Недавно Татьяна Функ стала одним из победителей конкурса молодых исследователей ЮУрГУ, проведенного в рамках Проекта 5-100. Ее научная работа была одной из наиболее практически значимых. В настоящее время есть необходимость в модернизации ряда промышленных механизмов с малоэффективными нерегулируемыми и устаревшими системами электроприводов – это, к примеру, ленточные транспортеры, насосы гидравлических прессов, компрессоры, воздуходувки, дымососы. Для них характерно завышенное электропотребление. Переход к регулированию частоты вращения приводит к заметной, во многих случаях до 30–40%, экономии электроэнергии.

– Наша кафедра занимается изучением, разработкой и диагностикой систем электроприводов. В современных электроприводах в качестве устройств управления используются высокопроизводительные микроконтроллерные системы прямого цифрового управления оборудованием. В лабораториях кафедры представлены современные системы электроприводов постоянного и переменного тока, выполненные в том числе с использованием оборудования мировых лидеров в области электроэнергетики, которые позволяют нам проводить научные исследования в этой области, – говорит Татьяна Функ.

Вопросы косвенного определения составляющих перемещения в системах электроприводов, или разработки так называемых «бездатчиковых» (sensorless) систем весьма актуальны для российской и мировой науки и промышленности, считает исследователь. Это подтверждает и мониторинг результатов научно-исследовательской деятельности, проведенный ею с помощью системы SciVal, предоставляющей информацию из базы данных Scopus, доступ к которой дает Научная библиотека ЮУрГУ.

– Зачастую, чтобы точно исследовать двигатель, недостаточно дифференциальных уравнений, описывающих его по Т-образной схеме замещения или по уравнениям обобщенной электрической машины: для таких расчётов требуется более высокая точность, – объясняет Татьяна Андреевна. – Не так давно ЮУрГУ приобрел программное обеспечение фирмы ANSYS, позволяющее анализировать геометрию двигателя методом конечных элементов. Нас интересуют электромагнитные процессы, поэтому мы используем Electromagnetic Suite.

Программное обеспечение ANSYS позволяет исследовать электромагнитные процессы в тесной взаимосвязи с механическими перемещениями. Доступ к продуктам ANSYS можно получить через удаленный доступ к суперкомпьютеру ЮУрГУ.

– Благодаря программному обеспечению ANSYS механику двигателя и электромагнитные процессы можно исследовать и моделировать очень точно, – рассказывает Татьяна Функ. – Для подтверждения наших расчётов используем натурные эксперименты, то есть, имея уже достаточное количество данных, создаем платы управления и подключаем их к реальным двигателям.

В распоряжении кафедры автоматизированного электропривода – несколько лабораторий, укомплектованных современным оборудованием, – но Татьяна Функ мечтает создать новую или хотя бы часть специализированного комплекса по измерительным приборам и косвенному анализу.

Также в планах Татьяны Андреевны – работа с единым информационным обеспечением, которое позволит применять не только косвенные методы, но и системы с использованием непосредственных датчиков-измерителей и косвенных идентификаторов-вычислителей.

– На мой взгляд, объединение современного измерительного оборудования и косвенного определения координат электропривода позволит создать систему, обладающую лучшими показателями регулирования, повышенными быстродействием и надежностью работы, возможностью прогнозирования и определения технического состояния электромеханической системы, – рассказывает учёный.

Такие системы найдут применение в металлургии, метрологии, полиграфии, военной и аэрокосмической сферах, медицине, электронной и полупроводниковой промышленности, робототехнике и других областях.