Технологические парки. Технопарк: что это такое

Одна из причин, по которой конструкторы проявляют интерес именно к бесколлекторным электродвигателям — это необходимость в высокооборотных моторах с небольшими размерами. Причём у этих двигателей очень точное позиционирование. В конструкции имеется подвижный ротор и неподвижный статор. На роторе находится один постоянный магнит или несколько, расположенных в определённой последовательности. На статоре же находятся катушки, которые создают магнитное поле.

Нужно отметить еще одну особенность — бесколлекторные электродвигатели могут иметь якорь, расположенный как внутри, так и на внешней стороне. Следовательно, два типа конструкции могут иметь определенное применение в различных сферах. При расположении якоря внутри получается добиться очень высокой скорости вращения, поэтому такие моторы очень хорошо работают в конструкциях систем охлаждения. В том случае, если устанавливается привод с внешним расположением ротора, можно добиться очень точного позиционирования, а также высокой устойчивости к перегрузкам. Очень часто такие моторы используются в робототехнике, медицинском оборудовании, в станках с частотным программным управлением.

Как работают моторы

Для того чтобы привести в движение ротор бесколлекторного электродвигателя постоянного тока необходимо использовать специальный микроконтроллер. Его не получится запустить таким же образом, как синхронную или асинхронную машину. При помощи микроконтроллера получается включить обмотки двигателя так, чтобы направление векторов магнитных полей на статоре и якоре были ортогональны.

Другими словами, при помощи драйвера получается регулировать который действует на ротор бесколлекторного двигателя. Чтобы переместить якорь необходимо осуществить правильную коммутацию в обмотках статора. К сожалению, обеспечить плавное управление вращением не получается. Зато можно очень быстро увеличить ротора электродвигателя.

Отличия коллекторных и бесколлекторных двигателей

Основное отличие заключается в том, что на бесколлекторных электродвигателях для моделей отсутствует обмотка на роторе. В случае с коллекторными электромоторами, на их роторах имеются обмотки. А вот постоянные магниты устанавливаются на неподвижной части двигателя. Кроме того, на роторе устанавливается специальной конструкции коллектор, к которому производится подключение графитовых щёток. С их помощью подается напряжение на обмотку ротора. Принцип работы бесколлекторного электродвигателя тоже существенно отличается.

Как работает коллекторная машина

Чтобы произвести запуск коллекторного двигателя, потребуется подать напряжение на обмотку возбуждения, которая расположена непосредственно на якоре. При этом образуется постоянное магнитное поле, которое взаимодействует с магнитами на статоре, в результате чего проворачиваются якорь и коллектор, закрепленный на нём. При этом подается питание на следующую обмотку, происходит повтор цикла.

Скорость вращения ротора зависит напрямую от того, насколько интенсивно магнитное поле, а последняя характеристика зависит напрямую от величины напряжения. Следовательно, чтобы увеличить или уменьшить частоту вращения, необходимо изменить напряжение питания.

Для реализации реверса потребуется только лишь изменить полярность подключения мотора. Для такого управления не нужно использовать специальные микроконтроллеры, изменять частоту вращения можно при помощи обычного переменного резистора.

Особенности бесколлекторных машин

Но вот управление бесколлекторным электродвигателем невозможно без использования специальных контроллеров. Исходя из этого, можно сделать вывод, что в качестве генератора моторы такого типа применяться не могут. Для эффективности управления можно отслеживать положение ротора с помощью нескольких датчиков Холла. При помощи таких несложных устройств получается значительно улучшить характеристики, но стоимость электродвигателя увеличится в несколько раз.

