<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Modern Transportation Systems and Technologies</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Modern Transportation Systems and Technologies</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Инновационные транспортные системы и технологии</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="electronic">2782-3733</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">Eco-Vector</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">682000</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.17816/transsyst682000</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Original studies</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Оригинальные статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">Asynchronous motor fault detection using machine learning algorithms</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Определение неисправностей асинхронных двигателей с помощью алгоритмов машинного обучения</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="spin">4284-3319</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Sereda</surname><given-names>Evgeny G.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Середа</surname><given-names>Евгений Геннадьевич</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Cand. Sci. (Tech.), Senior specialist</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>кандидат технических наук, старший специалист</p></bio><email>evgeniy.sereda@rackfork.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0009-0001-2408-1840</contrib-id><contrib-id contrib-id-type="spin">1594-5049</contrib-id><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Solovyov</surname><given-names>Andrey S.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Соловьев</surname><given-names>Андрей Сергеевич</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><bio xml:lang="en"><p>Post graduate student, test engineer</p></bio><bio xml:lang="ru"><p>аспирант, инженер по испытаниям</p></bio><email>vgvhyjh@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">LLC “RackFork”</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">ООО «Рэкфорк»</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">JSC “Power machines”</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">АО «Силовые машины»</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2025-07-04" publication-format="electronic"><day>04</day><month>07</month><year>2025</year></pub-date><volume>11</volume><issue>2</issue><issue-title xml:lang="en"/><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>261</fpage><lpage>272</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-06-03"><day>03</day><month>06</month><year>2025</year></date><date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-06-03"><day>03</day><month>06</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2025, Sereda E.G., Solovyov A.S.</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2025, Середа Е.Г., Соловьев А.С.</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Sereda E.G., Solovyov A.S.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Середа Е.Г., Соловьев А.С.</copyright-holder><ali:free_to_read xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/"/><license><ali:license_ref xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0</ali:license_ref></license></permissions><self-uri xlink:href="https://transsyst.ru/transj/article/view/682000">https://transsyst.ru/transj/article/view/682000</self-uri><abstract xml:lang="en"><p><bold>BACKGROUND.</bold> Machine learning methods are effective advanced means ensuring the operability of various engineering systems, including test systems. As statistics on faults accumulate, test systems based on machine learning algorithms provide higher prediction accuracy and do not require expensive test equipment and skilled personnel.</p> <p><bold>AIM. </bold>To develop a test system capable of both determining the fault and assessing its extent with high accuracy.</p> <p><bold>MATERIALS AND METHODS.</bold> The subject of the study is a three-phase asynchronous motor with a squirrel cage rotor; machine learning methods are used to achieve the goal.</p> <p><bold>RESULTS. </bold>Using the example of interturn faults in the stator winding, the authors demonstrate that it is possible to detect the fault and its extent even at the initial stage (with a few short-circuited turns) with an accuracy of at least 95%.</p> <p><bold>CONCLUSION. </bold>Machine learning methods allow to develop effective and affordable test systems that are versatile, highly accurate, and do not require skilled personnel.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p><bold>Обоснование. </bold>Методы машинного обучения представляют собой современное и эффективное средство обеспечения функционирования различных технических систем, в том числе систем диагностирования. По мере накопления статистических данных о неисправностях диагностические системы, построенные на алгоритмах машинного обучения, обеспечивают более высокую точность прогнозирования и при этом не требуют дорогостоящего диагностического оборудования и высокой квалификации персонала.