Роботизированные системы, деликатная формовка металлов и сварка батарей для самокатов: разработки ЛЭТИ на РМЭФ-2022

Роботизированные системы, деликатная формовка металлов и сварка батарей для самокатов: разработки ЛЭТИ на РМЭФ-2022

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» принял участие в X Российском международном энергетическом форуме.

05.05.2022 507

В конгрессно-выставочном центре «Экспофорум» с 26 по 28 апреля 2022 года прошел X юбилейный Российский международный энергетический форум (РМЭФ) – крупнейшее ежегодное мероприятие топливно-энергетической отрасли.

В рамках форума состоялась Международная специализированная выставка «Энергетика и электротехника», в которой приняли участие больше 60 организаций, в том числе Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ». Молодые ученые представили разработки в областях перспективного электротранспорта, магнитно-импульсной обработки металлов, точечной сварки батарей и фотовольтаики.

Кафедра систем автоматического управления (САУ) продемонстрировала устройство для движения мобильного робота. Как рассказал магистрант второго курса Данил Михайлов, представленная система является частью мобильной роботизированной платформы, которую спроектировали сотрудники и студенты ЛЭТИ. Такая платформа может применяться в качестве робота-транспортера, для патрулирования территории и в различных отраслях промышленности.

«У каждого колеса независимая подвеска. Частью этого привода является разработанный нами инвертер, который сам решает обратную задачу кинематики. Мы сообщаем каждому колесу вектор и скорость движения, и, соответственно, каждое колесо работает так, как нам необходимо», – уточнил Данил Михайлов.

Система предиктивной диагностики неисправностей асинхронных двигателей, еще одна разработка изобретателей кафедры САУ, позволяет узнавать о поломках двигателя до выхода в аварийный режим работы. Это помогает повысить надежность системы и снизить расходы на амортизацию оборудования.

«Система состоит из датчиков тока, которые могут быть внедрены в готовое устройство, датчиков напряжения, блока анализа и разработанного нами программного обеспечения для анализа информации с этих устройств. Преимущество технологического решения нашей кафедры состоит в том, что оно по цене в десятки раз ниже, чем у конкурентов».

Магистрант второго курса ФЭА СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Данил Михайлов

Кафедра САУ также представила результаты исследований в области систем предиктивной диагностики электроприводов по электрическим сигналам.

Участники форума познакомились с предсерийным образцом установки магнитно-импульсной обработки металлов «Инмаг» и установкой точечной сварки батарей – разработками молодых ученых кафедры электротехнологической и преобразовательной техники (ЭТПТ) СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

«Инмаг», созданный аспирантом Артемом Мельниковым, позволяет сделать процесс формовки тонких металлов, придания им определенной формы, более эффективным, деликатным и дешевым за счет использования законов электромагнитной индукции. При формовке обычным пневматическим прессом детали рвутся или недостаточно дожимаются – это вызывает трудности при производстве и сказывается на конечной стоимости изделий. «Инмаг» позволяет избежать этих проблем.

«Мы используем законы электромагнитной индукции таким образом, что воздействуем на металл переменным электромагнитным полем – вызываем в нем вихревые токи. Взаимодействие этих токов с током индуктора-инструмента приводит к возникновению сил отталкивания, которые деформируют металл так, что усилие возникает непосредственно в нем. В отличие от классического пресса, у моей установки нет подвижной части – пуансона, которая воздействует физически на саму заготовку».

Аспирант кафедры ЭТПТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Артем Мельников

При использовании «Инмага» заготовка становится более пластичной за счет создания усилия в самом металле. Это предотвращает возможные разрывы при формовке. Отсутствие изнашивающихся подвижных частей пресса позволяет сэкономить на обслуживании.

«Мы не первые, кто догадался применять подобную технологию, у нас есть конкуренты как в России, так и в Евросоюзе. Ключевая особенность нашей разработки заключается в уникальном алгоритме работы зарядного устройства, который позволяет значительно повысить производительность. У конкурентов она составляет две-три операции в минуту, у нас – до 10 операций в минуту», – уточнил изобретатель.

Данная работа вошла в число лучших на конкурсе грантов студентов и аспирантов вузов Петербурга. Проектом Артема Мельникова заинтересовался крупный российский производитель строительных товаров. Компанию привлекла возможность ускорить технологический процесс и сократить объем расходных материалов.

На выставке инженер кафедры ЭТПТ Владимир Евстратов представил прототип устройства для точечной сварки литий-ионных батарей. В прошлом году проект получил грант молодежного конкурса инновационных проектов СПбГЭТУ «ЛЭТИ».

Сборки из цилиндрических аккумуляторов используются для питания ноутбуков, инструментов, самокатов, автомобилей, автобусов и другой техники. Чаще всего батареи соединяются с помощью никелевой ленты, так как с помощью пайки объединить данные аккумуляторы невозможно – слишком долгий процесс. За несколько секунд сварки батарейка может перегреться и выйти из строя. Поэтому основным методом соединения аккумуляторов является точечная сварка никелевой лентой. За одну минуту происходит несколько сотен соединений, которые не перегревают аккумуляторы.

В России подобное оборудование до сих пор не производилось. По словам Владимира Евстратова, он начал разрабатывать установку, когда столкнулся с необходимостью починить свой электросамокат. Важной особенностью своей разработки Владимир считает наличие удобного рычага, который позволяет соединить батареи быстро и аккуратно даже тем, у кого нет опыта. Установка может быть выполнена в двух конфигурациях: в форме портативного и стационарного аппаратов.

«Мы разработали первую отечественную установку для точечной сварки. Наша конечная цель – внедрить разработку в компании, которые занимаются сборкой и восстановлением аккумуляторных батарей. Сегодня они используют зарубежные аналоги приборов для точечной сварки. В отличие от них, наша разработка является более дешевой и компактной. Мы рассчитываем, что в будущем внедрение такой системы позволит значительно повысить производительность труда в сфере сборки литий-ионных батарей».

Инженер кафедры ЭТПТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Владимир Евстратов

На стенде также были представлены результаты исследований в областях импульсной формовки, упрочнения и нанесения коррозионностойких покрытий в электромагнитном поле. Сотрудники кафедры фотоники продемонстрировали батареи, оснащенные системой слежения за солнцем, гибкие солнечные панели, а также портативные аккумуляторы на их основе.

В ходе выставки молодые изобретатели ЛЭТИ получили обратную связь от потенциальных заказчиков, а также предложения о сотрудничестве.

Для справки

Российский международный энергетический форум прошел при поддержке и участии Министерства промышленности и торговли Российской Федерации, Правительства Санкт-Петербурга, Ассоциации НП «Совет рынка», Ассоциации «Совет производителей энергии».

РМЭФ-2022 посетили свыше пяти тысяч человек. Деловая программа состояла из 38 мероприятий, в ней приняли участие более 180 спикеров и 900 специалистов. Участники форума обсудили стратегию развития топливно-энергетического комплекса в контексте новых внутренних и внешних вызовов, вопросы экологии, энергетической безопасности, тренды в цифровизации и автоматизации, а также другие актуальные проблемы отрасли. Лейтмотивом Форума стала тема импортозамещения как важного условия стимулирования отечественной экономики.