История кафедры

Кафедра электротехнологической и преобразовательной техники (ЭТПТ) образовалась в результате объединения кафедры электротермических установок (ЭТУ) и кафедры источников питания электрофизических и электросварочных установок (ИПЭФУ) в 1982 г.

ИПЭФУ

В 1919 г. профессором А.А.Смуровым была создана кафедра техники высоких напряжений (ТВН).

А.А.Смуров начал свою деятельность как автор ряда разработок в области электрифицированного транспорта, затем его интересы сосредоточились на техники высоких напряжений. Лаборатория ТВН в ЛЭТИ была создана А.А.Смуровым, а помещение высоковольтной лаборатории было организовано путем перекрытия внутреннего двора института. Лаборатория, оборудованная уникальным установками, оказала громадное влияние на развитие советской энергетики, формирование норм проектирования линий электропередач. Кафедра ТВН и лаборатория, носящая сейчас имя А.А.Смурова, стали базой для развития научных направлений, связанных с электрофизикой и схемами источников питания импульсного и непрерывного действия. Крупнейшей заслугой А.А.Смурова является объяснение механизма электрического пробоя в газах, жидкостях и твердых диэлектриках, позволившее усовершенствовать конструкции электрических аппаратов и повысить их надежность.

Учениками А.А.Смурова были профессора К.С.Архангельский, Г.Г.Третьяк, Л.Е. Машкиллейсон, имеющие большие заслуги в деле создания мощных линий электропередач.

В 1935-37 гг. А.А.Смуров привлекает в свою лабораторию таких ученых как А.А.Горев, А.А.Вульф, Н.Н.Щедрин, А.М.Залесский и совместно с ними решает вопросы релейной защиты и устойчивости параллельной работы синхронных генераторов. В лаборатории стали работать будущие доктора наук Н.П.Богородицкий, В.И.Иванов, Ю.Я.Юров, В.В.Пасынков. Их труды, начатые в лаборатории А.А.Смурова, легли в основу многих интересных работ и направлений в институте. К сожалению, ранняя кончина А.А.Смурова лишила кафедру и лабораторию талантливого руководителя.

В послевоенные годы под руководством заведующего кафедрой профессора В.И.Иванова в лаборатории им. А.А.Смурова сосредотачиваются работы в области создания мощных импульсных генераторов, релейной защиты энергосистем. С этого времени кафедра называется: «Установки промышленной электроники» (УПЭ).

В 1965 г. Минвуз СССР определил специальность "Промэлектроника", как специальность, относящуюся к электронной технике. Были планы перевести на ФЭТ и кафедру УПЭ с высоковольтным залом. Все это привело бы к полной потери электротехнической сущности этой специальности и кафедры и превращении ее в приборно-электронную кафедру, каких много в городе. Поэтому на факультете было принято решение сохранить кафедру УПЭ в своем составе, как кафедру имеющую очень крепкие традиции в импульсной технике (доцент Гоголицын Лев Зосимович), высоковольтной технике (доцент Машек Чеслав Максимилианович) и источников питания (Бенедиктов Геннадий Леонидович, Петров Юрий Александрович, Балабух Александр Иванович). Эти традиции уходят к временам знаменитой высоковольтной школы профессора А.А. Смурова.

 

Кафедра УПЭ - Булгаков К.В., Петров Ю.А., Машек Ч.М., Бенедиктов Г.Л.,
Гоголицын Л.З., Балабух А.И. (слева - направо)

 

Кафедрой УПЭ до 1970 г. руководил профессор Булгаков Константин Васильевич.

В 1970 г. кафедра преобразуется в кафедру "Источники питания электросварочных и физических установок" (ИПЭФУ), возглавляет ее профессор А.С.Васильев. На кафедре были развернуты крупные работы в области источников питания установок различных электротехнологических процессов, в первую очередь связанных со сваркой на постоянном и переменном токе, созданием мощных электронно-лучевых систем и первых технологических лазеров большой мощности.