Запуск бесколлекторных моторов

Изготавливать микроконтроллеры самостоятельно нет смысла, намного лучшим вариантом окажется покупка готового, пусть и китайского. Но необходимо придерживаться следующих рекомендаций при выборе:

Учитывайте максимально допустимую силу тока. Этот параметр обязательно пригодится для различных видов работы привода. Характеристика часто указывается производителями непосредственно в названии модели. Очень редко указываются значения, характерные для пиковых режимов, в которых микроконтроллер не может работать продолжительное время.
Для продолжительной работы необходимо учитывать и максимальную величину напряжения питания.
Обязательно учитывайте сопротивление всех внутренних цепей микроконтроллера.
Обязательно нужно учитывать максимальное число оборотов, которое характерно для работы этого микроконтроллера. Обратите внимание на то, что он не сможет увеличить максимальную частоту вращения, так как ограничение сделано на уровне программного обеспечения.
Дешёвые модели микроконтроллерных устройств имеют импульсов в интервале 7...8 кГц. Дорогие экземпляры можно перепрограммировать, и этот параметр увеличивается в 2-4 раза.

Старайтесь подбирать микроконтроллеры по всем параметрам, так как они влияют на мощность, которую может развить электродвигатель.

Как осуществляется управление

Электронный блок управления позволяет провести коммутацию обмоток привода. Для определения момента переключения при помощи драйвера отслеживается положение ротора по датчику Холла, установленном на приводе.

В том случае, если нет таких устройств, необходимо считывать обратное напряжение. Оно генерируется в катушках статора, не подключенных на данный момент времени. Контроллер — это аппаратно-программный комплекс, он позволяет отслеживать все изменения и максимально точно задавать порядок коммутации.

Трехфазные бесколлекторные электродвигатели

Очень много бесколлекторных электродвигателей для авиамоделей выполняется под питание постоянным током. Но существуют и трехфазные экземпляры, в которых устанавливаются преобразователи. Они позволяют из постоянного напряжения сделать трехфазные импульсы.

Работа происходит следующим образом:

На катушку "А" поступают импульсы с положительным значением. На катушку "В" - с отрицательным значением. В результате этого якорь начнет двигаться. Датчики фиксируют смещение и подаётся сигнал на контроллер для осуществления следующей коммутации.
Происходит отключение катушки "А", при этом импульс положительного значения поступает на обмотку "С". Коммутация обмотки "В" не претерпевает изменений.
На катушку "С" попадается положительный импульс, а отрицательный поступает на "А".
Затем вступает в работу пара "А" и "В". На них и подаются положительные отрицательные значения импульсов соответственно.
Затем положительный импульс опять поступает на катушку "В", а отрицательный на "С".
На последнем этапе происходит включение катушки "А", на которую поступает положительный импульс, и отрицательный идет к С.

И после этого происходит повтор всего цикла.

Преимущества использования

Изготовить своими руками бесколлекторный электродвигатель сложно, а реализовать микроконтроллерное управление практически невозможно. Поэтому лучше всего использовать готовые промышленные образцы. Но обязательно учитывайте достоинства, которые получает привод при использовании бесколлекторных электродвигателей:

Существенно больший ресурс, нежели у коллекторных машин.
Высокий уровень КПД.
Мощность выше, нежели у коллекторных моторов.
Скорость вращения набирается намного быстрее.
Во время работы не образуются искры, поэтому их можно использовать в условиях с высокой пожарной опасностью.
Очень простая эксплуатация привода.
При работе не нужно использовать дополнительные компоненты для охлаждения.

Среди недостатков можно выделить очень высокую стоимость, если учитывать еще и цену контроллера. Даже кратковременно включить для проверки работоспособности такой электродвигатель не получится. Кроме того, ремонтировать такие моторы намного сложнее из-за их особенностей конструкции.

Для обозначения системы образовательных учреждений, инвестиционных фондов, производственных мощностей, государственных и частных предприятий, участвующих в разработке и внедрении новых технологий, используют термин «инновационная экосистема». В это понятие входит как инфраструктура, так и механизмы, и сообщества. Одной из важных структурных составляющих инновационной экосистемы являются технопарки, исследовательские парки при высших учебных заведениях.

