сайт факультета
Новосибирский Государственный Технический Университет
Факультет мехатроники и автоматизации (ФМА)
Портал НГТУ
Все факультеты
Электромеханика и мехатроника
Руководители:
Шевченко А.Ф., д.т.н., профессор


Описание


Исследования проводятся на базе

Кафедры Электромеханики

Инжинирингово Центра "Энергоэффективная электромеханика и мехатроника" 

 

Ведущие специалисты по направлению

д.т.н., профессор Шевченко А.Ф.

д.т.н., профессор Темлякова З.С.

к.т.н., доцент Приступ А.Г.

к.т.н., доцент Куликов В.П.

к.т.н., доцент Шаншуров Г.А.

к.т.н., доцент Шевченко Л.Г.

к.т.н. Честюнина Т.В.

к.т.н. Вяльцев Г.Б.

к.т.н. Топорков Д.М.


Описание научного направления

Электромеханика – раздел электротехники, в котором рассматриваются общие принципы электромеханического преобразования энергии и их практическое применение для проектирования и эксплуатации электромеханических устройств.

     В рамках данного научного направления проводится дальнейшее развитие вопросов теории электромеханики, проектирования и технологии изготовления электромеханических устройств, а именно - энергоэффективных электромеханических преобразователей энергии с нетрадиционными обмоточными структурами и постоянными магнитами, а также создание задела для проведение ОКР и организации на его основе серийного производства ряда энергоэффективных управляемых магнитоэлектрических электродвигателей нового поколения для автомобильной промышленности,  транспорта и общепромышленного назначения с использованием современных западных технологий. Применение такого двигателя позволяет обеспечить за счет конструктивных особенностей обмотки статора уменьшение габаритов и повышение технико-экономических показателей самого двигателя и, соответственно, электропривода в целом. Оптимизация технико-экономических показателей высокомоментного магнитоэлектрического двигателя требует проведения научных и экспериментальных исследований с целью разработки методик расчета и оценки полученных результатов с учетом конкретных требований к электроприводам применяемым в таких областях, как автомобилестроение, транспорт и общепромышленное применение.

Предлагаемые для разработки двигатели по сравнению с аналогами – асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором серии АИ, имеют приблизительно в два раза меньшую материалоёмкость и в два раза меньше потерь энергии. И не смотря на то, что в этих электродвигателях добавляются постоянные магниты, суммарная стоимость их материалов оказывается меньше, чем у асинхронных двигателей.

Полученные результаты позволят обеспечить конкурентоспособность на мировом рынке по альтернативным технологиям (электромеханический усилитель руля, управляемые магнитоэлектрические генераторы), а также технологическое лидерство на мировом рынке по некоторым продуктам (серия управляемых магнитоэлектрических двигателей общепромышленного назначения)

Результатом работы будут являться как полученные новые научные знания, так и разработанные технические задания на конкретные виды электрических машин (например: – двигателя электромеханического усилителя руля для нового автомобиля ВАЗ-2180), энергоэффективного двигателя с постоянными магнитами с повышенным КПД (по заказу ОАО «Калужский электромеханический завод»), двигатели для погружных насосов для добычи нефти (по заказу ТК Шлюмбурже) и т.д. пригодные в дальнейшем для коммерческого использования

Разработанные на базе полученных моделей методики проектирования, моделирования, прогноза и определения эксплуатационных параметров  будут в дальнейшем использованы при разработке указанных выше электрических машин.

Разработка высокомоментных двигателей будет являться основой для создания управляемых мехатронных модулей, представляющих собой совокупность контроллера, силового преобразователя, электродвигателя, редуктора, датчиков, программного обеспечения контроллера. Такая совокупность в единый модуль позволяет реализовать интеллектуальный исполнительный механизм способный осуществлять сложное электромеханическое преобразование энергии, контролировать собственное состояние, адаптироваться к изменяющимся условиям эксплуатации, снижать вычислительную нагрузку на систему управления более высокого уровня, либо при  необходимости функционировать в автономном режиме. Управляемые электромеханические мехатронные модули позволяют реализовывать на их основе различные технические решения систем электропривода стационарных и автономных объектов, позволяя существенно снижать вес и габариты, повышать надежность, качество и точность управления, снижать потребление энергии, адаптироваться под изменяющиеся условия эксплуатации.


