Admin

На передовых позициях. Высокая марка Саранского завода

Сегодня в нашей стране и за рубежом на тяговом и другом подвижном составе, в электростанциях, линиях электропередач, сложном металлургическом оборудовании и иной технике, включая бытовую, установлены приборы с маркой Саранского завода (ныне открытого акционерного общества) “Электровыпрями-тель”. Дважды, в 1964 и 1982 гг., коллективу вручался орден Трудового Красного Знамени.

А начинался завод так. С первых дней Великой Отечественном воины для повышения эффективности военной техники потребовалась срочная реализация довоенных намерений Народного комиссариата электропромышленности СССР по совершенствованию и развитию выпрямительных устройств. Поэтому 23 июля 1941 г. наркомат издал приказ о создании единой базы твердых выпрямителей на основе ряда подразделений трех ленинградских предприятий: селеновых выпрямителей завода имени Коминтерна, купроксных выпрямителей завода имени Н.Г. Козицкого и ртутных выпрямителей завода “Буревестник”. Они объединились в филиал завода имени Коминтерна.

Новое производство эвакуировалось из Ленинграда в Балашов. Поскольку там необходимого места не нашлось, прибывший эшелон переадресовали на станцию Карабулак Рязано-Уральской дороги. В семи километрах от нее в поселке Базарный Карабулак Саратовской области выделили полуразрушенный Дом культуры, в котором предстояло организовать производство. Здесь 19 августа филиал стал самостоятельным заводом Выпрямитель”, а 19 сентября наркомат электропромышленности СССР переименовал его в Государственный завод № 618.

Преодолев непомерные трудности, в октябре 1941 г. коллектив выпустил первую продукцию: надежные селеновые зарядные агрегаты к аккумуляторным батареям для танков и самолетов. С тех пор на заводе установили правило: стремиться на передовые технические и технологические позиции, невзирая ни на какие трудности. А заложенные в те суровые годы традиции высокой культуры производства (да и общей также), собранности и аккуратности в работе, умения преодолевать разные препятствия чувствуются и до сих пор.

В конце войны возникла необходимость дальнейшего развития завода, так как его продукция все в больших объемах требовалась для восстановления народного хозяйства. Но расположение предприятия вне железной дроги, к которой изделия подвозились гужевым транспортом, ограниченность водо- и электроснабжения, недостаток людских ресурсов сдерживали рост производства.

Поиски подходящих условий увенчались успехом. На основании решения Совета Народных Комиссаров СССР в сентябре 1944 г. завод перебазировался в Саранск. 10 июля 1954 г. Министерство электротехнической промышленности переименовало его в Государственный союзный завод высоковольтной аппаратуры “Электровыпрямитель”. Последнее слово в названии сохранилось до сих пор. ’еперь предприятие стало крупнейшим, а ныне фактически единственным в Российской Федерации поставщиком силовой выпрямительной техники широкого спектра.

середине пятидесятых годов началось бурное развитие полупроводниковой техники. Коллектив завода активно взялся за освоение полупроводниковых приборов. В январе 195/ г. поступил первый слиток серебристо-серого германия. С него и началась отработка новой технологии, при которой чистота исходного материала обеспечивалась соответствующей стерильностью условий производства и применяемых компонентов.

Все приходилось разрабатывать самим: технологию, оснастку, методы обучения и подготовки кадров. С тех пор на заводе закрепился важный принцип: принимая во внимание достижения отечественной и зарубежной науки и техники, самостоятельно создавать высококлассные уникальные технологии, искать и находить эффективные способы и материалы для выполнения технических операций.

За дело взялись энтузиасты-романтики, до самозабвения влюбленные в полупроводники, стремившиеся познать и использовать тонкости и закономерности физических явлении во всех технологических операциях изготовления продукции.

Все новинки, почерпнутые из отечественной и иностранной литературы, сразу же проверяли непосредственно на рабочих местах. Инициатива и творческий поиск заводчан двигали развитие производства быстрыми темпами.