Мировой опыт показал, что развитие инноваций связано со становлением малого инновационного предпринимательства, которое и зарождается в вузах и рядом с ними. Хотя далеко не всегда студенты получают диплом. Технопарки готовят одновременно и новые технологии, и кадры для корпораций, а также могут быть использованы для развития конкретных отраслей и борьбы с «кадровым голодом». Среди механизмов, которые используют для этого, можно назвать гранты, налоговые льготы и недорогую аренду помещений.

Если ваша компания работает или работал в российских или зарубежных технопарках – отметьтесь, пожалуйста, в комментариях, и расскажите о своём опыте.

США

В 1971 году журналист Дон Хефлер начал публиковать серию статей «Кремниевая долина США», и этот заголовок определил название известной по всему миру территории в Сан-Франциско. Это место и раньше отличалось обилием передовых технологий. В 1909 году в Сан-Хосе была открыта первая радиостанция в США, а годом позже – Federal Telegraph Corporation в Пало-Альто. Компания FTC в следующие десять лет создавала первую в мире глобальную радиосеть. После того, как ВМС США разместили на побережье ангар с дирижаблями, вокруг авиабазы выросли технологические компании для обслуживания её нужд. После закрытия программы развития дирижаблей место авиабазы занял Национальный Консультативный Совет Аэронавтики, предшественник НАСА, который также занимался перспективными исследованиями в области авиации.

После Второй мировой войны, когда в Стэнфорде резко увеличилось количество студентов, университету потребовались дополнительные финансы. Продать 32 квадратных километра земли было нельзя из-за завещания основателя университета. Профессор Фредерик Эммонса Терман нашёл другой способ – начать сдавать землю в долгосрочную аренду под офисы и производства. К арендаторам предъявлялось важное требование: они должны были быть высокотехнологичной компанией. Теперь студенты могли найти работу рядом с местом обучения. Так появился первый в США технопарк – Стэнфордский индустриальный парк. Одними из первых в нём открылись офисы Eastman Kodak, General Electric, Shockley Semiconductor Laboratory, Lockheed. Да и Hewlett-Packard вскоре открыла здесь свой новый офис.

На территории технопарка действуют более 20 исследовательских институтов и 40 корпоративных исследовательских центров.

СССР и Россия

В конце 1980-х и начале 1990-х годов в России началось формирование первой волны научных и технологических парков. Такие парки стали рассматривать в качестве подразделений вузов. Первый технопарк в Российской Федерации был создан в 1990 году – это Томский научно-технологический парк. В том же году на первом в стране международном семинаре по технопаркам было принято решение об учреждении ассоциации научно-технологических парков на базе вузов – ассоциации «Технопарк ».

Томский международный деловой центр «Технопарк» располагает инфраструктурой для проведения выставок – площадями, конференц-залом, транспортом и оборудованием. В нём находится Томский региональный центр трансфера технологий (ТРЦТТ), помогающий малым наукоёмким предприятиям продвигать инновационные разработки и продукцию на рынок.

Технопарк и центр трансфера технологий работают в «особой экономической зоне технико-внедренческого типа», созданной в 2005 году. С 2005 по 2015 годы резиденты ОЭЗ произвели продукцию на 8,3 млрд рублей, заплатили налоги в бюджеты всех уровней на сумму 1,4 млрд рублей даже с учётом льгот по налогообложению. По данным на 2015 год на территории особой экономической зоны создано более 2 тыс.рабочих мест со средней зарплатой в 45 тыс. рублей без учёта руководителей, при том что средняя зарплата по Томску в 2015 году составила 33 300 рублей. Всего на тот момент в зоне работали 67 компаний.

Базой для создания технопарков изначально становились академгородки, в которых уже была сформирована экосистема. Например, в СССР в 1956 году был создан Академгородок в Новосибирске. Новосибирский научный городок, который до появления понятия «Кремниевой долины» называли «Золотой Долиной», успешно действует и сейчас.