В эти же годы за счет Минэлектротехпрома СССР был реконструирован высоковольтный зал и начались работы в области создания источников питания для лазерной и электронно-лучевой техники. Их возглавил будущий профессор Виктор Михайлович Опре. Конец семидесятых и восьмидесятые годы являются годами наибольшего успеха кафедры и отраслевой лаборатории ВЧЭТ. Объем работ кафедры и ОЛ ВЧЭТ превышает 2-3 млн. в год, а учитывая значение этих работ, Минэлектротехпром СССР финансирует ЛЭТИ для строительства новых корпусов.

Известны работы кафедры в области математического моделирования электросварочных процессов и создания источников питания с инверторами. В работах по источникам питания для сварочных процессов принял активное участие доцент Ю.А.Петров. Следует остановиться и на работах доцента Виталия Петровича Стрельникова, который разработал оригинальную концепцию построения систем автоматического регулирования сварочными процессами.

В научно-исследовательской работе кафедры активно участвовали студенты старших курсов, работы многих из них отмечены наградами на смотрах различного ранга.

ЭТУ

В 1935 г. в ЛЭТИ профессором В.П.Вологдиным была организована лаборатория Высокочастотной электротехники и ионных приборов. Вскоре она получила известность как научный центр, создавший метод поверхностной закалки при индукционном нагреве и разрабатывающий широкий круг вопросов высокочастотной электротермии. Важная роль в этих работах принадлежала прежним сотрудникам В.П.Вологдина по Центральной радиолаборатории, перешедшими вместе с ним в ЛЭТИ - к.т.н. А.А.Фогелю, инженерам И.И.Контору, М.М.Вербицкому, В.Ф.Горюнову, а также пришедшим позже к.ф-м.н. Г.А.Разоренову, А.Е.Слухоцкому.

Внедрение новых методов в промышленность потребовало подготовки специалистов. Начиная с 1937 г. несколько студентов ежегодно выполняли дипломные проекты, посвященные установкам индукционного нагрева. В числе их были Вс.В.Вологдин, в дальнейшем доцент кафедры ЭТУ и К.З.Шепеляковский, позднее возглавивший коллектив высокочастотников ЗИЛа.

В 1940 г. на V курсе электроэнергетического факультета была создана специализация "Автоматизация электротермических установок", которую окончили 8 студентов, что и следует считать началом планомерной учебной работы. 6 человек из этого выпуска стали известными специалистами в области высокочастотной электротермии, в том числе двое директорами отраслевых институтов - В.Н.Богданов (ВНИИЭСО) и Вл.В.Вологдин (ВНИИТВЧ).

Великая Отечественная война прервала подготовку специалистов. Лаборатория В.П.Вологдина была эвакуирована в Челябинск, где ее работы на танковых заводах Урала привели к внедрению технологии индукционного нагрева для нужд обороны страны. За эти работы В.П.Вологдин был удостоен Государственной премии СССР, а ряд сотрудников был награжден орденами и медалями. Будущий профессор кафедры А.Е.Слухоцкий был удостоен ордена Красной Звезды.

В 1946 г. было принято Постановление Совета Министров СССР об организации самостоятельного научно-исследовательского института (ВНИИТВЧ), который теперь носит имя В.П.Вологдина, и лаборатория со всем оборудованием переезжает в бывший Шуваловский дворец, а в ЛЭТИ открывается кафедра "Высокочастотная техника". Член-корреспондент АН СССР, профессор, В.П.Вологдин возглавлял ее до своей кончины в 1953 г.

В 1949 г. В.П.Вологдин первым был награжден Золотой медалью им.А.С.Попова, а в 1953 г. вторично удостоен Государственной премии СССР за создание кузницы с индукционным нагревом.

