Моделирование отдельных режимов работы асинхронных двигателей приводов шахтных подъемников в среде Simintech

Рассмотрен реализованный авторами процесс моделирования отдельных режимов работы асинхронных двигателей приводов шахтных подъемников. Приведены впервые созданные модели, построены графические зависимости исследуемых электроэнергетических характеристик в среде SimInTech. Выдвинуто предположение о возможном исследовании в режиме реального времени пиковых нагрузок асинхронных двигателей приводов шахтных подъемников с целью повышения надежности работы технологических процессов горнодобывающих предприятий. Показано, что реализация программного обеспечения в качестве аппарата для исследования электроэнергетических характеристик электрооборудования предприятий горно-обогатительной отрасли и, в частности, моделирования режимов работы асинхронных двигателей с учетом доказанной ранее гипотезы о возможности моделирования различных аварийных режимов работы. Выполненные исследования создают определенный научно-практический задел в области моделирования с применением отечественного программного обеспечения различных режимов работы асинхронных двигателей, включая нештатные. Данные моделирования асинхронных двигателей приводов шахтных подъемников с учетом реализации предложенных моделей в режиме реального времени могут быть положены в основу машинного обучения элементов системы автоматизированного контроля и учета электроэнергии горного предприятия. Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что применение отечественного программного обеспечения SimInTech в качестве аппарата для моделирования режимов работы асинхронных двигателей приводов шахтных подъемников демонстрирует его преимущества перед существующими зарубежными аналогами.

Соколов A. A., Захаров М. В., Орлова Л. Г., Кукарцев В. В., Ступина А. А. Моделирование отдельных режимов работы асинхронных двигателей приводов шахтных подъемников в среде Simintech // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2026. – № 2. – С. 47–58. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_2_0_47.

Соколов Андрей Андреевич¹ — канд. техн. наук, и.о. директора, e-mail: anso@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0002-1127-9612,
Захаров Максим Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: mazakharov@sfedu.ru, ORCID ID: 0000-0002-0176-768X,
Орлова Любовь Герасимовна¹ — старший преподаватель, e-mail: lgorlova@sfedu.ru, ORCID ID: 0009-0001-3869-5501,
Кукарцев Владислав Викторович — канд. техн. наук, доцент, НОЦ Технологии искусственного интеллекта, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, e-mail: vlad_saa_2000@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6382-1736, 
Ступина Алена Александровна — д-р техн. наук, профессор, РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева Москва, Россия, Сибирский федеральный университет, Сибирская пожарно-спасательная академия ГПС МЧС, e-mail: h677hm@gmail.com, ORCID ID: 0000-0002-5564-9267,
¹ Филиал Южного федерального университета в г. Геленджике.

Соколов А.А., e-mail: anso@sfedu.ru.

1. Зиновьева О. М., Смирнова Н. А. К вопросу оценки надежности технических устройств на горных предприятиях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 1. — С. 157—168. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_1_0_157.

2. Баловцев С. В., Меркулова А. М. Комплексная оценка надежности зданий, сооружений и технических устройств горных предприятий // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2024. — № 3. — С. 170—181. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_3_0_170.

3. Komljenovic D., Groves W. A., Kecojevic V. J. Injuries in U.S. Mining operations — a preliminary risk analysis // Safety Science. 2008, vol. 46, no. 5, pp. 792—801. DOI: 10.1016/j.ssci.2007.01.012.

4. Kecojevic V., Komljenovic D., Groves W., Radomsky M. An analysis of equipment-related fatal accidents in U.S. Mining operations: 1995—2005 // Safety Science. 2007, vol. 45, no. 8, pp. 864—874. DOI: 10.1016/j.ssci.2006.08.024.

5. Соколов A. A., Орлова Л. Г., Башмур К. А., Кузьмич Р. И., Кукарцев В. В. Моделирование различных режимов работы трансформаторов, применяемых на подстанциях горнодобывающей промышленности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2023. —  № 11-1. — С. 278—291. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_111_0_278. 

6. Bertrand Galy, Laurent Giraud Risk mitigation strategies for automated current and future mine hoists. Safety Science. 2023, vol. 167, no. 4. DOI: 10.1016/j.ssci.2023.106267.

7. Lavrenov E. O., Temlyakova Z. S., Vilberger M. E., Toporkov D. M., Temlyakov A. A. Electrical asymmetry level influence on quality attributes of an induction motor // Journal of Physics: Conference Series. 2020, vol. 1661, no. 1, article 012118. DOI: 10.1088/1742−6596/1661/1/012118.

8. Shivkumar V. Ayer Modeling and Python simulation of magnetism for power electronics applications. Chapter 4 / Modeling and simulation of transformers. Electronic books: Engineering, Engineering (R0). Springer Cham. 2022, vol. 214, pp. 107—159. DOI: 10.1007/978-3-030-96768-0_4.