</p> <p><bold>Цель.</bold> Разработка диагностической системы, способной не только определять наличие неисправности, но и с высокой точностью оценивать степень ее развития.</p> <p><bold>Материалы и методы. </bold>Объектом исследования является трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; для достижения поставленной цели используются методы машинного обучения.</p> <p><bold>Результаты. </bold>На примере межвиткового короткого замыкания в обмотке статора показана возможность определения неисправности и степени ее развития даже на начальном этапе (при малом числе короткозамкнутых витков) с точностью не менее 95%.</p> <p><bold>Заключение. </bold>Методы машинного обучения позволяют создавать эффективные и недорогие диагностические системы, отличающиеся универсальностью, высокой точностью и не требующие высококвалифицированного персонала.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>testing</kwd><kwd>machine learning</kwd><kwd>asynchronous motor</kwd><kwd>interturn winding fault</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>диагностика</kwd><kwd>машинное обучение</kwd><kwd>асинхронный двигатель</kwd><kwd>межвитковое замыкание обмотки</kwd></kwd-group><funding-group/></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kotelents NF, Akimova NA, Antonov MV. Ispytania, ekspluatatsia i remont elektricheskikh mashin. Moscow: Akademia; 2003. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Котеленец Н.Ф., Акимова Н.А., Антонов М.В. Испытания, эксплуатация и ремонт электрических машин. М.: Академия, 2003.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B2"><label>2.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Dorokhina ES, Goldovskaya AA, Girnik AS. A Way To Predict The Residual Lifetime Of Induction Traction Electric Motors. Journal of Machinery Manufacture and Reliability. 2019;48(4):336-339. (Russ., Engl.) doi: 10.1134/S0235711919040060</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Дорохина Е.С., Голдовская А.А., Гирник А.С. Прогнозирование остаточного ресурса асинхронных электродвигателей // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2019. № 4. С. 63-67.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B3"><label>3.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Vorobiev VE, Kucher VIa. Prognozirovanie sroka sluzhby elektricheskikh mashin. St.-Petersburg: SZTU, 2004. 56 p. (In Russ.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Воробьев В.Е., Кучер В.Я. Прогнозирование срока службы электрических машин. СПб: СЗТУ, 2004.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B4"><label>4.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ryzhova EL, Kim KK, Ivanov SN. Evaluation оf Traction Motor Reliability Based On The State Of Winding Electrical Insulation. Učenye zapiski Komsomol’skogo-na-Amure gosudarstvennogo tehničeskogo universiteta. 2023; 5(69):8-14. (In Russ.). doi: 10.17084/20764359-2023-69-8</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Рыжова Е.Л., Ким К.К., Иванов С.Н. Оценка надежности тяговых двигателей на основе состояния электрической изоляции обмотки // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. 2023. № 5 (69). С. 8-14.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B5"><label>5.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Miasoedova MA, Mamonova LG. Analiz sovremennykh metodov diagnostiki elektrooborudovania. In: Proceedings of the 2nd All-Russian Scientific and Practical Conference “Technologii, mashiny i oborudovanie dlya agropromyshlennogo kompleksa”. 2024 June 5. Kursk: Universitetskaya Kniga. 2024:81-84. (In Russ.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Мясоедова М.А., Мамонова Л.Г. Анализ современных методов диагностики электрооборудования. В кн.: Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса: сборник научных статей 2-й Всероссийской научно-технической конференции, Курск, 05 июня 2024 года. Курск: Университетская книга, 2024. С. 81-84.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B6"><label>6.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Koroleva EB, Kurmashev SM, Kim KK, Tkachuk AA, Kuznetsov AA. Devices for express diagnostics of power semiconductor devices and semiconductor converters. Omsk Scientific Bulletin. 2023;2(186):119-125. (Russ., Engl.) doi: 10.25206/1813-8225-2023-186-119-125</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Королева Е.Б., Курмашев С.М., Ким К.К., и др. Устройства экспресс-диагностирования силовых полупроводниковых приборов и полупроводниковых преобразователей // Омский научный вестник. 2023. № 2 (186). С. 119-125.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B7"><label>7.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Siddique A, Yadava G, Singh B. A Review of Stator Fault Monitoring Techniques of Induction Motors. IEEE transactions on energy conversion. 2005;20(1):106-114. doi: 10.1109/TEC.2004.837304</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Siddique A., Yadava G., Singh B. A Review of Stator Fault Monitoring Techniques of Induction Motors // IEEE transactions on energy conversion. 