С 1953 г. по октябрь 1982 г. коллективом кафедры руководил профессор А.Е.Слухоцкий. В 1954 г. кафедра получила название "Электротермические установки" (ЭТУ), сохранив направленность по высокочастотной электротермии. Кафедра развернула работу в области теории индукционного нагрева, исследования и разработки новых источников питания - статических преобразователей частоты. Сотрудниками кафедры опубликовано большое количество печатных трудов, среди которых ряд монографий и пособий для студентов.

В 1963 г. на кафедре начинаются интенсивные работы по выращиванию кристаллов оксидов в индукторах - тиглях, которые привели Ю.Б.Петрова сначала к получению степени к.т.н., а затем д.т.н. Это направление оказалось столь эффективным, что впоследствии захватило такие новые научные направления как захоронение радиоактивных отходов, так и ряд экологических направлений. Большим событием в жизни кафедры явилась организация при ней в 1965 г. Отраслевой лаборатории высокочастотной электротехники (ОЛ ВЧЭТ), включившей в свою тематику помимо традиционных, также работы по сварке, плавке оксидов в холодных тиглях, плазменной и лазерной технике. Наиболее крупной внедренной работой ОЛ ВЧЭТ является инверторная подстанция мощностью 11 МВт, частотой 1000 Гц для питания кузнечных индукционных нагревателей на Псковском заводе зубчатых колес (1976 г.).

В связи с возросшими запросами промышленности в 1966 г. прием на специальность был увеличен с одной до трех групп (75 человек).

В 1970 г. в рамках специальности ЭТУ была открыта специализация "Электросварочные установки", переданная (25 человек) на новую кафедру "Источники питания электросварочных и физических установок", которую возглавил выпускник кафедры ЭТУ профессор А.С.Васильев.

В 1980 г. в рамках специальности ЭТУ была открыта новая специализация "Плазменные и лучевые установки".

Даты жизни заведующих кафедрой:

Вологдин Валентин Петрович (22.03.1881 – 23.04.1953)

Слухоцкий Александр Евгеньевич (29.01.1912 – 13.01.1991)

Васильев Александр Сергеевич (06.12.1926 – 07.09.2010)

ЭТПТ

После объединения в 1982 г. кафедр ЭТУ и ИПЭФУ объединенную кафедру Электротехнологической и преобразовательной техники (ЭТПТ) возглавил профессор А.С.Васильев.

Кафедра выпускала инженеров по специальности - автоматизированные электротехнологические установки и системы (АЭТУС) по трем специализациям - электротермические установки, электросварочные установки, лазерные и плазменные установки. Начиная с 1995 года, открыта новая специализация - электротехнологические установки защиты окружающей среды.

За это время на кафедре сформировалась ведущая научно-педагогическая школа "Высокочастотная электротермия" под руководством Заслуженного деятеля науки и техники РФ профессора Васильева А.С.

В 1993 г. была образована Российская Академия Электротехнических наук и в 1994 г. Международная Академия Электротехнических наук. Профессор А.С.Васильев являлся членом президиумов этих академий и руководителем отделения "Электротехнология".

Большими достижениями кафедры явился выигрыш гранта Европейского Сообщества по Программе TEMPUS/TACIS в 1995 г. Основными партнерами по реализации Проекта № T_JEP-10021-95 “Экономика в электроэнергетике и энергосбережение посредством рационального использования электротехнологий” и других проектов являлись дружественные кафедре партнеры - Падуанский Университет (Италия) в лице Директора Департамента Электротехники (Dipartimento di Ingegneria Elettrica) профессора Lupi Sergio и Ганноверский Университет (ФРГ) в лице Директора Института Электронагрева (Institut für Elektrowärme) профессора Mühlbauer Alfred. Профессора Lupi Sergio и Mühlbauer Alfred стали первыми Почетными профессорами ЛЭТИ. В рамках проекта на кафедру было закуплено большое количество современного оборудования, которое позволило существенно повысить уровень подготовки специалистов.