Заказчики и партнеры

Компания "Шлюмберже"

Компания предоставляет широкий спектр услуг, связанных с разработкой нефтяных месторождений, геофизическими исследованиями скважин, ловильными и канатными работами, сопровождением бурения, исследованием скважин, ремонтом скважин, интенсификацией добычи нефти, производством скважинных насосов и пр.

НПО "ЭЛСИБ" ОАО

Компания занимается проектированием и производством турбо- и гидрогенераторов, асинхронных двигателей и преобразователей частоты; проектированием, производством, пуско-наладкой и обслуживанием систем силовой электроники; сервисным обслуживанием, комплектацией, ремонтом и модернизацией энергетического оборудования.

ЗАО "ЭРАСИБ"

Компания занимается разработкой и производством электроприводов переменного тока под маркой «ЭРАТОН» и электроприводов постоянного тока под маркой «ЭПТОН».

ЗАО "СИНЕТИК"

Компания оказывает весь спектр услуг для автоматизации технологических процессов, является официальным партнером фирм SIEMENS и RITTAL и выполняет разработки на базе техники этих производителей.

ОАО "Калужский электромеханический завод"

Завод разрабатывает и производит средства связи специального и гражданского назначения, товары народного потребления. Предприятие выпускает более 20 наименований замочно-скобяной продукции.

ОАО Казанский завод "Электроприбор"

Завод производит различные системы и приборы для воздушных судов всех типов, спецтехники, агрегатов для газоперекачивающих станций, морской и бронетанковой техники, разрабатывает изделия авиационного и промышленного назначения, а также выпускает автокомпоненты.

ОАО Калужский завод электронных изделий "Автоэлектроника"

Предприятие специализируется на разработке и производстве электронных компонентов и систем для производителей автомобилей России и ближнего зарубежья.

ОАО "Сарапульский электрогенераторный завод"

Завод производит бортовые системы генерирования электропитания, управления и защиты электрических сетей, бортовую светотехнику для всех типов отечественных самолётов и вертолётов.


