение учебного процесса.

Весной и летом 1962 г. под руководством зав. кафедрой С.П. Васильевского и зав. лабораториями А.С. Юрина были в кратчайший срок разработаны и изготовлены силами сотрудников кафедры универсальные учебные стенды для лаборатории электрических цепей и измерений. С 1 сентября 1962 г. в лаборатории электрических цепей начались учебные занятия. Новые универсальные стенды позволили проводить лабораторные работы фронтальным методом, что оказало существенное влияние на повышение уровня усвоения студентами изучаемого материала.

1962 год оказался переломным и в научной работе кафедры. В этом году при кафедре была открыта аспирантура под руководством зав. кафедрой С.П. Васильевского. Первыми аспирантами по научному направлению "Каскадные системы пуска асинхронных двигателей" были М.И. Кузнецов, А.Н. Коваленко, Н.В. Шулаков и Э.Г. Манн, которые впоследствии успешно защитили кандидатские диссертации.

В 1963 г. работы по созданию учебных лабораторий продолжались и к лету было закончено оборудование лаборатории электрических машин и центрального распределительного пункта электроснабжения кафедры. С вводом в строй лаборатории электрических машин нормализовался процесс обучения студентов. Одновременно кафедра пополнялась новыми преподавательскими кадрами. С кафедры автоматики и телемеханики пришел ст. преподаватель А.Д. Динкель. С его приходом начались научно-исследовательские работы по автоматизированному тиристорному электроприводу горных машин и установок. По этому научному направлению было подготовлено и защищено 10 кандидатских диссертаций: А.Д. Динкель, В.И. Петренко, М.Л. Сапунков, А.С. Юрин, Л.М. Ковалев, Б.В. Васильев, Р.К. Адиатуллин, Е.И. Медведев, А.П. Иванов, Г.К. Земсдорф.

В 1963 г. ст. преподаватель Ф.К. Мустафин первым в институте начал исследования линейных асинхронных двигателей. Это послужило началом формирования нового научного направления на кафедре "Линейные двигатели". Он разработал методику расчета этих машин и создал на их основе электропривод прокидки челнока металлоткацкого станка.

В 1964 г. коллективом преподавателей и сотрудников (Э.В. Любимов, Р.К. Адиатуллин, А.С. Юрин, М.Л. Сапунков) были разработаны и изготовлены универсальные стенды для лаборатории промышленной электроники. В то время лаборатория промэлектроники была признана одной из лучших электротехнических лабораторий Министерства высшего образования РСФСР.

В 1965 г. впервые на кафедре начали проводиться теоретические работы по исследованию переходных процессов с применением аналоговых вычислительных машин. Основателем математического моделирования стал аспирант Н.В. Шулаков, закончивший УПИ и направленный на работу в ППИ. И с этого времени вычислительная техника стала на кафедре основным инструментом при исследовании сложных электромеханических систем, которыми являются каскадные системы. Первыми на кафедру были приобретены малые аналоговые вычислительные машины типа МН-7 (2 шт.), а уже в 1967 г. комбинат "Кизел-уголь" передал на кафедру более мощную аналоговую вычислительную машину типа ЭМУ-10, которая позволила решать многие нелинейные задачи по электромагнитным и электромеханическим переходным процессам в каскадных системах пуска.

В 1967 г. на кафедру с электротехнического факультета пришел старший научный сотрудник Э.В. Любимов и под его руководством было основано еще одно научное направление "Идентификация и оптимизация динамических систем на ЭВМ".

По этому направлению защитили диссертации Э.В. Любимов, В.А. Иваницкий и А.И. Судаков, опубликовано более 160 статей (14 – за рубежом), получено 4 авторских свидетельства.

Второй этап оснащения кафедры цифровой вычислительной техникой начался с 1968 г. Были приобретены малые машины типа "Проминь", "Наири-2", "Мир-2", "Экран", СМ-1. Благодаря этому был сделан прорыв в теоретических исследованиях некоторых сложных задач в области линейных двигателей, каскадных электромеханических систем и оптимизации динамических систем.

Под научным руководством канд. техн. наук, доцента Н.В. Шулакова в 1972 г. начаты научно-исследовательские работы по разработке и исследованию двухмашинных агрегатов с каскадным пуском синхронных двигателей большой мощности. Впервые в нашей стране был внедрен двухмашинный агрегат на главном приводе прокатного стана Северского трубного завода. По этому направлению было защищено две кандидатские диссертации – аспирантами А.Т. Ключниковым и В.А. Трефиловым.

В 1973 г. успешно защитил докторскую диссертацию С.П. Васильевский, что явилось крупным достижением работы на кафедре по одному из основных научных направлений.

