- Концепция построения асинхронного электропривода электромеханических систем с промежуточным сигналом, пропорциональным требуемому моменту, с использованием доступной информации о параметрах асинхронного двигателя и нагрузки. Сформулирован основной принцип оптимального частотно-токового управления асинхронным электроприводом электромеханических систем, заключающийся в получении требуемого момента по критерию энергосбережения.
- Методика преобразования уравнений линейной математической модели трехфазного АД в фазных координатных осях к системе координат d, q, позволяющая создать гипотетическую физическую модель ОЭМ и допускающая применение традиционных методик проектирования.
- Методика учета насыщения магнитопровода и потерь в стали в математической модели ОЭМ на основе трехфазного АД с помощью теории трансформатора и введением эквивалентных обмоток потерь в стали, позволяющая повысить точность расчетов при моделировании.
- Методика решения задачи оптимального частотно-токового управления асинхронными электроприводами, позволяющая учесть насыщение магнитопровода и потери в стали, по критерию минимума мощности потерь в обмотках и сердечниках двигателя, а также методика векторного управления, позволяющая учесть насыщение магнитопровода. Проведен синтез систем частотно-токового управления с учетом насыщения магнитопровода и потерь в стали, а также векторного управления с учетом насыщения магнитопровода.
- На основании анализа системных свойств разомкнутого асинхронного электропривода с силовым полупроводниковым преобразователем установлено, что данный электропривод обладает свойством полной управляемости; показано, что порядок управляемости дает качественную оценку динамики переменных состояния электропривода; существует возможность наблюдать токи короткозамкнутого ротора на основании измеряемых напряжений и токов фаз статора; получены уравнения функций чувствительности по параметрам электропривода, позволяющие оценить влияние отклонений параметров на процессы и характеристики асинхронного электропривода.
- Методика идентификации параметров и процессов асинхронного электропривода с использованием непрерывного градиентного метода поиска минимума определенно положительных функций от невязок уравнений электропривода, обеспечивающая адаптацию управляющих устройств к изменяющимся условиям функционирования.
1. Макаров В. Г. Асинхронный электропривод с оптимальными режимами работы: монография / В. Г. Макаров. – Казань: Казан. гос. технол. ун-т, 2010. – 300 с.
Статьи в научных изданиях из перечня ВАК РФ
2. Макаров В. Г. Применение теории обобщенной электрической машины к трехфазному асинхронному двигателю / В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2009. – № 11 – 12. – С. 84 – 97.
3. Макаров В. Г. Гипотетическая физическая модель обобщенной электрической машины на основе трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2010. – № 1 – 2. – С. 94 – 108.
4. Макаров В. Г. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2010. – № 3 – 4. – С. 88 – 101.
5. Макаров В. Г. Идентификация параметров и токов ротора трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2010. – № 7 – 8. – С. 101 – 116.
6. Макаров В. Г. Анализ точности математической модели трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2010. – № 11 – 12. – С. 115 – 124.
7. Афанасьев А. Ю. Математическая модель трехфазного асинхронного двигателя с учетом нелинейности магнитопровода / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2011. – № 1 – 2. – С. 93 – 100.
8. Макаров В. Г. Оптимальное управление токами трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Известия вузов. Проблемы энергетики. – 2011. – № 3 – 4. – С. 91 – 98.
9. Макаров В. Г. Оценивание параметров трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров, Ю. А. Яковлев // Вестник Казанского технологического университета. – 2010. – № 9. – С. 418 – 425.
10. Макаров В. Г. Анализ методов учета нелинейности магнитопровода и потерь в стали в математической модели асинхронного двигателя / В. Г. Макаров, В. А. Матюшин // Вестник Казанского технологического университета. – 2010. – № 11. – С. 171 – 179.
11. Макаров В. Г. Оптимальное управление токами электрических машин / В. Г. Макаров, В. А. Матюшин // Вестник Казанского технологического университета. – 2010. – № 11. – С. 186 – 195.
12. Макаров В. Г. Анализ состояния и перспективы развития работ по идентификации параметров электрических машин / В. Г. Макаров, Ю. А. Яковлев // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 1. – С. 134 – 144.
13. Макаров В. Г. Управляемость трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 5. – С. 90 – 95.
14. Макаров В. Г. Наблюдаемость трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 5. – С. 104 – 108.
15. Макаров В. Г. Чувствительность трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 5. – С. 112 – 117.
16. Макаров В. Г. Актуальные проблемы асинхронного электропривода и методы их решения / В. Г. Макаров // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 6. – С. 79 – 93.
17. Макаров В. Г. Анализ современного состояния теории и практики асинхронного электропривода / В. Г. Макаров // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 6. – С. 109 – 120.