Научные публикации по направлению
  1. Shevchenko A. F. Electromagnetic torque of synchronous reactive motor with harmonic rotor / A. F. Shevchenko, L. G. Shevchenko // 11 International forum on strategic technology (IFOST 2016) : proc., Novosibirsk, 1–3 June 2016. – Novosibirsk : NSTU, 2016. – Pt. 2. – P. 150-153. - ISBN 978-1-5090-0853-7.
  2. .Шевченко А. Ф. Определение электромагнитного момента синхронного двигателя с модулированным магнитным потоком и гладким гармоническим ротором / А. Ф. Шевченко, Л. Г. Шевченко // Транспорт: наука, техника, управление. - 2014. - № 8. - С. 43-45.
  3. Особенности конструкции и проектирования энергоэффективных магнитоэлектрических электродвигателей общепромышленного назначения / А. Ф. Шевченко, А. Г. Приступ, О. И. Новокрещенов, Д. М. Топорков, В. В. Корнеев // Электротехника. - 2014. - № 12. - С. 41-44.
  4. Приступ А. Г. Исследование пульсаций момента синхронных магнитоэлектрических машин с дробными зубцовыми обмотками / А. Г. Приступ, Д. М. Топорков, А. Ф. Шевченко // Электротехника. - 2014. - № 12. - С. 36-40.
  5.  Construction and design features of permanent magnet electric motors for general industrial purposes / A. F. Shevchenko, A. G. Pristup, O. I. Novokreshchenov, D. M. Toporkov, V. V. Korneev // Russian Electrical Engineering. - 2014. - Vo. 85, iss. 12. - P. 748-751. - DOI: 10.3103/S106837121412013X
  6. Vyalcev G. B. Numerical simulation of the equalizing currents in permanent magnet machines with fractional slot concentrated windings / G. B. Vyalcev, A. F. Shevchenko // 11 International forum on strategic technology (IFOST 2016) : proc., Novosibirsk, 1–3 June 2016. – Novosibirsk : NSTU, 2016. – Pt. 2. – P. 136–139. - ISBN 978-1-5090-0853-7.
  7. Шевченко А. Ф. Расчет электромагнитного момента синхронного двигателя с модулированным магнитным потоком и гладким гармоническим ротором [Электронный ресурс] / А. Ф. Шевченко, Л. Г. Шевченко // Электромеханика, электротехнологии, электрические материалы и компоненты (МКЭЭЭ–2014) = Electromechanics, Electrotechnology, Electromaterials and Components (ICEEE–2014) : тр. 15 междунар. конф., Крым, Алушта, 21–27 сент. 2014 г. – [Б. м. : б. и.], 2014. – С. 112-114
  8. Приступ А. Г. Потери на вихревые токи в магнитах ротора генератора аварийного динамического торможения / А. Г. Приступ, В. В. Корнеев // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2016. - № 3. - С. 21-25.
  9. Pristup A. G. A study of cogging torque in permanent magnet synchronous machines with fractional slot windings / A. G. Pristup, D. M. Toporkov, A. F. Shevchenko // Russian Electrical Engineering. - 2014. - Vol. 85, iss. 12. - P. 743-747. - DOI: 10.3103/S1068371214120128
  10. . Computer support for designing a high-voltage induction motor / V. V. Grechkin, M. G. Persova, Y. G. Soloveichik, Z. S. Temlyakova // Russian Electrical Engineering. - 2014. - Vol. 85, iss. 12. - P. 740-742. - DOI: 10.3103/S1068371214120050
  11. Korneev V. V. Winding factor of permanent magnet synchronous machines with fractional slot concentrated windings / V. V. Korneev, A. G. Pristup, O. E. Gubareva // Applied Mechanics and Materials. - 2015. – Vol. 698 : Electrical Engineering, Energy, Mechanical Engineering, EEM 2014. – P. 73-76. - DOI: 10.4028/www.scientific.net/AM
  12. Achitaev A. A. Investigations of a magnetic gear for application in wind turbines / A. A. Achitaev, S. N. Udalov, A. G. Pristup // 11 International forum on strategic technology (IFOST 2016) : proc., Novosibirsk, 1–3 June 2016. – Novosibirsk : NSTU, 2016. – Pt. 2. – P. 166-171. - ISBN 978-1-5090-0853-7. - Работа выполнена: при поддержке РФФИ - проект № 16.38.00147 mol_a
  13. Компьютерная поддержка проектирования высоковольтных асинхронных двигателей / В. В. Гречкин, М. Г. Персова, Ю. Г. Соловейчик, З. С. Темлякова // Электротехника. - 2014. - № 12. - С. 33-35