С 1970 г. исследования линейных асинхронных двигателей (ЛАД) продолжил аспирант Е.М. Огарков, который предложил новую расчетную модель продольного краевого эффекта и разработал соответствующий ей метод электромагнитного расчета двигателей. В 1974 г. он защитил кандидатскую диссертацию и стал научным руководителем работ по этому направлению.

Исследованиями в области линейных электрических машин занимались аспиранты В.В. Тиунов и П.Н. Цылев, которые исследовали влияние несимметрии фаз и режим динамического торможения ЛАД. Толщинные и поперечные эффекты ЛАД исследовались аспирантами В.А. Русовым и А.Д. Коротаевым. Особенности однофазных ЛАД исследовал аспирант С.Е. Колобов. Впоследствии все они успешно защитили кандидатские диссертации. Численные методы расчета электромагнитных переходных процессов ЛАД разрабатывались аспирантом Е.Ф. Беляевым. По результатам этих исследований он защитил кандидатскую диссертацию.

В результате всех выполненных исследований была разработана простая квазитрехмерная теория и созданы программы расчета на ЭВМ электромагнитного поля и характеристик ЛАД с учетом толщинного, поперечного и продольного эффектов. Разработанные методики использовались при расчетах асинхронных двигателей для системы высокоскоростного наземного пассажирского транспорта, разгонного устройства катапульты и линейных электроприводов различного назначения.

Всего по результатам выполненных работ защищено 9 кандидатских диссертаций, получено более 40 авторских свидетельств на изобретения, созданы образцы двигателей для прокидки челнока, привода центрифуги, стенда резонансных испытаний торсионов, различных заслонок, фиксаторов, отсекателей и т.п., специальных транспортных и технологических установок.

В 1978 г. в связи с уходом на пенсию С.П. Васильевский возвратился в родной Ленинград, оставив после себя своих учеников. К этому времени кафедра являлась одной из самых авторитетных кафедр института. С этого времени кафедру возглавлял Н.В. Шулаков.

В 1982 г. при содействии Н.В. Шулакова на кафедру был принят в аспирантуру Л.Г. Сидельников, который под руководством Е.М. Огаркова начал исследовать линейные шаговые двигатели. В этом же году начал работу над кандидатской диссертацией под руководством Н.В. Шулакова аспирант М.Е. Тюленев.

В 1983 г. зав. кафедрой Н.В. Шулаков успешно защитил докторскую диссертацию, а в 1988 г. опубликовал в издательстве Академии наук СССР монографию "Проблемы пуска сверхмощных синхронных машин", за которую был удостоен диплома и ΙΙΙ премии Государственного Комитета по народному образованию СССР за лучшую научную работу.

С 1985 г. д-р техн. наук, профессор Н.В. Шулаков возглавил новое приоритетное научное направление "Разработка безотходной технологии производства электрических машин малой мощности методом порошковой металлургии", по которому проводятся фундаментальные исследования. Научному коллективу в составе: канд. техн. наук, доцента Е.Ф. Беляева; канд. техн. наук, доцента А.С. Юрина; канд. техн. наук, доцента А.П. Вакутина за короткий период удалось впервые провести не только всесторонние теоретические исследования, но и впервые доказать практическую возможность создания электрических машин переменного тока малой мощности методами порошковой металлургии, а также создать теоретические основы для проектирования, разработать несколько типов двигателей, технические характеристики которых не уступают двигателям, изготовленным из электротехнической стали. По результатам исследований по данному направлению получено 10 авторских свидетельств и 1 патент, опубликовано более 10 статей в центральной печати. Канд. техн. наук, доцентом Е.Ф. Беляевым была завершена и защищена докторская диссертация. По разработанной технологии изготовлены и испытаны опытные партии электродвигателей, выпускаемых электротехническим заводом для сепараторов и вентиляторов. По этому научному направлению кафедра является ведущей не только в России, но и за рубежом.

Исследования по научному направлению "Идентификация, алгоритмизация и оптимизация динамических систем" ведутся по госбюджету и договорам с предприятиями. В 1980-90 гг. работы были включены в координационные планы Минвуза РСФСР и Минэлектротехпрома СССР. Результаты исследований внедрены на Березниковском титаномагниевом комбинате, Лысьвенском турбогенераторном заводе и ПО "Уралэлектротяжмаш". Разработанные методы, алгоритмы и программное обеспечение по идентификации динамических объектов, синтезу программного и квазиоптимального управления использованы при решении задач на пилотных испытательных установках и внедрены в автоматизированных системах испытаний электрических машин.