Но применение полупроводниковых вентилей наткнулось на препятствие: они могли использоваться лишь в соединении с другими элементами в сложных электрических схемах. Тогда таких схем не существовало. К концу 1957 г. на заводе создали первый преобразователь с применением полупроводниковых вентилеи. А коллектив определил свое кредо: надо быть предприятием с полным производственным циклом, т.е. изготавливать не только элементную базу, но и законченные изделия, готовые к использованию в народном хозяйстве.

Это позволило в дальнейшем выпускать полупроводниковую технику большой мощности, рассчитанную на применение в уникальных агрегатах для электролиза алюминия и меди, в электростанциях, электропередачах и др. В 1959 г. изготовили самый мощный в мире полупроводниковый германиевый вентиль на 1000 А.

На заводе и сейчас подчеркивают важность назначения в 1959 г. директором И.И. Васильева, проработавшего в этой должности 14 лет. Его опыт производственной и общественной деятельности способствовал успешной реконструкции завода. В результате предприятие полностью перешло на производство полупроводниковой техники, выпуск которой к концу 1965 г. увеличился в 16 раз! При этом качество продукции улучшилось, она обеспечивала продвижение промышленности СССР по пути технического прогресса.

С того времени заложен прочный фундамент для интенсивного развития поисковой инженерной мысли и рабочей смекалки, что, в конечном итоге, позволило саранской продукции выйти на передовые позиции в мире.

is а заводе установилось постоянное сотрудничество с учеными более 60 научно-исследовательских организаций, причастных к решению разных производственных задач. Выявилась ограниченность условий применения германия в полупроводниковых вентилях: он не выдерживал температуру более 50 °С и напряжение выше 150 В. Таких недостатков лишен кремний.

Но кремниевые выпрямители еще не подходили для высоких напряжений. Проблему решил переход от сплавной технологии к диффузионной, где выпрямляемый слой создавался поверхностным нанесением вещества, содержащего донорные примеси, с последующим процессом диффузии. Такая технология тогда за рубежом еще не применялась.

В 1962 г. вентили, изготовленные по оригинальнои технологии, впервые применили на электровозах. Замена ртутных выпрямителей кремниевыми повысила надежность тягового подвижного состава. Тогда же завод совместно с Ленинградским физико-техническим институтом приступил к разработке силовых управляемых вентилеи, позволивших не т олько преобразовывать ток но и регулировать его параметры. Другими словами, появилась возможность изготовления преобразователей частоты тока и напряжения.

Е 1963 г. совместно с Мордовским научно-исследовательским электротехническим институтом разработаны первые в нашей стране управляемые симметричные вентили, превосходившие по своим характеристикам аналогичные зарубежные приборы. Были также созданы преобразователи для электровозов переменного тока. Сотрудничество с Чебоксарским электротехническим научно-исследовательским институтом позволило выпускать комплексные тиристорные устройства для управления электроприводом постоянного тока.

Разработанные Ленинградским физико-техническим ин> ги-тутом и Саранским заводом конструкции и технологии производства вентилей, а также прогрессивные схемы преобразования по своим электрическим параметрам превзошли зарубежные аналоги. За короткий срок в серийное производстве г^ыло запущено почти 20 типов отечественных полупроводниковых приборов. За это и исследование сложных полупроводниковых стоук-тур с “р — п” переходами группе работников завода в 196. г.

присуждена Ленинская премия.

Удовлетворять возраставший спрос на продукцию можно было за счет повышения производительности, улучшения условий труда и повышения качества силовых полупроводниковых приборов и преобразовательных устройств. Постепенно сложилась эффективная система управления качеством продукции изделий и технологии их производства, включавшая f себя аттестацию качества изделий, внедрение в производство новых стандартов, совершенных методов контроля, повышение квалификации рабочих и инженеров. Большая часть поступающих на предприятие материалов стала подвергаться входному контролю. Согласно стандарту ИСО-9001 на заводе контролируется весь спектр деятельности — буквально от маркетинга до утилизации.

К концу восьмидесятых годов на предприятии выпускалось почти 75 % продукции соответствовавшей лучшим мировым образцам. Чтобы удержаться на таком высоком уровне, конструкторы и технологи занялись разработкой и освоением производства запираемых тиристоров, мощных полевых транзисторов и силовых модулей, которые определяют прогресс преобразовательной техники.