Леван Татунашвили работает советником по инновациям Новосибирского государственного университета и заместителем генерального директора технопарка одновременно. Он уверен, что нельзя рассматривать НГУ без академгородка и сообщества, которое сформировалось на их базе за последние 60 лет. Сам по себе университет – это набор аудиторий, который реализуется за счёт существующей в академгородке экосистемы. А 50% руководителей инновационных и крупных компаний в технопарке – либо заведующие кафедры, либо сотрудники университета. В этом случае сложно провести грань, какая часть инноваций относится к университету, а какая – к технопарку. Поэтому Татунашвили придерживается формулировки «Сделано в академгородке», а не в НГУ или технопарке.

В начале 60-х первым информационно-технологическим центром СССР стал подмосковный Зеленоград, задуманный поначалу всего лишь как вынесенный за пределы Москвы «город-спутник». В Зеленограде Московский институт электронной техники готовил специалистов, научно-исследовательские институты и конструкторские бюро разрабатывали техпроцессы, компоненты, узлы и целостные электронные системы и программное обеспечение, а заводы принимали результаты разработок в опытное и серийное производство.

Почти всё население 130-тысячного города работало на предприятиях микроэлектроники или городского хозяйства. В США этот город иногда называли

Первый вузовский технопарк появился в 1947 году в США в городе Бостон. Десятилетний опыт работы этого первого, а также появившихся вслед за ним вузовских технопарков, был столь успешным, что начиная с семидесятых годов число технопарков начало стремительно расти.

Технопарки функционируют в общем поле так называемых зонтичных структур.

Эти структуры (к которым относятся также бизнес-инкубаторы, инновационные центры, инжиниринг-центры и др.) призваны обслуживать начинающих предпринимателей, ученых, разработчиков, инженеров с целью обеспечить быстрое и прямое внедрение разработок и бизнес-планов. Специфика технопарка - научные, конструкторские и технологические разработки, связанные с высокими технологиями (hi-tech).

Автор идеи представляет администрации технопарка свой проект, написанный в виде бизнес-плана. Если проект одобряется, то с автором заключается контракт обычно на 2 - 3 года (в течение которых он может быть и расторгнут, если стороны не выполняют записанных в нем условий) и автор становится клиентом технопарка. Ему предоставляют «ячейку» - производственный модуль технопарка, где он и работает. Клиенты технопарков на льготных условиях пользуются телекоммуникационными услугами, бухгалтерией, консультациями управленцев, юристов и т. п., причем тут же, на месте. Нет необходимости искать нужного специалиста на стороне - все они здесь имеются. Для оплаты этих услуг и других расходов, связанных с выполнением проекта, клиенты получают от технопарка кредит (иногда его предоставляют банки или заинтересованные фирмы). Все это входит в перечень сервисных услуг технопарка. В этом и заключается зонтичность. Этот сервис становится эффективным и начинает приносить доход технопарку (а значит, и вузу или научному центру, обычно учреждающему технопарк), когда проекты будут наиболее эффективными и прибыльными.

Наиболее организационно близкой технопарку структурой является бизнес-инкубатор. Он, однако, не возникает на базе вуза или научного центра, а полностью ориентирован на посторонних клиентов. Это чисто коммерческая структура, призванная оживлять малый бизнес, и потому она часто субсидируется государством (в США, Финляндии, Швеции и др.). Инкубатор не ориентирован исключительно на hi-tech, что обязательно для технопарка, а может реализовывать самые разные проекты, например, в торговле. Большинство клиентов технопарка так никогда и не станут бизнесменами - они выполнят проект, внедрят свою разработку и вернутся в научную лабораторию. Инкубатор же готовит бизнесменов.

Начиная с 1990 года, вузовские технопарки стали появляться в России.

Несмотря на сильные различия в экономических условиях разных стран имеется одна универсальная причина появления технопарков в государственных вузах. Эта причина кроется в том, что для обеспечения наиболее благоприятных условий для развития вузы создают многоканальные системы финансирования своей деятельности.

Первой основной компонентой этой системы является государственное (федеральное) финансирование учебной и научной деятельности.

