Современные тенденции в проведении
занятий учебной практики

Нилов Юрий Анатольевич

 В настоящее время в Российской Федерации  происходит модернизация парка станков в металлообрабатывающей отрасли. Причем как модернизация  универсальных металлообрабатывающих станков, так и  создаются новые станки с ЧПУ российских производителей. Причины резкого подъема производства в данном направлении имеют ряд обоснований, но в любом случае возник спрос на специалистов  и рабочих, владеющих современными компетенциями для  работы и  обслуживания сложного оборудования.

Для решения данного вопроса в системе среднего профессионального образования скорректированы программы подготовки квалифицированных рабочих и служащих, с учетом новых требований. Программы подготовки стали меньшими по времени, но более насыщенные по тематикам проведения занятий. В частности,  на занятиях учебной практики подготовки электромонтеров по обслуживанию и ремонту электрооборудования, уделяется большое внимание работы с программируемыми системами и частотными приводами.

Частотный преобразователь (или частотник) – электротехническое оборудование для регулирования частоты переменного напряжения. Частотный преобразователь в комплекте с асинхронным электродвигателем позволяет заменить электропривод постоянного тока. Способ регулирования скорости двигателя постоянного тока достаточно прост, но слабым местом такого электропривода является электродвигатель. Он  довольно дорог и и не всегда надежен. Слабым звеном является  искрение щеток  Такой электродвигатель не может использоваться в сложной структуре современного станка. Асинхронные электродвигатели превосходят двигатели постоянного тока по многим параметрам: они просты по устройству и надежны, так как не имеют подвижных контактов. Они имеют меньшие по сравнению с двигателями постоянного тока размеры, массу и стоимость при той же мощности. Асинхронные двигатели просты в  изготовлении и эксплуатации. На занятиях учебной практики рассматриваются оба варианта работы приводов, с объяснением плюсов и минусов каждой системы. Плюсы частотного регулирования: высокая точность регулирования, широкий диапазон регулирования  (асинхронного двигателя), экономия электроэнергии в случае переменной нагрузки ( работа электрического двигателя с неполной нагрузкой), равный максимальному пусковой момент, возможность удалённой диагностики привода, распознавание выпадения фазы для входной и выходной цепей,  повышенный ресурс оборудования, плавный пуск двигателя, что значительно уменьшает его износ, управляемое торможение и автоматический перезапуск при пропадании сетевого напряжения, подхват вращающегося электродвигателя, стабилизация скорости вращения при изменении нагрузки, значительное снижение акустического шума электродвигателя,  дополнительная экономия электроэнергии и ряд других технологических преимуществ. Как и в любой другой технической системе, в системе частотного регулирования есть и минусы: практически все  модели частотных преобразователей являются источником различного вида помех, относительно высокая стоимость устройства, причем, чем больше регулируемая мощность, тем больше стоимость, и связанный с этим аспект окупаемости, износ конденсаторов главной цепи. Но по совокупности плюсов и минусов, система частотного регулирования асинхронного двигателя безусловно имеет больше плюсов и перспектив в использовании. В настоящее время идет тенденция рассмотрения и внедрения  любого проекта в разрезе бережливого производства, поэтому использование частотного регулирования не только технически перспективно, но и экономически выгодно. Особый экономический эффект от использования преобразователей частоты дает применение частотного регулирования на объектах, обеспечивающих транспортировку жидкостей. Например, на объектах Водоканала г.Санкт-Петербурга. До недавнего времени самым распространённым способом регулирования производительности таких объектов является использование задвижек или регулирующих клапанов, но сегодня  стремительно внедряется способ частотное регулирование асинхронного двигателя, приводящего в движение рабочее колесо насосного агрегата или вентилятора. Основной недостаток асинхронных электродвигателей – сложность регулирования их скорости традиционными методами (изменением питающего напряжения, введением дополнительных сопротивлений в цепь обмоток). Управление асинхронным электродвигателем в частотном режиме до недавнего времени было большой проблемой, хотя теория частотного регулирования была разработана еще в первой половине прошлого столетия. Самой популярной стратегией управления асинхронными электродвигателями является векторное управление. Сегодня большинство частотных преобразователей реализуют векторное управление или векторное  управление без датчиков . На занятиях учебной практики  подробно рассматриваются варианты технической реализация данного тренда. Исходя из вида нагрузки на выходе, преобразователи частоты подразделяются: для насосного привода,  вентиляторного привода, для общепромышленного электропривода. К сожалению, в области высокоточной, цифровой и силовой электроники на базе мощных полупроводниковых компонентов, российские производители отстают от большинства иностранных компаний.  Развитие частотно-регулируемого электропривода сдерживалось высокой стоимостью преобразователей частоты, поскольку  силовые схемы с  использованием IGBT-транзисторов, были изначально разработаны и внедрены  фирмам Европы, США и Японии. В настоящее время появляются  наши разработки при использовании ключевых импортных компонентов, и они могут конкурировать с импортными  частотными преобразователями по критериям: себестоимость производства и стоимость продажи(купить комплектующие и собрать их дешевле, чем готовый преобразователь частоты); наличие недорогих схемотехнических решений. (наши разработчики знают рынок и потребности потребителя, поэтому проектируют по принципу «ничего лишнего», хотя такой подход имеет как плюсы, так и минусы); проще и быстрее решаются вопросы внедрения, гарантии и сервиса (ремонта оборудования на объекте обойдется дешевле, чем отправка изделия за рубеж); вопросы с гарантийной заменой или ремонтом решаются быстрее. Перечислю несколько российских компаний, с частотными преобразователями которых приходилось сталкиваться в процессе проведения учебной практики:   Лидер, Овен, Они. Ранее более распространенные были импортные системы, такие как Danfoss,  Siemens, но в связи с прекращением поставок, парк этих частотно регулируемых систем заметно сократился. При том что оборудование на данных системах управления присутствует в довольно значимом количестве.  К сожалению, все это разнообразие оборудования кроме того что частотные регуляторы являются довольно сложным оборудование, все  это изобилие, порой абсолютно разных по логике программирования и не взаимозаменяемых устройств,  вносит определенные трудности ведения занятий учебной практики. Начиная от приобретения оборудования, что само по себе  не так уж и дешево, до постоянного самосовершенствования своих технических знаний и навыков, поскольку приходится подстраиваться под различные схемы программирования системы. Но, несмотря на все трудности на пути обучения специалистов по ремонту и эксплуатации электрических устройств, итоговый  результат вполне себя оправдывает, поскольку на выходе из образовательного учреждения получаются молодые специалисты, владеющие современными технологиями, необходимыми и востребованными на рынке труда.