евяностые годы принесли “Электровыпрямителю" трудно-L сти, соизмеримые с военными временами. Б сложившихся условиях нужно было не только не потерять достигнутые позиции в качестве продукции и технологии ее изготовления, но и определить рубежи для создания конкурентоспособной продукции среди свалившегося на нашу страну импорта силовой электроники.

И коллектив ‘Электровыпрямителя” принял вызов времени, стремясь достичь высокого качества и надежности при низких ценах. Как всегда, рассчитывать пришлось, прежде всего, на свои силы. Для этого имелись все основания: в научно-инженерных центрах и в цехах трудились высококвалифицированные специалисты, производственная база (одна из крупных и передовых в мире среди подобных предприятии) оснащена поогрессивным оборудованием, был накоплен многолетний опыт создания своей элементной базы и силовой полупроводниковой техники. Важную роль играют деловые взаимоотношения с заказчиками и учеными, которые имеют возможность экспериментировать с использованием оригинальных испытательных установок.

Производственно-технический потенциал завода раскрылся, в частности, в изготовлении продукции для локомотивостроения. Еще в шестидесятых годах установились самые тесные связи с Новочеркасским электровозостроительным заводом. Для выпускавшихся тогда электровозов переменного тока ВЛ60К поставлялись преобразователи на диодных лавинных выпрямителях ВЛ200, рассчитанных на ток 200 А. Они преобразовывали пере-
менный ток поступавший к тягозым электродвигателям, в постоянный. Так впервые начиналось широкое применение на локомотивах кремниевых выпрямителей, соответствовавших лучшим мировым достижениям.

Для электровозов большей мощности, ВЛ80Т и ВЛ80К, заводские конструкторы предложили преобразователи на штыревых диодах БЛ2С0. Затем в этих преобразователях применили приборы таблеточной конструкции, что позволяло значительно увеличить ток и напряжение при сокращении в 4 раза количества выпрямительных приборов. Разработки все более сильноточных выпрямителей повышали надежность системы установок за счет уменьшения в них числа элементов, что облегчало обслуживание. Так. конструкторы пришли к необходимости создания таблеточных полупроводниковых приборов. Это было реализовано в преобразователях ВУК-4000 для отечественных электровозов и ВОППД-4000 для экспортных.

Освоение производства управляемых тиристоров явилось большим скачком в применении преобразователей на железнодорожном транспорте. Для электровозов ВЛ80Р выпускались установки ВИП-2-2000, обеспечивавшие плавное рекуперативное торможение. Аналогичные свойства закладывались в ВИП-4000 для электровозов ВЛ85, предназначавшихся для эксплуатации в суровых условиях Байкало-Амурской магистрали.

Выпрямительно-инверторныи преобразователь ВИП-5600-УХЛ2 (рассчитанный на номинальную выходную мощность £5 кВт) отличался от предшественников тем, что в нем, кроме силового блока и блока питания, встраивался блок диагностики для контроля состояния всех узлов установки. Разработанное завод-чанами диагностическое устройство снижало трудоемкость обслуживания и ремонта, так как на табло, которое размещалось вне преобразователя, определялся выход из строя тиристора. Полная работоспособность преобразователя сохранялась за счет так называемого “горячего резерва”, т.е. увеличения мощности полупроводниковых приборов.

В связи с применением в локомотивостроении бесколлек-торных тяговых электродвигателей совместно с Коломенским и Новочеркасским заводами была разработана силовая преобразовательная установка СПУ-5700-42 для электровозов переменного тока ЭП200. Элементной базой послужили собственные быстродействующие высоковольтные тиристоры.

Преобразователь состоит из трех блоков: силового, питания и диагностики. Он рассчитан на мощность 5700 кВт и предназначен для преобразования однофазного переменного тока частотой 50 Гц в трехфазный, с регулированием частот ы для питания вентильных тяговых электродвигателей в режиме тяги, и для преобразования трехфазного тока переменной частоты в однофазный ток частотой 50 Гц в режиме рекуперативного торможения. Обеспечивается также плавное регулирование напряжения на обмотках возбуждения тяговых двигателей.

