2.4.1.0 «Теоретическая и прикладная электротехника»

Научная специальность 2.4.1 «Теоретическая и прикладная электротехника» в области технических наук представляет собой систему подготовки научно-педагогических кадров высшей квалификации, способных проводить фундаментальные и прикладные исследования в сфере теории электрических цепей и электромагнитного поля, а также электротехнических материалов и изделий на всех уровнях образования.

Подготовка аспирантов осуществляется в соответствии с современными тенденциями развития электротехники, включая междисциплинарный подход, интеграцию результатов научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в производственный процесс, цифровизацию и автоматизацию экспериментальных исследований, и формирование мультидисциплинарной компетенции. Основой является получение обучающимися фундаментальных знаний в областях: теория электромагнитного поля, теория электрических цепей, физика диэлектриков, а также глубоких практических знаний в моделировании, расчетах и оптимизации конкретных электротехнических устройств и элементов этих устройств. Концептуальной основой обучения в аспирантуре является интегративный подход к исследованию проблематики электромагнитных и электрофизических процессов в электротехнических устройствах, объединяющий достижения электрофизики, электроматериаловедения, теоретической электротехники и математической физики.

Обучение осуществляется с применением современных образовательных технологий и научно-исследовательских методов, обеспечивая системную подготовку исследователей в области теоретической и прикладной электротехники.

Направление исследований в соответствии с паспортом специальности:

1. Теоретические и экспериментальные исследования электромагнитных полей и процессов в электротехнических, электроэнергетических, информационных, управляющих и биологических системах

2. Анализ, синтез, оптимизация и диагностика электромагнитных полей и

электрических цепей

3. Математическое моделирование неэлектрических явлений и процессов с использованием электромагнитных аналогов

4. Теоретические и прикладные исследования электродинамических систем, интегрирующих объекты информационной и электротехнической природы

5. Изучение на стадиях от разработки до утилизации физико-химических процессов, определяющих свойства электротехнических и радиотехнических материалов и изделий в связи с их химическим составом, структурой и внешними условиями эксплуатации

6. Оптимизация параметров электротехнических, радиотехнических материалов и изделий, технологии их производства, эксплуатации и утилизации

7. Моделирование процессов проектирования, исследования, производства, эксплуатации и утилизации электротехнических и радиотехнических материалов, изделий на их основе

8. Повышение долговечности и надежности электротехнических и радиотехнических материалов и изделий на их основе

9. Разработка научных основ, анализ и экспериментальные исследования процессов преобразования (выпрямления, инвертирования, импульсного, частотного и фазочастотного регулирования и т. п.) в устройствах силовой электроники, создания схем и устройств и моделей силовой электроники, исследование свойств и принципов функционирования элементов схем и устройств.

10. Математическое и схемотехническое моделирование преобразовательных устройств, оптимизация преобразователей, их элементов и узлов

Ключевые особенности:

  • возможность проведения экспериментальных и теоретических исследований под руководством высококвалифицированных и опытных специалистов в области теоретической электротехники, электротехнических материалов;
  • возможность публикации промежуточных и конечных результатов исследований в отечественных и зарубежных научных журналах, в том числе журнале СПбПУ «Global Energy»;
  • возможность участия обучающихся во всероссийских и международных научно-практических конференциях, семинарах, форумах, в том числе «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» и «Конференция молодых исследователей в области электротехники и электроники (Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering)», «Современные технологии и экономика энергетики»;
  • возможность внедрения обучающимися разработок в области теоретической электротехники и электротехнических материалов, апробации авторских программ, специальных курсов, методики обучения специальным дисциплинам — конденсаторная техника, изоляция электрических машин, кабельная техника, физика диэлектриков, теория электрических цепей, теория электромагнитного поля, проводить учебные занятия по специальным дисциплинам, применять современные инновационные технологии в обучении.

Ключевыми особенностями обучения является всесторонний междисциплинарный подход, интегрирующий электротехническую, материаловедческую, физико-математическую и физико-химическую составляющие технического образования, обеспечивает формирование системного понимания электрофизических и электромагнитных процессов закономерностей их проявления в разнообразном электротехническом, электроэнергетическом, электрофизическом оборудовании и аппаратуре.

Целью обучения является подготовка высококвалифицированных исследователей, способных разрабатывать научно-технические основы методов анализа и синтеза устройств электротехники, электрофизики, устройств и систем электроэнергетики; исследовать физико-химические процессы, определяющие свойства электротехнических и радиотехнических материалов и изделий в связи с их химическим составом, структурой и внешними условиями; создавать новые электротехнические и радиотехнические материалы, системы электрической изоляции электроэнергетического, электротехнического и радиотехнического оборудования, кабелей и проводов, электрических конденсаторов, обладающих высоким качеством, низкой себестоимостью, высокой долговечностью, технологичностью, безопасностью в эксплуатации, проводить разработку методов диагностики и оптимизации параметров электротехнических и радиотехнических материалов и изделий, а также осуществлять экспертизу качества электротехнических материалов и изделий.