Вторая компонента - это пополнение бюджета вуза за счет ведения научных исследований - НИЧевская составляющая. Основной задачей НИЧ является организация научных исследований в различных областях науки и техники. Такое положение вещей было, есть и будет. Однако некоторые направления исследований получают столь мощное развитие, что требуют качественно новой экспериментальной или даже производственной базы. Таким образом, эти направления перерастают рамки НИЧ и для своего дальнейшего развития требуют образования юридического лица - либо в форме НИИ, либо в форме УНЦ, либо в форме малого предприятия.

Объединение подобных юридических лиц и создают технопарк.

Третья компонента - за счет ведения образовательной деятельности на коммерческой основе (коммерческий прием, различные образовательные услуги).

Четвертая компонента - за счет производственной деятельности технического вуза (технопарк).

Пятая - по международным связям, финансирования по международным программам, спонсорская помощь и так далее.

Основу деятельности технопарка составляет производственная деятельность. Для решения специфических задач, связанных с осуществлением этой деятельности создаются отдельные юридические лица - малые предприятия. Эти малые предприятия, будучи изолированными друг от друга, попадают в довольно сложную ситуацию, ибо они имеют весьма ограниченные финансовые, технические, кадровые и прочие возможности. По этой причине малые предприятия имеют тенденцию к образованию объединений, которые получили название - технологический парк или, сокращенно, технопарк. Итак, технопарк - это объединение малых вузовских фирм, имеющее целью создание общей системы экономико-правового обслуживания, технического обслуживания, а также общей системы инвестиций и общей системы ведения инновационной деятельности. Иными словами, технопарк - это дружественная среда, в которой обеспечивается высокая выживаемость малых вузовских фирм наукоемкого производства, благоприятные условия для их развития. Для справки сообщу, что в экономически благополучной Финляндии 2/3 малых фирм развивается в течение пяти лет, если их оставить без поддержки, без дружественной среды обитания.

Несмотря на то, что технопарки существуют более полувека, на данный момент не существует общепринятого их определения или устоявшейся классификации. Международная ассоциация технологических парков в начале 2002 года предложила следующее определение:

"Технологический парк - это организация, управляемая специалистами, главной целью которых является увеличение благосостояния местного сообщества посредством продвижения инновационной культуры, а также состязательности инновационного бизнеса и научных организаций. Для достижения этих целей технопарк стимулирует и управляет потоками знаний и технологий между университетами, научно-исследовательскими институтами, компаниями и рынками. Он упрощает создание и рост инновационным компаниям с помощью инкубационных процессов и процессов выведения новых компаний из существующих (spin-off processes). Технопарк помимо высококачественных площадей обеспечивает другие услуги".

Такое широкое определение технопарка имело своей целью объять все существующие в мире модели. Таким образом данное определение задает минимальный набор стандартов и требований для соискателя на звание "технологический парк". Международная ассоциация технопарков особо отмечает эквивалентность таких понятий как "технологический парк", "технопол", "технологический ареал", "исследовательский парк" и "научный парк". В Великобритании обычно используют термин "научный парк", в США - "исследовательский парк", в России - "технопарк".

Организации, призванные стимулировать создание технологических парков на своей территории определяют их более конкретно. Так, Инновационный совет Квинслэнда предлагает следующую формулировку:

"Технологический парк - это юридическое лицо, созданное для более адекватного использования научных и технологических ресурсов для улучшения экономической базы региона. Миссией технопарка является стимулирование регионального развития, деиндустриализации, а также упрощение реализации коммерческих и промышленных инноваций. Деятельность технопарка обогащает научную и/или техническую культуру региона, создает рабочие места и добавленную стоимость".

Некоторые исследователи помимо собственно технопарков выделяют также их подвиды:
- технологические инкубаторы,
- научные / исследовательские парки,
- технологические ареалы.