( 1996 г. заводской научно-инженерный центр “Преобразова-

* тель” вел разработки устройства с применением запираемых тиристоров для электровоза ЭП100. На основании проект ных работ и испытания модуля выявился ряд преимуществ: повышалась надежность преобразователя и эффективность электропривода за счет раздельного регулирования тяговых электродвигателей; снижались электрические потери, расход охлаждающего воздуха и мощность вентиляционной установки; упрощались инверторы тока за счет устранения их последовательного соединения; уменьшались габариты, вес и др.

Был создан технический проект комплекта статических преобразователей, в том числе электрические схемы вариантов тягового преобразователя и преобразователя собственных нужд, а также проведены электрические, вентиляционные и тепловые расчеты. Работы выполнялись с ориентированием на электровоз ЭП100, где предполагалось установить индивидуальные преобразователи на запираемых тиристорах и индивидуальные инверторы на каждый тяговый электродвигатель.
В 1997 г. МПС высказалось за применение не вентильных, а асинхронных тяговых двигателей. В общем-то правильное решение логически Бело к необходимости пересмотра технических требований и задания, но МПС этого не сделало, и, как ни странно, это послужило основанием для поекращения финансирования, а затем и самих работ по модульным преобразователям на запираемых тиристорах. Оказались пока невостребованными изготовленные и испытанные модули, пригодные для локомотивов с асинхронными тяговыми двигателями.

Ошибочное мнение об отсутствии возможности создания элементной базы в Саранске не соответствует действительности, является субьективно-конъюнктурным, необоснованно ущемляет авторитет инженеров Электровыпрямителя”, фактически направлено на дисквалификацию работников завода. Нельзя согласиться с точкой зрения бывшего директора Всероссийского научно-исследовательского института электровозостроения В.Г. Щербакова, высказанной в журнале ' Покомотив” № 11 за 1998 г.: “В России отсутствует необходимая элементная база для создания электровозов с бесколлекторными асинхронными тяговыми двигателями. Эти работы приходится вести с зарубежными фирмами”.

В действительности разработки “Электровыпрямителя” и элементная база находятся на уровне мировых достижений. Предпочтение зарубежным поставщикам не дает возможности российскому производителю выпускать и развивать свои проекты. В то же время финансируется расширение зарубежного производства, создаются рабочие места за границей.

Игнорирование отечественной продукции ведет к вынужденному застою творческой конструкторской и технологической мысли о применении и совершенствовании преобразовательной техники, к потере рабочими профессиональных навыков. Высказывания об отсутствии отечественной элементное базы не имеют под собой реальных оснований. Саранскому заводу по плечу выпуск модулей на основе полевых транзисторов (MOSFET) и биполярных транзисторов с запираемым затвором (IGBT).

Элементная база для создания передовой силовой преобразовательной техники в россии есть — саранский "Электровып-рямитель”. Он и сейчас не отстает в техническом уровне. Развитие производства сдерживается отсутствием заказов. По расчетам заводчан, чтобы в течение ipex лет вернуть свое почетное место в мирово^ 'полупроводниковой элите”, им нужна финансовая поддержка заказами. Этого времени будет достаточно, чтобы выпустить прогрессивные преобразователи до 2005 г., когда, по наметкам МПС. предполагается исчерпать избыток инвентарного локомотивного парка.

Нельзя забывать недавний горький урок эксплуатации и ремонта зарубежного подвижного состава на наших дорогах. После развала социалистического лагеря несколько отечественных организаций и предприятий выполняли в ускоренном темпе программу МПС по импортозамещению. Ныне новые заказы за рубежом создают опять те же трудности в обеспечении бесперебойной эксплуатации импортной техники. Хоть сразу, параллельно, создавай еще одну программу импортозамещения!

|аши предшественники в 1925 г. на XXXIV съезде инженеров подвижного состава и тяги пришли к заключению: “Постройка даже опытных, единственных, усовершенствованных дизель-электровозов предпочтительна на заводах Союза для возможности приобретения навыка и опыта как в дизелестрое-нии, так и в их электрооборудовании, прибегая к постройке за границей лишь в крайних случаях”.

