Проблема энергоэфективности в настоящее время актуальна как никогда. Особенно остро этот вопрос стоит для промышленных гигантов. Это обусловлено постоянным ростом цен на электричество, тепло и энергоносители, а крупные промышленные предприятия потребляют очень много электроэнергии. Чтобы сократить расходы на оплату счетов, необходима грамотная стратегия энергосбережения.
Сегодня многие крупные промышленные предприятия, как в России, так и за рубежом оснащаются современными системами реверсивных электроприводов большой мощности, которые имеют в своем составе высоковольтные многоуровневые преобразователи. Современные высоковольтные преобразователи частоты позволяют не только строить энергоэффективные системы преобразования электрической энергии, но и за счёт оптимизации режимов работы увеличивают срок службы двигателей и обеспечивают соблюдение требований к качеству электроэнергии.
Так как в Челябинской области многие предприятия металлургической промышленности применяют высоковольтные многоуровневые преобразователи, то эта тема представляет собой немалый научный интерес. Александр Маклаков, кандидат технических наук, доцент кафедры «Мехатроника и автоматизация» Политехнического института ЮУрГУ, работает в этом актуальном направлении под руководством Андрея Радионова, профессора, доктора технических наук. И его проект «Энергоэффективное управление трехуровневым преобразователем частоты с фиксированной нейтралью» стал одним из победителей конкурса «Поддержка молодой науки», проведенного в ЮУрГУ в рамках Проекта 5-100.
«Во время эксплуатации высоковольтных многоуровневых преобразователей возникают проблемы, связанные с электромагнитной совместимостью и энергопотреблением. Оптимальная настройкой позволяет обеспечивать необходимую мощность для потребителя с минимальными потерями. Поэтому мы занимаемся разработкой новых энергоэффективных методов управления силовыми полупроводниковыми преобразователями», – объясняет Александр Маклаков.
Энергосбережение – основное направление отечественной электроэнергетики. Минимизировать потери, минимизировать добычу и переработку углеводородного сырья является основной задачей, так как экономя на электроэнергии, мы экономим на сырье. Высоковольтные многоуровневые преобразователи достаточно распространены на промышленных предприятиях Челябинска и Челябинской области, в основном это металлургические предприятия, а также предприятия горной промышленности и нефтегазовой отрасли.
«Современная электроэнергетика и промышленность нуждается в высокоэффективном преобразовании, хранении и передачи электрической энергии. К сожалению, в России высоковольтными преобразователями электроэнергии занимаются единицы и аналогов проводимых нами исследований в нашей стране практически нет».
Ученые Южно-Уральского государственного университета в рамках договора о сотрудничестве с Магнитогорским металлургическим комбинатом проводят внедрение систем различного типа, в том числе часть работы связана с совершенствованием работы мощных преобразователей частоты. Ставятся эксперименты непосредственно на предприятии, в результате которых даются рекомендации к внедрению.
«В рамках практических исследований мы планируем создание лабораторной установки преобразовательной техники. Это установка будет использоваться не только для моего исследования, но и для работы аспирантов и магистрантов нашей кафедры. Установка будет собираться по собственному проекту, так что этот комплекс будет уникальным», – рассказывает Александр Сергеевич.
Результаты исследования Александра Маклакова были представлены на крупной международной конференции IEEE (института инженеров электротехники и электроники) IECON 2016 во Флоренции, организованной Industrial Electronics Society IEEE – сообществом инженеров-электриков по промышленной электроники.
«Основная литература по нашей тематике находится в цифровой библиотеке сообщества IEEE. Открытый доступ к мировым научным базам, предоставляемый научной библиотекой ЮУрГУ, позволяет отслеживать мировые тенденции», – подчеркивает Александр Маклаков.
Конкурс «Поддержка молодой науки», проводимый в ЮУрГУ в рамках Проекта 5-100, подталкивает молодых ученых выйти на мировой уровень. У Александра Маклакова 2 статьи о результатах его исследований отправлены на рецензирование в международные высокорейтинговые научные журналы, входящие в топ 25% по версии базы Scopus. Конечно, на будущее молодой ученый ставит перед собой задачу опубликоваться в первой десятке, а также продолжить исследование и защитить докторскую диссертацию.