18. Макаров В. Г. Анализ точности математической модели трехфазного асинхронного двигателя с учетом нелинейности магнитопровода / В. Г. Макаров, А. Ю. Афанасьев, В. А. Матюшин // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 5. – С. 124 – 131.
19. Макаров В. Г. Анализ точности математической модели трехфазного асинхронного двигателя с учетом нелинейности магнитопровода и потерь в стали / В. Г. Макаров, А. Ю. Афанасьев, В. А. Матюшин // Вестник Казанского технологического университета. Т. 14. – 2011. – № 6. – С. 100 – 104.
Статьи в других научных изданиях
20. Афанасьев А. Ю. Применение теории обобщенной машины для асинхронного электродвигателя с учетом нелинейности магнитопровода / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров, Е. В. Тумаева // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2008. – Вып. 15. – С. 40 – 51.
21. Макаров В. Г. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Электрика. – 2009. – № 10. – С. 32 – 37.
22. Макаров В. Г. Математическая модель асинхронного двигателя с позиций теории обобщенной машины / В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2009. – Вып. 16. – С. 62 – 71.
23. Афанасьев А. Ю. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2009. – Вып. 16. – С. 184 – 192.
24. Макаров В. Г. Анализ конструктивных свойств обобщенной электрической машины с помощью ее математической модели/ В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2009. – Вып. 17. – С. 8 – 15.
25. Макаров В. Г. Оптимальное управление токами трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Электрика. – 2010. – № 12. – С. 27 – 30.
26. Макаров В. Г. Наблюдаемость трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / В. Г. Макаров // Электрика. – 2011. – № 3. – С. 25 – 27.
27. Макаров В. Г. Управляемость разомкнутого электропривода с силовым полупроводниковым преобразователем и трехфазным асинхронным двигателем / В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2010. – Вып. 18. – С. 143 – 153.
28. Макаров В. Г. Наблюдаемость трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2010. – Вып. 18. – С. 154 – 160.
29. Афанасьев А. Ю. Математическая модель трехфазного асинхронного двигателя с учетом нелинейности магнитопровода и потерь в стали / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2010. – Вып. 18. – С. 161 – 173.
30. Макаров В. Г. Идентификация параметров и токов ротора трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2010. – Вып. 18. – С. 173 – 183.
31. Макаров В. Г. Оптимальное управление токами трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Электротехнические системы и комплексы». – 2010. – Вып. 18. – С. 184 – 193.
32. Афанасьев А. Ю. Оценка точности моделирования движения с помощью орбитальной погрешности / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Межвуз. сб. науч. тр. «Повышение надежности и энергоэффективности электротехнических систем и комплексов». – Уфа: УГНТУ, 2010. – С. 3 – 5.
Доклады и тезисы конференций
33. Макаров В. Г. Анализ способов задания кривых намагничивания сталей / В. Г. Макаров, Г. Ф. Кропачев, И. Р. Хайруллин // Сб. научн. тр. Всерос. научн.-техн. конф. «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий»: в 2 т. Т. 1. – Уфа: УГНТУ, 2007. – С. 211 – 218.
34. Афанасьев А. Ю. Конструктивные свойства гипотетической обобщенной электрической машины / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Тр. IХ Междунар. симп. «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение в республике Татарстан»: в 2 ч. Ч. 2. – Казань: АртПечатьСервис, 2008. – С. 200 – 206.
35. Макаров В. Г. Математическая модель трехфазного асинхронного двигателя с позиций теории обобщенной электрической машины / В. Г. Макаров // Сб. научн. тр. II Всерос. научн.-техн. конф. «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий»: в 2 т. Т. 1. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 81 – 88.
36. Афанасьев А. Ю. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Сб. научн. тр. II Всерос. научн.-техн. конф. «Электротехнологии, электропривод и электрооборудование предприятий»: в 2 т. Т. 1. – Уфа: УГНТУ, 2009. – С. 95 – 103.
37. Макаров В. Г. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров, Ю. А. Яковлев // Материалы IV междунар. научн.-практ. конф. «Наука и практика: проблемы, идеи, инновации». – Чистополь: ИНЭКА, 2009. – С. 235 – 237.
38. Афанасьев А. Ю. Определение конструктивных свойств обобщенной электрической машины на основе ее математической модели / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Материалы Всерос. научн.-практ. конф. «Инновации и высокие технологии XXI века»: в 2 т. Т. 1. – Нижнекамск: НХТИ КГТУ, 2009. – С. 180 – 184.
39. Макаров В. Г. Математическая модель асинхронного двигателя с учетом насыщения магнитопровода и вихревых токов / В. Г. Макаров // Сб. материалов XXI Всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»: в 2 ч. Ч. 1. – Казань: Отечество, 2009. – С. 69 – 71.