При отстранении "Электровыпрямителя’ от отечественного локомотивостроения будет потеряна техническая независимость железнодорожного транспорта, следовательно, и страны. А ведь завод в сложных экономических условиях в кратчайшие сроки за счет своих собственных оборотных средств освоил выпуск мощных быстродействующих тиристоров и диодов, которые ранее изготовлялись в Эстонии, а также силовых полупроводнико-
вых приборов, производившихся Украиной и Киргизией. Теперь зэеод “Электровыпрямитель” может выпускать весь спектр силовой полупроводниковой техники.

Так, взамен выпрямительной установки типа УВК-5 на 84 штыревых диодах, которые поставлялись из Таллинна, в 1995 г. разработана установка В-ТПГ-6,3 на 36 таблеточных диодах, благодаря чему в 2 раза уменьшены габариты. С тех пор она используется Коломенским заводом для тепловозов ТЭП70. В 1996 г. для тепловозов ТЭМ7 создана установка В- ПП-11К на новой элементной базе из лавинных таблеточных диодов.

В 1997 г. государственной комиссии сдана выпрямительная установка В-ТПЕ-250/110 для питания обмоток возбуждения тяговых генераторов тепловозов. В том же году создан унифицированный преобразователь частоты ПЧ-ТТП-1000 для асинхронных тяговых двигателей тепловозов мощностью от 1200 до 4000 л.с. в секции для Брянского машиностроительного завода. Преобразователь выполнен по схеме трехфазного мостового выпрямителя и автономного инвертора тока с отсекающими диодами. Применено принудительное (встроенным вентилятором) охлаждение преобразователя.

Результаты стендовых испытании этого преобразователя, проведенные ВНИТИ, дали основания для опытной проверки его с асинхронным тяговым приводом тепловоза ТЭМ2 № 282 на Брянском машиностроительном заводе.

Освоение производства IGBT-модулей на ток 1200 А и напряжение 3300 В позволит оснащать тепловозы с асинхронными тяговыми двигателями более современным преобразовательным оборудованием на базе инвертора напряжения с высокочастотной (1 — 1,5 кГц) широтно-импульсной модуляцией.

Все достижения в преобразовательной технике основываются на силовых полупроводниковых приборах своего производства, над совершенствованием и обновлением которых трудятся специалисты завода. “Электровыпрямитель” может делать высоковольтные быстродействующие тиристоры с самыми сложными сочетаниями таких параметров, как блокирующие напряжения, прямой ток и время включения.

Изготовленные на заводе модули из IGBT-транзисторов сводят до минимума паразитные индуктивности в силовых цепях, за счет чего снижаются всплески перенапряжении и коммутационные потери в транзисторах при работе на высоких частотах. IGBT-модули завода “Электровыпрямигель” полностью взаимозаменяемы с аналогичными модулями таких зарубежных фирм, как “Сименс-’, “Семикрон”, "Мицубиси”, “Хитачи’' и др.

™ оскольку выпускаемые "Электровыпрямителем’ силовые полупроводниковые приборы соответствуют лучшим мировым образцам, завод уже много лет поставляет свою продукцию зарубежным потребителям. В последние годы объемы экспортных поставок растут. Среди партнеров — Китай. Южная Корея, Германия, Италия, Вьетнам, США, Пакистан, Швеция и другие страны. Всего их около 60. Завод экспортирует не только серииную продукцию. Значительную часть поставок выполняют с конструкторско-технологическими доработками, по дополнительным специальным требованиям заказчиков. А в Китае в городе Аньшань создано совместное предприятие “АНСА” по сборке саранских полупроводниковых модулей.

С 1998 г. в поставках за рубеж произошло качественное изменение: экспортируются не только силовые полупроводниковые приборы, но и преобразователи. Прибыль от экспортных поставок является существенной частью в общих доходах предприятия и способствует устойчивости его финансовой деятельности.

Уже второй год промышленное производство "Электровыпрямителя” прирастает почти на 20 %. Одновременно увеличивается зарплата работников. Это свидетельствует о правильном пути дальнейшего развития одного из флагманов отечественной промышленности.

О.Г. КУПРИЕНКО,

спец. корр. журнала

__________________
Телеграм-канал ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНИК

СЦБот

Эта тема была перенесена из раздела Журнал "Локомотив".

Перенес: Admin