1990 г. – это третий этап оснащения кафедры вычислительной техникой. В этом году были приобретены на кафедру современные персональные компьютеры типа IBM (4 штуки). Два из них переданы заводами, для которых проводились научно-исследовательские работы.

Сегодня ученые и аспиранты кафедры с помощью современной вычислительной техники решают сложные задачи электромеханики и проводят исследования на самом высоком научном уровне. Более 80% профессоров и преподавателей кафедры в совершенстве владеют вопросами программирования при научных исследованиях и применяют знания в учебном процессе. Кафедра одна из первых невыпускающих кафедр института начала применять в работе вычислительную технику и является базовой в этой области.

В 1985 г. на кафедре начали читать новые курсы "Теоретические основы электротехники" и "Электрические машины" для студентов специальности "Горная электромеханика". Освоение этих курсов было поручено канд. техн. наук, доценту Л.Г. Сидельникову. С 1991 г. проводятся эти курсы и у студентов специальности "Электрификация и автоматизация горных предприятий". В 1990 г. на ряде специальностей курс электротехники и основ электроники был дополнен разделом "Микропроцессорная техника".

При подготовке к обучению студентов по новым разделам и курсам была проделана большая методическая работа и проведена значительная модернизация учебных лабораторий. В лаборатории электрических цепей были установлены современные осциллографы и разработано дополнительно шесть лабораторных работ по второй части ТОЭ. В лаборатории промышленной электроники были дополнительно размещены стенды, позволяющие проводить 12 работ по микропроцессорной технике. Несколько новых работ было разработано и в лаборатории электрических машин.

Увеличение числа читаемых курсов привело к необходимости изменения названия кафедры. Поскольку названия всех курсов невозможно было отразить в названии кафедры, поэтому в 1992 г. кафедра была переименована в кафедру электротехники.

В настоящее время лаборатории кафедры оснащены современным оборудованием. В учебном процессе и в научных исследованиях широко используются персональные компьютеры. Преподавателями разработаны методические руководства по всем разделам курса (электрические цепи, электрические машины, электроника и микропроцессорная техника), в том числе с применением вычислительной техники.

Научно-исследовательская работа ведется по нескольким научным направлениям: разработка двухмашинных агрегатов с каскадным пуском синхронных двигателей большой мощности (научный руководитель д-р техн. наук, профессор Н.В. Шулаков); разработка безотходной технологии производства электрических машин малой мощности методом порошковой металлургии (научный руководитель д-р техн. наук, профессор Н.В. Шулаков); разработка линейных асинхронных двигателей различного назначения (научные руководители: канд. техн. наук, профессор Е.М. Огарков, канд. техн. наук, профессор В.В. Тиунов, канд. техн. наук, профессор П.Н. Цылев); идентификация и оптимизация динамических систем на ЭВМ (научный руководитель канд. техн. наук, профессор Э.В. Любимов); энергосбережение и энергоаудит промышленных предприятий (научный руководитель канд. техн. наук, профессор Э.В. Любимов); создание преобразователей частоты для ручного электроинструмента (научный руководитель канд. техн. наук, доцент А.Т. Ключников).

В 1992 г. Пермский политехнический институт получил статус технического университета и стал называться Пермский государственный технический университет (ПГТУ). Университет перешел на двухуровневую подготовку специалистов (бакалавр – 4 года и магистр – 2 года). Переход на многоуровневую подготовку специалистов требует кардинального изменения изучения курса "Электротехника" с переориентацией на практическую направленность и углубленный анализ электрических и магнитных явлений в технических устройствах, применяемых в различных отраслях народного хозяйства с широким внедрением вычислительной техники. Профессорско-преподавательский коллектив кафедры приступил к разработке новых учебных программ, лекционных курсов, лабораторных работ и методических материалов, ориентированных на широкое использование вычислительной техники.
Большой вклад в развитие учебно-методической, научно-исследовательской деятельности, а также материально-технической базы кафедры внесли ветераны кафедры: зав. кафедрой, д-р техн. наук, профессор Н.В. Шулаков; д-р техн. наук, профессор Е.Ф. Беляев; канд. техн. наук, доцент Ф.К. Мустафин; канд. техн. наук, доцент Г.К. Земсдорф; канд. техн. наук, доцент А.С. Юрин; канд. техн. наук, профессор Э.В. Любимов; канд. техн. наук, профессор Е.М. Огарков; канд. техн. наук, доцент В.В. Тиунов; канд. техн. наук, профессор П.Н. Цылев и другие.