40. Макаров В. Г. Применение теории обобщенной электрической машины к трехфазному асинхронному двигателю / В. Г. Макаров // Сб. материалов XXI Всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»: в 2 ч. Ч. 1. – Казань: Отечество, 2009. – С. 73 – 75.
41. Макаров В. Г. Иерархический подход к оптимизации асинхронного электропривода / В. Г. Макаров // Сб. материалов XXI Всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»: в 2 ч. Ч. 1. – Казань: Отечество, 2009. – С. 292 – 293.
42. Макаров В. Г. Конструктивные свойства обобщенной электрической машины на базе трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Сб. тр. междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии»: в 3 ч. Ч. 1. – Тольятти: ТГУ, 2009. – С. 316 – 319.
43. Макаров В. Г. Оптимизация асинхронного электропривода с использованием иерархического подхода / В. Г. Макаров // Сб. трудов междунар. научн.-техн. конф. «Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии»: в 3 ч. Ч. 1. – Тольятти: ТГУ, 2009. – С. 327 – 329.
44. Макаров В. Г. Устройство идентификации параметров и токов ротора трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Сб. статей V междунар. научн.-техн. конф. с междунар. участ. «Прогрессивные технологии в современном машиностроении». – Пенза: Приволжский Дом знаний. – 2009. – С. 74 – 77.
45. Макаров В. Г. Идентификация параметров трехфазного асинхронного двигателя / В. Г. Макаров // Материалы Всерос. научн.-практ. конф. с междунар. участ. «Повышение эффективности электрического хозяйства потребителей в условиях ресурсных ограничений»: в 2 т. Т. 2. Электрооборудование и менеджмент. – М.: Технетика. – 2009. – С. 30 – 39.
46. Афанасьев А. Ю. Идентификация параметров и токов короткозамкнутого ротора трехфазного асинхронного двигателя / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров, Ю. А. Яковлев // Сб. докл. Х Междунар. симп. «Энергоресурсоэффективность и энергосбережение в республике Татарстан»: в 2 ч. Ч. 2. – Казань: Онегин, 2009. – С. 395 – 402.
47. Макаров В. Г. Оптимизация мощности потерь в обмотках асинхронного двигателя в зависимости от частоты скольжения / В. Г. Макаров // Сб. статей Междунар. научн.-практ. конф. «Энергосбережение, электромагнитная совместимость и качество в электрических системах». – Пенза: Приволжский Дом знаний. – 2010. – С. 55 – 62.
48. Афанасьев А. Ю. Исследование оптимальных зависимостей токов трехфазного асинхронного двигателя от частоты вращения / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Материалы Всерос. научн.-практ. конф. «Проблемы перехода к устойчивому развитию монопрофильных городов». – Казань: КГТУ, 2010. – С. 90 – 92.
49. Макаров В. Г. Чувствительность асинхронного электропривода / В. Г. Макаров // Труды IV Всерос. научн.-практ. конф. «Автоматизированный электропривод и промышленная электроника». – Новокузнецк: СибГИУ. – 2010. – С. 131 – 138.
50. Макаров В. Г. Наблюдаемость трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором / В. Г. Макаров // XL Всерос. науч.-практ. конф. «Федоровские чтения – 2010». – М.: МЭИ. – 2010. – С. 53 – 58.
51. Афанасьев А. Ю. Векторное управление скоростью трехфазного асинхронного двигателя с учетом насыщения магнитопровода / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Сб. материалов XXIII Всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»: в 2 ч. Ч. 1. – Казань: Отечество, 2011. – С. 74 – 76.
52. Афанасьев А. Ю. Анализ результатов решения задачи оптимизации мощности потерь в трехфазном асинхронном двигателе в зависимости от частоты скольжения / А. Ю. Афанасьев, В. Г. Макаров // Сб. материалов XXIII Всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»: в 2 ч. Ч. 1. – Казань: Отечество, 2011. – С. 72 – 74.
53. Макаров В. Г. Система векторного управления скоростью асинхронного двигателя с формированием оптимального потокосцепления ротора / В. Г. Макаров // Сб. материалов XXIII Всерос. межвуз. научн.-техн. конф. «Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий»: в 2 ч. Ч. 1. – Казань: Отечество, 2011. – С. 76 – 78.
Патент РФ на изобретение
54. Патент № 2392731 РФ. МПК Н02Р 7/06. Устройство оценивания параметров электродвигателя / В. Г. Макаров, А. Ю. Афанасьев, Ю. А. Яковлев; заявитель и патентообладатель Казан. гос. технол. ун-т. Заявл. 18.05.2009; опубл. 20.06.2010. Бюл. № 17. – 21 с.