Инженер треста “Норильскшахтсервис” Алексей КАРПОВ сконструировал новый тип аккумуляторного источника питания для  применения в  схемах автоматики  на  скипах подъемных установок. Разработка является достойным соперником аналога европейского производителя и позволяет существенно сэкономить.

Вот уже десять лет на руднике “Комсомольский” применяются немецкие никель-кадмиевые  аккумуляторные батареи iBA12-14, служащие источником питания электронных устройств, установленных на скипах  подъемных машин “Север” и “Юг”. Батареи обладают рядом важнейших характеристик, обусловивших их использование на горных предприятиях. Прежде всего это взрывобезопасное исполнение:  герметичный корпус из нержавеющей стали,  искробезопасное исполнение входных и выходных цепей, заливка внутренней полости батареи электроизоляционным компаундом. Также они имеют встроенное зарядное устройство. – Это отличные батареи, позволяющие решать задачи автономного питания  и на поверхности, и под землей, – рассказал инженер по наладке и испытаниям первой категории участка наладочных работ треста “Норильскшахтсервис”  Алексей Карпов. –  Однако наряду с достоинствами они имеют  и недостатки. Это необходимость больших временных затрат для заряда батарей (заряд малым током по требованиям взрывобезопасности),  относительно малое количество циклов заряда-разряда (в среднем 500–600 для никель-кадмиевых элементов) и другие. Но главный недостаток – высокая стоимость. Для полного заряда такой батареи от одного искробезопасного источника питания (1А, 12В) требуется  30 часов – это очень долго. Ее можно  заряжать и от двух источников питания, при этом  время заряда сокращается в два раза, поясняет инженер. Но, как правило, этого времени все равно не хватает для ее полной зарядки. Другая батарея, работающая в это время на скипе, успевает разрядиться,  и  потребуется ее  немедленная замена во избежание простоя подъема. Ситуация вынуждает устанавливать на скип недозаряженный элемент питания. С этими недостатками никель-кадмиевых “немцев” на руднике мирились достаточно долго, но недавно была выявлена и другая проблема – несоответствие  показаний  индикатора уровня заряда  реальной емкости источников питания. – Когда мы  начали проводить дефектацию батарей на скиповом “Комсомола”,  обнаружилось, что на некоторых батареях индикатор показывал максимальный заряд, а уже через пару часов формировался  сигнал “Заменить батарею”. Такие неполадки очень мешали работе, из-за них участились простои подъема.  Так, в одну из смен случилась ситуация, когда батареи, стоявшие на зарядке, еще не набрали и  половины заряда, а те, что на скипах, полностью разрядились. – Мы искали различные пути решения проблемы. Пробовали использовать свинцовые герметичные устройства, но они быстро разряжались и теряли емкость, требовали применения специализированных “зарядок”. Мы были вынуждены отказаться от этой идеи, – объяснил инженер. Хочешь сделать хорошо – сделай сам После того как все варианты решения проблемы были испробованы, но не принесли желаемого результата, Алексей Карпов решил сам создать источник питания. То, что задача оказалась ему по зубам, неудивительно: несмотря на небольшой стаж работы на производстве – всего пять лет, инженер имеет опыт научно-исследовательской деятельности на кафедре электропривода и автоматизации технологических процессов НИИ, звание доцента и ученую степень кандидата технических наук. По словам разработчика, достижение цели было бы невозможно без активного участия  в работе единомышленников – инженера по наладке и испытаниям второй категории Сергея Сидлецкого и электромеханика скипового подъема рудника “Комсомольский” Сергея Марченко. Первый экспериментальный вариант батареи был собран прямо на рабочем месте, в лаборатории, созданной на участке скипового подъема.  После многочисленных проверок и испытаний в рамках рацпредложения батарея была  установлена на скип и опробована  в деле. Результатом остались довольны. Увидевшее свет  “чудо техники” получило название iBPS12-20. По словам Алексея Карпова, он руководствовался главным принципом: новая батарея должна полностью заменить немецкую.  Первые опытные образцы даже размещались в их корпусах. Изобретатель ставил задачу получения высокой емкости и большого количества циклов заряда-разряда новой батареи при минимальных затратах. При этом она должна быть такой же безопасной, как и немецкая. Это крайне важно, потому как у никель-кадмиевых iBA12-14, сделанных в Германии, срок эксплуатации относительно мал при высокой цене. Исходя из этого, блок аккумуляторов своего устройства новатор реализовал на литий-феррумфосфатных аккумуляторных ячейках. – Этот вид аккумуляторов отличается полной пожаро- и взрывобезопасностью в отличие, например, от литий-ионных. При токах нагрузки  не более 1,5 А они практически не греются. Одно из самых главных преимуществ нашей батареи – количество циклов заряда-разряда, определяющее ресурс работы блока аккумуляторов. Оно составляет от  2000, а это, между прочим, практически в четыре раза больше, чем у немецких аналогов. Как следствие, теоретически ресурс функционирования нашей разработки может составить более 10 лет. При достижении количества циклов 2000  емкость батареи упадет на 20 процентов, но она останется работоспособной. Для реализации идеи была налажена прямая связь с производителем  аккумуляторных ячеек из Китая, любезно предоставившим нам копии сертификатов безопасности на свою продукцию. Эффект очевиден Разработка инженера Карпова применяется на подъеме, то есть в условиях, неопасных по газопылевым характеристикам. Несмотря на это, в ней все равно предусмотрены средства взрывозащиты, а именно искробезопасная выходная цепь, схемотехника которой в настоящее время патентуется. Важным достоинством является и то, что новинку можно питать большим током. – Это позволило нам питать батарею за короткое время. Если говорить точнее, током в 5 А в течение трех часов, после чего она работает 50–60 часов – гораздо дольше, чем немецкая модель, – говорит Карпов. В Заполярном филиале идею Карпова поддержали. Руководство участка наладочных работ ТНШС в лице Юрия Прокофьева  выделило деньги на закупку необходимых деталей, а начальник участка скипового подъема Александр Ефименко предоставил помещение для организации лаборатории по сборке и наладке устройств. – Алексей – грамотный специалист, отдающий все силы работе, – говорит Александр Ефименко. – Когда он предложил свою идею, его поддержали все. Каждому ясно, что новые батареи значительно выгоднее, причем не только финансово. У них большой срок службы, значит, трудозатрат будет гораздо меньше. Это очень упрощает работу. В настоящее время разработка Алексея Карпова проходит процедуру сертификации и патентования. И уже сейчас можно сказать, что ее применение даст ощутимый экономический эффект. Зная, что себестоимость разработки светлой головы с “Комсомольского” составляет 100 тысяч рублей, а цена источника питания, произведенного в Германии, – 800 тысяч рублей,  подсчитать выгоду несложно.