В 1962-1964 гг. на кафедре были созданы качественно новые учебные лаборатории (электрических машин, электрических цепей и измерений и промышленной электроники), позволяющие выполнять лабораторные работы фронтальным методом, увеличить число, объем и содержание лабораторных работ. Лаборатория промышленной электроники в то время была одной из лучших лабораторий высших учебных заведений России. Однако в настоящее время учебные лаборатории кафедры и в материальном, и в моральном плане значительно устарели и, конечно, требуют переоснащения. По инициативе и благодаря большим усилиям заведующего кафедрой ЭТиЭМ д-ра техн. наук, профессора Н.В. Шулакова было принято решение о кардинальной модернизации лаборатории промышленной электроники, и в 2004 г. при финансовой поддержке ректора ПГТУ, д-ра техн. наук, профессора В.Ю. Петрова лаборатория была полностью переоснащена новыми универсальными стендами с компьютерным управлением, позволяющими выполнять лабораторные работы по электронике, ТОЭ и электротехнике. Сегодня это одна из самых современных лабораторий в университете как по оснащению, так и по содержанию.

В созданной вновь в 1996 г. на кафедре ЭТиЭМ лаборатории САПР электрических машин (компьютерный класс на 15 рабочих мест) выполняется дипломное и курсовое проектирование трансформаторов, асинхронных двигателей, синхронных машин и машин постоянного тока, а также лабораторные работы по дисциплинам: "Математическое моделирование электромеханических преобразователей энергии", "Электромагнитные расчеты в электрических машинах", "Компьютерные технологии в электромеханике", "Современные проблемы электромеханики".

Лаборатория САПР электрических машин была создана при финансовой помощи предприятий и организаций, сотрудничающих с кафедрой электротехники: ОАО "Привод" (генеральный директор В.С. Тетюев), Пермская приборостроительная компания (генеральный директор А.Г. Андреев), Пермский электротехнический завод (председатель совета директоров И.В. Пастухов), Пермские городские электрические сети (директор В.К. Федосеев).

Особо следует отметить большую работу канд. техн. наук, доцента А.Т. Ключникова по созданию новой учебной лаборатории "Микромашины автоматических устройств с компьютерным управлением".
Наряду с текущей учебной работой кафедры по инициативе зав. кафедрой Н.В. Шулакова и поддержке руководителей предприятий: ОАО "Привод" (г. Лысьва), Пермского электротехнического завода, Пермской приборостроительной компании, АО «ОДК-СТАР», Пермского электроремонтного завода и др. коллективом кафедры была проделана большая организационная и методическая работа по переводу кафедры из общетехнической в выпускающую.

Этот процесс можно разделить на два этапа. Первый этап – открытие в 1995 г. специализации по электрическим машинам. В 1999 г. состоялся первый выпуск 7 инженеров. Второй этап – в 1999 г. открыта специальность 180100 "Электромеханика". Кафедра была переименована в кафедру "Электротехника и электромеханика" (ЭТиЭМ) и приобрела статус выпускающей. Началась жизнь кафедры в новых измерениях, с решением более масштабных задач по подготовке специалистов электромехаников.

Инженер-электромеханик, по определению корифея электромеханики, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, д-ра техн. наук, профессора, зав. кафедрой электрических машин УПИ (УГТУ) в течение 56 лет, родоначальника электромеханики на Урале Н.С. Сиунова, – это универсальный специалист. Он должен глубоко разбираться в марках спецсталей, поэтому должен быть металлургом; должен владеть технологией изготовления современных изоляционных материалов, то есть быть химиком; поскольку электрические машины работают на основе использования магнитных полей, то он должен быть физиком. Далее Н.С. Сиунов утверждал, что инженер должен спроектировать электрическую машину, то есть быть проектантом и конструктором. Разработка конструкций требует знаний в области технологии машиностроения, поэтому электромеханик – это технолог. Он должен глубоко владеть современным математическим аппаратом и вычислительной техникой. Эти знания дают на многочисленных кафедрах и в первую очередь на выпускающей – кафедре ЭТиЭМ.

В 2000 г. состоялся первый набор 30 студентов на эту специальность. Профессорско-преподавательский коллектив кафедры согласно разработанному учебному плану ведет сегодня подготовку по 12 специальным дисциплинам. В юбилейном году состоится первый выпуск инженеров по специальности "Электромеханика". Председателем ГАК назначен первый выпускник кафедры 1999 г., ныне главный инженер Пермской электромеханической компании С.В. Софронов.

Сегодня кафедра ЭТиЭМ – это высококвалифицированный научный коллектив (6 профессоров, 9 доцентов и один старший преподаватель), успешно внедряющий достижения науки в учебный и производственный процессы.  

С 01 сентября 2012 года заведующим кафедрой назначен к.т.н., доцент Кавалеров Борис Владимирович.

Нашли ошибку на сайте? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl + Enter.