  14. Шаншуров Г. А. Матричная модель обмоток машин переменного тока и ее применение / Г. А. Шаншуров, А. В. Червяков // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2012. – № 6. – С. 23–28.
  15. Приступ А. Г. Исследование способов уменьшения пульсаций момента в магнитоэлектрических синхронных машинах с дробными зубцовыми обмотками / А. Г. Приступ, Д. М. Топорков // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2013. - № 6. - С. 14-18
  16. Куликов В. П. Матричная модель совмещённой обмотки мотор-барабана для транспортёров / В. П. Куликов, Г. А. Шаншуров // Транспорт: наука, техника, управление. - 2013. - № 8. - С. 47 - 51. - (научный информационный сборник).
  17. Шаншуров Г. А. Оценка качества обмоток машин переменного тока на стадии проектирования / Г. А. Шаншуров // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2013. - № 6. - С. 9-13.
  18. Вяльцев Г. Б. Численное моделирование уравнительных токов в электрических машинах с дробно-зубцовыми обмотками и возбуждением от постоянных магнитов / Г. Б. Вяльцев, А. Ф. Шевченко // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2013. - № 6. - С. 18-23.
  19. К вопросу расчета индуктивностей дробных зубцовых обмоток / А. Г. Приступ, Т. В. Честюнина, Ю. Г. Бухгольц // ЭЛЕКТРО. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2012. - № 1. - С. 48-52.
  20. Вяльцев Г. Б. Моделирование несимметричных процессов в синхронных двигателях с постоянными магнитами. / Г. Б. Вяльцев, А. Ф. Шевченко // Известия ВУЗов: Электромеханика: Научно-технический журнал. –2012. –№6. –С. 5-9.
  21. Приступ А. Г. Расчет потерь в роторе машины с дробно-зубцовыми обмотками / А. Г. Приступ // Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - Известия высших учебных заведений. Электромеханика. - 2012, № 6. С. 15-18.
  22. . Шевченко А. Ф. Векторное управление током статора синхронного двигателя с постоянными магнитами привода погружного насоса / А. Ф. Шевченко // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2011. – № 2 (43). – С. 161–174.
  23. . Шевченко А. Ф. Векторное управление током статора синхронного двигателя с постоянными магнитами привода погружного насоса / А. Ф. Шевченко // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – 2011. – № 2 (43). – С. 161–174.
  24. Битва титанов продолжается. Кто победит - асинхронный или синхронный? / Ю. Г. Бухгольц, А. Г. Приступ, А. Ф. Шевченко // Конструктор. Машиностроитель. №5, 2010, с. 8-10
  25. . Стартер-генераторное устройство легкового автомобиля / А. Г. Приступ, Д. И. Багазей, Ю. Г. Бухгольц, А. Ф. Шевченко // Транспорт: наука, техника, управление. - М. Изд-во ВИНИТИ РАН, № 8, 2010
  26. Анализ магнитодвижущих сил дробных зубцовых обмоток электрических машин / Т. В. Честюнина, А. Ф. Шевченко // Электротехника, №11, 2009
  27. Разработка отрезка серии магнитоэлектрических синхронных электродвигателей с дробными зубцовыми обмотками / О. И. Новокрещенов, А. Ф. Шевченко, А. Г. Приступ, Ю. Г. Бухгольц // Мехатроника, №11, 2009
  28. Безредукторный электромеханический усилитель рулевого управления легковых автомобилей / А. Ф. Шевченко, В. В. Мизевич, О. И. Новокрещенов, А. В. Комаров // Электротехника. 2007. №9. С. 32-35
  29. Шевченко А. Ф. Многополюсные синхронные машины с дробными q меньше 1 зубцовыми обмотками с возбуждением от постоянных магнитов / А. Ф. Шевченко // Электротехника. 2007. №9. С. 3-9
  30. Шевченко А. Ф. Статическая устойчивость синхронных машин с постоянными магнитами / А. Ф. Шевченко // Электричество, №8, стр.68-74
  31. .Вентильные многополюсные магнитоэлектрические двигатели с дробными зубцовыми обмотками общепромышленного применения / А. Г. Приступ, А. Ф. Шевченко, О. И. Новокрещенов, Ю. Г. Бухгольц // Труды симпозиума \"Элмаш 2009\", МА \"Интерэлектромаш\", сентябрь 2009, т.1, с.137-140
  32. Сравнение возможностей аналитического и численного методов моделирования электрической машины / А. Ф. Шевченко, Г. Б. Вяльцев // Электротехника. – 2011. – № 6. – С. 20–24.