2005. Vol. 20, N. 1. P. 106-114. doi: 10.1109/TEC.2004.837304</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B8"><label>8.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Villada F, Cadavid D, Munoz N, et al. Fault Diagnosis in Induction Motors Fed by PWM Inverters. In: 4th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2003. SDEMPED; 2003:229-234. doi: 10.1109/DEMPED.2003.1234578</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Villada F., Cadavid D., Munoz N., et al. Fault Diagnosis in Induction Motors Fed by PWM Inverters. In: 4th IEEE International Symposium on Diagnostics for Electric Machines, Power Electronics and Drives, 2003. SDEMPED, 2003. P. 229-234. doi: 10.1109/DEMPED.2003.1234578</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B9"><label>9.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Ryzhova EL, Osipov VYu. The use of technical means for diagnosing traction engines of rolling stock. Modern Transportation Systems and Technologies. 2024;10(4):556-576. doi: 10.17816/transsyst635142557</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Рыжова Е.Л., Осипов В.Ю. Применение технических средств диагностирования тяговых двигателей подвижного состава // Инновационные транспортные системы и технологии. 2024. Т. 10, № 4. С. 556-576. EDN: GOMQNE doi: 10.17816/transsyst635142</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B10"><label>10.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Salnikov SV, Solodkiy EM, Vishnyakov DD, et al. Diagnostika asinhronnogo dvigatelia na osnove mashinnogo obuchenia. In: Proceedings of the XXVI International Conference on soft Computing and Measurements SCM-2023. 2023 May 24-26. St. Petersburg: SPBGETU “LETI”; 2023.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Сальников С.В., Солодкий Е.М., Вишняков Д.Д., и др. Диагностика асинхронного двигателя на основе машинного обучения. В кн.: XXVI Международная конференция по мягким вычислениям и измерениям (SCM-2023). Сборник докладов. Санкт-Петербург, 24–26 мая 2023 г. СПб: СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2023. С. 295-300. EDN: BXTXDQ</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B11"><label>11.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Khalyasmaa A. Machine Learning as a Tool of High-Voltage Electrical Equipment Lifecycle Control Enhancement. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2020;24(5):1093-1094.] doi: 10.21285/1814-3520-2020-5-1093-1104.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Хальясмаа А.И. Машинное обучение как инструмент повышения эффективности управления жизненным циклом высоковольтного электрооборудования // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24б. № 5. С. 1093-1104.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B12"><label>12.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Korobeinikov AB, Sarvarov AS. Analysis Of Existing Methods for Diagnostics of Electric Motors and Perspectives of their Development. Electrotechnical Systems and Complexes. 2015;26(1):4-9. doi: 10.18503/2311-8318</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Коробейников А.Б., Сарваров А.С. Анализ существующих методов диагностирования электродвигателей и перспективы их развития // Электротехнические системы и комплексы 2015. №1 (26). С. 4-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B13"><label>13.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Breiman L. Random Forests. Machine Learning. 2001;45(1):5-32. doi: 10.1023/A:1010933404324</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Breiman L. Random Forests // Machine Learning. 2001. Vol. 45, N. 1. P. 5-32. doi: 10.1023/A:1010933404324</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B14"><label>14.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Chen T, Guestrin C. XGBoost: A Scalable Tree Boosting System. In: Proceedings of the 22nd ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining. San Francisco: ACM; 2016:785-794.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Chen T, Guestrin C. XGBoost: A Scalable Tree Boosting System. In: Proceedings of the 22nd ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining. San Francisco: ACM, 2016. P. 785-794.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B15"><label>15.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Flakh P. Mashinnoe obuchenie. Nauka i iskusstvo postroenia algoritmov kotorye izvlekaut znznia iz dannyh. Moscow: DMK Press; 2015. (In Russ.).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Флах П. Машинное обучение. Наука и искусство построения алгоритмов, которые извлекают знания из данных. М.: ДМК Пресс, 2015.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="B16"><label>16.</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="en">Kugaevskih AV, Muromtsev DI, Kirsanova OV. Klassicheskie Metody Mashinnogo Obuchenia. St.-Petersburg: Universitet ITMO; 2022. (In Russ.)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="ru">Кугаевских А.В., Муромцев Д.И., Кирсанова О.В. Классические методы машинного обучения. СПб: Университет ИТМО, 2022.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list></back></article>