Технологические инкубаторы специализируются на коммерциализации научных и коммерческих разработок. Даже в случае финансовой независимости, как правило, располагаются в пределах существующего технопарка. Научные / исследовательские парки имеют более тесные, чем у технопарков, связи с университетами и в них концентрируются высокообразованные кадры и большие объемы наукоемких исследований. Технологические ареалы - это целый кластер взаимозависимых предприятий, работающих в общей и / или связанных отраслях, и расположенных в одном географическом регионе. Эти предприятия делят общую инфраструктуру, рынок труда и услуг и имеют дело со схожими возможностями и угрозами.

Существует несколько организационных форм, в которых успешно функционируют технопарки. Университет или НИИ могут быть единственным учредителем технопарка. Более часто встречается вариант, при котором парк имеет от 2 до 20 учредителей. Этот механизм управления значительно сложнее механизма с одним учредителем, однако считается более эффективным, особенно с точки зрения доступа к различным источникам финансирования. В случае нескольких учредителей формируется либо совместное предприятие, либо общество с ограниченной ответственностью. При этом вклад каждого из учредителей зависит от его ресурсов и обычно состоит в следующем:

вуз - передача технологий, земля, оборотный капитал;
местная администрация - земля, инфраструктура, гранты;
банк - капиталовложения, финансовая экспертиза, венчурный капитал;
промышленные предприятия - земля, инфраструктура, капиталовложения, экспертиза проектов.

Однако, вне зависимости от форм организации успешно функционирующий технопарк может внести существенный вклад в экономику региона за счет:

Стимулирования экономического роста региона
Диверсификации местной экономики, что делает ее более устойчивой
Развития успешных компаний малого и среднего бизнеса
Увеличение доходов местного бюджета.

Технопарки функционируют в общем поле так называемых зонтичных структур.

Если проект одобряется, то с автором заключается контракт обычно на 2 - 3 года (в течение которых он может быть и расторгнут, если стороны не выполняют записанных в нем условий) и автор становится клиентом технопарка. Ему предоставляют "ячейку" - производственный модуль технопарка, где он и работает. Клиенты технопарков на льготных условиях пользуются телекоммуникационными услугами, бухгалтерией, консультациями управленцев, юристов и т. п., причем тут же, на месте. Нет необходимости искать нужного специалиста на стороне - все они здесь имеются. Для оплаты этих услуг и других расходов, связанных с выполнением проекта, клиенты получают от технопарка кредит (иногда его предоставляют банки или заинтересованные фирмы). Все это входит в перечень сервисных услуг технопарка. В этом и заключается зонтичность. Этот сервис становится эффективным и начинает приносить доход технопарку (а значит, и вузу или научному центру, обычно учреждающему технопарк), когда проекты будут наиболее эффективными и прибыльными.

Начиная с 1990 года, вузовские технопарки стали появляться в России.

Объединение подобных юридических лиц и создают технопарк.

Четвертая компонента - за счет производственной деятельности технического вуза (технопарк).

Пятая - по международным связям, финансирования по международным программам, спонсорская помощь и так далее.

Основу деятельности технопарка составляет производственная деятельность. Для решения специфических задач, связанных с осуществлением этой деятельности создаются отдельные юридические лица - малые предприятия. Эти малые предприятия будучи изолированными друг от друга попадают в довольно сложную ситуацию, ибо они имеют весьма ограниченные финансовые, технические, кадровые и прочие возможности. По этой причине малые предприятия имеют тенденцию к образованию объединений, которые получили название - технологический парк или, сокращенно, технопарк. Итак, технопарк - это объединение малых вузовских фирм, имеющее целью создание общей системы экономико-правового обслуживания, технического обслуживания, а также общей системы инвестиций и общей системы ведения инновационной деятельности. Иными словами, технопарк - это дружественная среда, в которой обеспечивается высокая выживаемость малых вузовских фирм наукоемкого производства, благоприятные условия для их развития. Для справки сообщу, что в экономически благополучной Финляндии 2/3 малых фирм развивается в течение пяти лет, если их оставить без поддержки, без дружественной среды обитания.