Методические публикации по направлению

1.      Шевченко А. Ф. Электрические машины с постоянными магнитами : учеб. пособие / А. Ф. Шевченко, А. Г. Приступ. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2016. - 64 с. - 100 экз. - ISBN 978-5-7782-2862-7.

2.      Шаншуров Г. А. Специальные электрические машины. Оценка качества обмоток машин переменного тока на стадии проектирования : учеб. пособие / Новосиб. гос. техн. ун-т ; Г. А. Шаншуров, Т. В. Дружинина, А. Ю. Будникова. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2015. - 40 с. - 100 экз. - ISBN 978-5-7782-2667-8.

3.      Патентные исследования при создании новой техники. Патентно-информационные ресурсы. : учеб.-метод. пособие / Г. А. Шаншуров, Т. В. Дружинина, О. И. Новокрещенов . - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2014. - 58 с. - 100 экз. - ISBN 978-5-7782-2459-9.

4.      Моделирование магнитных полей в программе FEMM : учеб.-метод. пособие / А. Г. Приступ, А. В. Червяков ; Новосиб. гос. техн. ун-т. – Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2012. – 90, [2] с. : учеб.-метод. пособие / А. Г. Приступ, А. В. Червяков. - : Изд-во НГТУ, 2012. - 92 с.

5.      Электрические машины систем автоматики : учеб.-метод. пособие / А. Г. Приступ, А. В. Комаров. - : НГТУ, 2010. - 60 с.

6.      Тюков В. А. Теплопередача, вентиляционные и тепловые расчеты в электромеханике : учеб. пособие / В. А. Тюков, Т. В. Честюнина, Ю. Г. Бухгольц. - Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2013. - 248 с. 7. Машины постоянного тока. Теория и расчёт: учеб.-метод. пособие / Г.А. Шаншуров, А.В. Комаров, В.В. Гречкин, Т.В. Честюнина - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. - 60 с. 


Результаты работы по направлению

Ключевой продукцией направления являются электрические двигатели, генераторы и другие электромеханические устройства. Серийно выпускается ОАО СЭГЗ г. Сарапул и ОАО КЭМЗ г. Калуга, разработанный кафедрой электромеханики,  двигатель для электромеханического усилителя руля легкового автомобиля.(выпущено более 1 млн. штук). ОАО ТК Шлюмбурже г.Тюмень выпускает по разработке НГТУ двигатели для погружных насосов для добычи нефти. ОАО КЭМЗ осваивает отрезок серии двигателей с постоянными магнитами общепромышленного назначения. При разработке продукции применяются технические решения защищенные патентами:

·         Электромеханический усилитель руля автомобиля и электродвигатель для усилителя руля. Шевченко А.Ф. патент на изобретение RUS 2278797 19.08.2005

·         Ротор электрической машины. Шевченко А.Ф., Честюнин Р.В. патент на изобретение RUS 2178615 02.08.2000

·         Синхронный электродвигатель. Шевченко А.Ф. патент на изобретение RUS 2059994

·         Синхронный редукторный двигатель. Шевченко А.Ф., Калужский Д.Л. патент на изобретение RUS 2054220

·         Многополюсная магнитоэлектрическая машина
Шевченко А.Ф. патент на полезную модель RUS 53828 03.05.2005

·         Синхронный электродвигатель. Шевченко А.Ф. патент на изобретение RUS 2045808

·         Car steering electromechanical booster Shevchenko A.F.
патент на изобретение KOR 10-1205129 17.03.2008

·         Car steering electromechanical booster Shevchenko A.F
патент на изобретение USA 8,051,943 B2 14.08.2006

·      Car steering electromechanical booster Shevchenko A.F патент на изобретение DEU ER 1 916 176 B1 14.08.2006

·         Обмотка однофазного двигателя с изменяемым числом полюсов. Шаншуров Г.А. патент на изобретение RUS 2101833

·       Трехфазная обмотка электрической машины. Шаншуров Г.А., Червяков А.В. патент на полезную модель RUS 99661 30.06.2010 

·    Синхронный электродвигатель. Шевченко А.Ф., Шевченко Л.Г. Патент на полезную модель RUS 16574 05.07.2000


Контактная информация

+7 (383) 346-13-87

+7-913-908-4481

 

elmotron@sibmail.ru

a.shevchenko@corp.nstu.ru



© 1994-2017, Новосибирский государственный технический университет

630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, тел.: +7 (383) 346 08 43, факс:+7 (383) 346 02 09 (общий отдел), эл. почта: 

Приемная комиссия НГТУ,  корпус 6, к. 109, тел.: +7 (383) 346 02 31, +7 (383) 346 35 75

Информационная и техническая поддержка сайта

Разработка и информационная поддержка портала НГТУ: Информационная служба НГТУ, корпус 2a, к. 202-210, тел./факс: +7 (383) 346 11 21, эл. почта: 

Разработка и техническая поддержка портала НГТУ: Центр информатизации университета, 1 корпус, к. 301, 306, тел.: +7 (383) 346 02 68, эл. почта: 

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-45107 от 18 мая 2011 г.