Помимо основных научных направлений на кафедре начинаются работы по разработке методик проведения энергоаудитов различных предприятий и повышения энергоэффективности электротехнологических процессов. Проведенные энергоаудиты крупнейших металлургических, машиностроительных, электроэнергетических компаний позволили, в некоторых случаях добиться снижения электропотребления на 20-40%. Ведутся научные исследования на стыке научных направлений; в частности, по внедрению информационных технологий в процессы управления электроэнергетикой. Большой вклад в подготовку инженеров и развитие научных работ на кафедре внесли выдающиеся ученые и специалисты - доцент Павлов Николай Александрович, доцент Гуревич Сергей Григорьевич, доцент Комракова Галина Даниловна, доцент Дорофеев Геннадий Иванович, доцент Овчаренко Александр Евгеньевич, доцент Полеводов Борис Сергеевич, доцент Каргальцев Андрей Михайлович, доцент Скворцов Юрий Александрович, инженер Щагин Анатолий Николаевич.

К сожалению, из-за прекращения финансирования Минэлектротехпромом СССР в 1991 г. ОЛ ВЧЭТ прекратила свое существование.

За время существования в ЛЭТИ подготовки в области электротермии с 1946 г. кафедрой ЭТПТ (ЭТУ, ИПЭФУ) выпущено более 1500 специалистов. Подготовлено значительное число специалистов для зарубежных стран.

Аспирантуру кафедры ЭТПТ успешно окончили более 125 человек. Большое внимание на кафедре уделялось подготовке кадров высшей квалификации для периферийных ВУЗов: Мордовский госуниверситет, Чувашский госуниверситет, Иркутский политехнический институт, Саратовский политехнический институт, Хабаровский политехнический институт и др. Восемь преподавателей кафедры ЭТПТ – А.Е.Слухоцкий, А.С.Васильев, Ю.Б.Петров, В.М.Опре, Ю.И.Блинов, П.А.Кошелев, В.Д.Гончаров, В.Б.Демидович, С.В.Дзлиев в разное время защитили докторские диссертации.

В конце 70-х, начале 80-х годов на кафедре работал выдающийся архитектор Лансаре А.Н., который разработал эскизный проект реконструкции высоковольтного зала – лаборатория Смурова А.А.

эскиз Лансаре

К сожалению, из-за финансовых трудностей проект так и не был реализован. Лансаре Алексей Николаевич - окончил архитектурный факультет АХ в Ленинграде с дипломом архитектора-художника (1941). Работал в институтах «Ленпроект», «Гидропроект»; участвовал в строительстве 20 ГЭС, многих посёлков и зданий.

Кафедру отличали широкие связи с выдающимися специалистами науки и техники СССР - Каганов Израиль Львович – российский ученый, специалист в области промышленной электроники, профессор (1940) (Основные труды по преобразовательной технике. Ленинская премия (1962)) и Богрый Владимир Самойлович - «отец» аналогового моделирования вентильных преобразователей, разрабатывал бортовые источники питания для подводных лодок ВМФ СССР, являлись учителями ряда сотрудников кафедры. Ботвинник Михаил Моисеевич - Гроссмейстер СССР (1935), международный гроссмейстер (1950) и арбитр по шахматной композиции (1956); заслуженный мастер спорта СССР (1945) работал на кафедре УПЭ в конце 40-х годов.

В 1997 г. кафедру ЭТПТ возглавил профессор Блинов Ю.И.

За последние 20 лет область интересов кафедры находилась в диапазонах мощностей – 5 кВт ÷ 11 МВт, частот – 1 кГц ÷ 27 МГц (индукционный и диэлектрический нагревы), напряжений – 220 ÷ 10000 В, токов – 5 ÷ 10000А

В эти же годы сотрудники кафедры принимали участие в следующих научно-исследовательских работах:

