Развитие электротранспорта обладает высоким потенциалом энергосбережения: энергосберегающее управление движением способно снизить объем потребляемых ресурсов, а интеграция с сетью электроснабжения обеспечивает возможность выравнивания суточных графиков нагрузки. Это справедливо для предприятий подземной добычи полезных ископаемых. Ключевым звеном интеграции электротранспорта с сетью является зарядная инфраструктура с перспективой разработки систем беспроводного заряда. Внедрение таких систем в подземных условиях сопряжено с вопросами энергетической эффективности и обеспечения взрывобезопасности. Рассматривается разработка системы беспроводного заряда на примере рудничного электровоза марки А-5,5-600-У5. Схемные и конструктивные решения сформированы с использованием метода анализа иерархий по результатам сопоставления существующих технических решений для отдельных узлов системы по критериям энергоэффективности и безопасности. Разработана комплексная компьютерная модель, позволяющая проводить исследование переходных процессов в электрической схеме системы беспроводного заряда и в трехмерной постановке определять параметры высокочастотного магнитного поля в пространстве передающей и приемной катушек. Предложен подход к оценке опасности воспламенения рудничной атмосферы на основе анализа индукции высокочастотного магнитного поля в области электромагнитного взаимодействия между катушками системы беспроводного заряда. Подход с использованием комплексной компьютерной модели применен к разработанной системе. Исследование показало, что система беспроводного заряда для рудничного электровоза в условиях предприятия подземной добычи полезных ископаемых, опасных по газу и пыли, технически реализуема и существуют конструктивные решения, при которых она взрывобезопасна.

The electric vehicles development has a high potential for energy saving: an energy-saving traffic control can reduce energy resource consumption, and integration with the power grid provides the ability of daily load pattern adjustment. These features are also relevant for underground mining. The critical element of vehicle-to-grid integration is the charging infrastructure, where wireless charging is promising to develop. The implementation of such systems in underground mining is associated with energy efficiency issues and explosion safety. The article discusses the development and research of a wireless charging system for mining electric locomotive A-5.5-600-U5. The analytic hierarchy process is used for justification of the circuitry and design solution by a comparison of different technical solutions based on energy efficiency and safety criteria. A complex computer model of the wireless charging system has been developed that gives the transients in the electrical circuit of a wireless charging system and the high-frequency field density distribution near the transmitting and receiving coils in a 3D setting. An approach to ignition risk evaluation based on the analysis of high-frequency field density in the charging area between the coils of the wireless charging system is proposed. The approach using a complex computer model is applied to the developed system. The study showed that the wireless charging system for mining electric locomotives operating in the gaseous-and-dusty mine is technically feasible and there are designs in which it is explosion safe.