  • Анализ, синтез, оптимизация и диагностика электромагнитных полей и электрических цепей
  • Исследования электромагнитных полей и процессов в электротехнических, электроэнергетических системах
  • Математическое моделирование неэлектрических явлений и процессов с использованием электромагнитных аналогов
  • Математическое моделирование преобразовательных устройств, оптимизация преобразователей, их элементов и узлов
  • Теоретические исследования электродинамических систем
  • Прикладные исследования электродинамических систем
  • Схемотехническое моделирование преобразовательных устройств, оптимизация преобразователей, их элементов и узлов
  • Преподаватель-исследователь
  • научный сотрудник в области электроматериаловедения, теоретической электротехники, электрофизики
  • начальник исследовательской лаборатории
  • технический эксперт по электротехническим материалам и изделиям
  • технический консультант по конструированию электротехнического оборудования
  • специалист по расчету электромагнитных полей и электрических цепей и систем
  • специалист по проектированию и оптимизации электротехнических устройств и систем
  • специалист по проектированию и оптимизации конденсаторов, изоляционных систем и изделий
  • преподаватель СПО и ВПО, разработчик и руководитель образовательных программ, онлайн-курсов, стандартов в энергетике и электротехнике
  • эксперт, консультант в области энергетики и электротехники
  • Анализ электромагнитных и тепловых процессов сильноточных малоиндуктивных кабельных линий
  • Разработка технико-экономического подхода к разработке и оптимизации систем изоляции электрических машин
  • Исследование и анализ конструкции кабельных муфт высокого напряжения с применением новых композиционных материалов
  • Oптимизация конструкции изоляции лобовых частей обмотки статора турбогенератора
  • Оптимизация электрофизических свойств нетканых композиционных материалов
  • Исследование деградации контактных узлов металлопленочных конденсаторов и прогнозирование их работоспособности в условиях повышенных кратковременных электрических нагрузок
  • Электрофизические свойства термопластичных и термореактивных полиимидов
  • Исследование эффективности процесса самовосстановления металлоплёночных конденсаторов на основе полимеров различного химического состава
  • Исследование влияния механических нагрузок на характеристики электроизоляционных материалов
  • Исследование теплопроводящих высокотемпературных электроизоляционных компаундов для применения в качестве пропитки статора высокоудельных электрических машин
  • Новые методы и оптимизация режимов работы трехфазных сетей
  • Методы теории заземлителей для анализа электромагнитной совместимости и молниезащиты электрических подстанций
  • Исследование действия геомагнитных токов на энергосистемы и мероприятия по предотвращению системных аварий
  • Оценка влияния режимов работы на комплекс оборудования ударного генератора повышенной мощности
  • Исследование фундаментальных закономерностей электродинамического разрушения нанометровых металлических электродов и разработка нового поколения электрических конденсаторов для задач ресурсосберегающей электроэнергетики (грант РНФ)
  • Исследование электрической изоляции систем электропитания реактора ИТЭР
  • Разработка новых конструкции кабелей для питания установок электроцентробежного насоса (УЭЦН)
  • Разработка кабельных муфт нового поколения, модернизация концевых и соединительных муфт среднего и высокого класса напряжения
  • Разработка систем коронозащиты статорных обмоток вращающихся электрических машин
  • Изучение физико-механических свойств материалов системы электрической изоляции и систем крепления обмоток мощных турбогенераторов
  • Разработка систем электрической изоляции класса H (180 ℃) мощных высоковольтных генераторов
  • Исследование электрофизических характеристик керамических конденсаторов с целью оптимизации и модернизации текущих конструкций
  • Изучение энергоэффективности современных керамических материалов для создания новых конструкций импульсных электрических конденсаторов с повышенными удельными характеристиками
  • Повышение параметров элементов накопителей электрической и магнитной энергии на основе оптимизации их электрофизических и геометрических характеристик
  • Влияние экспериментально полученных форм импульса тока молнии на механические характеристики композитных структур
  • Мультифизические методы численного моделирования поля для решения задач электротехники
  • Оптимизация размещения в энергосистемах резервов активной мощности и устройств компенсации реактивной мощности и управление ими
  • Исследование абсорбционных свойств полиимидных диэлектриков
  • Расчет потерь энергии в металлопленочных конденсаторах
  • Разработка методики расчета активного сопротивления конденсаторного элемента
  • Оптимизация методов молниезащиты с учетом макромасштабной асимметрии молниевых разрядов
  • Управление энергией в микросетях с гибридными источниками энергии
  • Разработка и характеризация новых материалов для устройств хранения энергии конденсаторного типа
  • Научно-инжиниринговый центр перспективных систем электрической изоляции (НИЦ ПСЭИ)
  • Центр мощной импульсной энергетики, сверхсильных магнитных полей и перспективных материалов
  • Высоковольтные импульсные технологии
  • Физика диэлектриков
  • Научные лаборатории Института энергетики Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ)
Куракина Наталья Константиновна
Руководитель программы
Плотников Андрей Павлович
Плотников Андрей Павлович
Менеджер программы
Контакты