  • нагрев слябов под штамповку
  • технология и оборудование для очистки и восстановления нефтяных скважин
  • подогрев колёс гидротурбин перед сваркой на «Ленинградском Металлическом заводе»
  • индукционная тигельная печь для переработки алюминиевой стружки и алюминиевых банок с нанесенным лакокрасочным покрытием. (вес загрузки 320 кг, производительность установки 20 кг/час, мощность установки 250 кВт, частота – 2.4 кГц.
  • запуск индукционной печи с холодным тиглем, питающейся от транзисторного источника питания, в Ганноверском университете
  • получение базальтовых матов для строительных работ
  • индукционная плавка оксидов и стекол в холодных тиглях
  • остекловывание высокоактивных радиоактивных отходов
  • физическое моделирование условий тяжелых аварий ядерных реакторов с участием расплава активной зоны
  • технология непрерывно-последовательной кристаллизации расплава кремния в блок мультикристаллической структуры в индукционной печи с холодным тиглем
  • установка для комбинированной сушки роувингов стекловолокна (диэлектрический нагрев). Нагрев осуществляется с использованием высокочастотного генератора  (частота - 13.56 МГц., мощность – 60 кВт.)  и турбовихревого нагревателя ( мощность – 50 кВт). Время технологического процесса сокращается в 3 раза. Исходное время сушки – 24 часа. Полученное время сушки – 8 часов
  • импульсный источник питания технологического лазера
  • энергоаудиты различных муниципальных, федеральных, частных предприятий, включая  измерение параметров потребления электрической энергии, тепловизионные обследований зданий и заграждающих конструкций
  • исследование на пожарную безопасность распределительных электрощитов
  • внедрение энергосберегающих и светодиодных ламп и их негативное воздействие на сеть частоты 50 Гц
  • импульсная электродинамическая сепарация немагнитных металлов
  • технология импульсной ВЧ сварки малогабаритных изделий по отбортованным кромкам
  • получение медицинской керамики в индукционных печах с регулируемой атмосферой
  • нагрев титановых заготовок для получения разнообразных медицинских инструментов (зажимы, дугообразные ножницы и т.д.) с последующей гибкой
  • сушка древесины в том числе твердых пород (дуб, бук, квебрахо, альгарробо)
  • высокочастотная сушка, предпосевная обработка и дезинсекция семенного фонда
  • источник питания для плавки металлов для ювелирной промышленности
  • индукционная установка для газофазной эпитаксии карбида кремния
  • получение из оксидов субмикронных порошковых смесей типа Al2O3 – TiN, TiN – TiB2, TiC – TiB2, SiC – TiB2 – B4C для металлокерамики
  • получение лейкосапфиров (монокристалл оксида алюминия) для применения в оптике и в качестве подложек современных микросхем и светодиодов
  • получение фианитов – монокристаллы на основе ZrO2-YO для применения в оптике и в качестве ювелирных изделий как заменитель природных алмазов
  • универсальная индукционная установка для закалки 7 типоразмеров шестерней автомобиля КАМАЗ
  • 10-ти МВт установка с индукционным нагревом ленты в поперечном магнитном поле  (скорость ленты – до 150 м/мин, толщина ленты –  2…5 мм, ширина ленты –  1.1 … 1.5 м, производительность – 0.4 Мт/год, нагрев до 1000°C

В этот же период кафедра реализовала следующие проекты Европейского сообщества по учебной программе TEMPUS/TACIS:

CP_20021-98 «Распространение знаний в области современных энергосберегающих электротехнологий» 1998-2001гг. (партнеры – Падуанский (Италия) и Ганноверский (Германия) университеты, Самарский и Новосибирский технические университеты), NP_22135-2001, «Tempus Энергетическая сеть для Центральной Азии» 2002-2004 (15 партнеров из России, Греции, Германии, Италии, Узбекистана, Киргизии, Казахстана), 511086-TEMPUS-1-2010-1-DE-TEMPUS-JPCR «Обучение аспирантов энергоэффективным электротехнологиям в российских университетах» 2010-2013 (партнеры – Падуанский (Италия), Ганноверский (Германия), Латвийский, Силезский (Польша) университеты, Самарский, Новосибирский технические университеты и Сибирский Федеральный (г.Красноярск) университет).