9. Liu J., Yao Q., Hu Ya. Predictive control for load frequency of hybrid power system with wind power and thermal power // Energy. 2019, vol. 172, no. 16, pp. 555—565. DOI: 10.1016/j.energy.2019.01.071.

10. Sigrist L., Rouco L. An induction motor model for system frequency response models // International Transactions on Electrical Energy Systems. 2017, vol. 27, article e2413. DOI: 10.1002/etep.2413.

11. Reza Khalili Senobari, Seyed Ebrahim Hosseini Kakolaki, Javad Sadeh Comprehensive experimental study on a wound-rotor asynchronous machine fault detection through frequency response analysis // International Journal of Electrical Power & Energy Systems. 2025, vol. 170, article 110852. DOI: 10.1016/j.ijepes.2025.110852.

12. Пронина А. К., Путилин К. П. К вопросу построения защиты асинхронного двигателя от внутренней несимметрии и внутренних коротких замыканий // Journal of Advanced Research in Technical Science. — 2019. — № 17−1. — С. 96—101. DOI: 10.26160/2474-5901-2019-17-96-101.

13. Суворов И. Ф., Романова В. В., Хромов С. В. Исследование влияния несимметрии фазных напряжений на режимы работы асинхронных двигателей в среде имитационного моделирования MATLAB/SIMULINK // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика. — 2016. — Т. 16. — № 3. — С. 72—83. DOI: 10.14529/power160309.

14. Kuznetsov S. M., Orlova I. V., Lisichko O. I. Theory and a posteriori practical methods for calculating the reliability of electrical equipment // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2019, vol. 560, no. 1, article 012135. DOI: 10.1088/1757−899X/560/1/012135.

15. Haiyang Li, Xiuquan Sun, Fengshou Gu, Ball A. D. Influence of manufactory asymmetrical squirrel rotor on motor current responses / 26th International Conference on Automation and Computing (ICAC), 2021. DOI: 10.23919/ICAC50006.2021.9594195.

16. Gritli Y., Rossi C., Rizzoli G., Zarri L., Tani A., Casadei D. Detection and localization of incipient high resistance connection for asymmetrical twelve—phase induction motor drives / IEEE 13th International Symposium on Diagnostics for Electrical Machines, Power Electronics and Drives (SDEMPED). 2021. DOI: 10.1109/SDEMPED51010.2021.9605521.

17. Вялкова С. А., Моргоева А. Д., Гаврина О. А. Разработка гибридной модели прогнозирования потребления электрической энергии для горно-металлургического предприятия // Устойчивое развитие горных территорий. — 2022. — Т. 14. — № 3. — С. 486—493. DOI: 10.21177/1998-4502-2022-14-3-486-493.

18. Martinez J. A., Mork B. A. Modeling of transformers for low and medium frequency transients — A review // IEEE Transactions on Power Delivery. 2005, vol. 20, no. 2, pp. 1625—1632. DOI: 10.1109/TPWRD.2004.833884.

19. Клюев Р. В., Босиков И. И., Гаврина О. А., Ляшенко В. И. Оценка эксплуатационной надежности электроснабжения развивающихся участков добычи руд на высокогорном руднике // Горные науки и технологии. — 2021. — Т. 6. — № 3. — С. 211—220. DOI: 10.17073/2500-0632-2021-3-211-220.

20. Жуковский Ю. Л., Лаврик А. Ю., Семенюк А. В., Васильков О. С. Потенциал управления электропотреблением в условиях изолированной энергосистемы удаленного населенного пункта // Устойчивое развитие горных территорий. — 2020. — Т. 12. — № 4. — С. 583—591. DOI: 10.21177/1998-4502-2020-12-4-583-591.

21. Karamov D. N., Suslov K. Structural optimization of autonomous photovoltaic systems with storage battery replacements // Energy Reports. 2021, vol. 7, pp. 349—358. DOI: 10.1016/ j.egyr.2021.01.059.

22. Соколов А. А., Мирошников А. С., Соколова Е. А. Алгоритмы управления устойчивостью системы «предприятие горно-металлургического комплекса — внешняя среда» // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 83—86. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.17.

23. Sokolov A. A., Fomenko O. A., Ignatev I. V. Development of algorithms for control and control of electric power parameters based on information-measuring system data // Journal of Physics: Conference Series. 2022, vol. 2176, no. 1, article 012076. DOI: 10.1088/1742-6596/2176/1/012076.

24. Morgoev I. D., Klyuev R. V., Morgoeva A. Methodology for detecting non-technical energy losses using an ensemble of machine learning algorithms // Computer Modeling in Engineering & Sciences. 2025, vol. 143, no. 2, pp. 1381—1399. DOI: 10.32604/cmes.2025.064502.