도시철도는 일반적으로 지하구간을 운행하므로 전차선의 가선 방식에 있어 지하구간에 적합하도록 개발되어진 강체 전차선를 사용하고 있다. 판토그래프와 전차선은 동적으로 연결된 시스템으로 서로 접촉력에 영향을 미치게 되는데, 접촉력 변동의 주원인은 차량이 주행함으로서 전차선의 강성이 위치별로 변하기 때문이다. 이러한 진동과 접촉력의 크기 변화는 이선과 아크 발생의 원인이 되어 판토그래프와 전차선의 마모와 손상을 발생시킴으로서 안정적인 전동차 운행에 장애가 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 판토그래프와 가선계의 동적 상호작용에 대하여 알아보고자 도시철도 강체전차선이 갖는 스프링 특성을 정확히 묘사하는 상용 ...
도시철도는 일반적으로 지하구간을 운행하므로 전차선의 가선 방식에 있어 지하구간에 적합하도록 개발되어진 강체 전차선를 사용하고 있다. 판토그래프와 전차선은 동적으로 연결된 시스템으로 서로 접촉력에 영향을 미치게 되는데, 접촉력 변동의 주원인은 차량이 주행함으로서 전차선의 강성이 위치별로 변하기 때문이다. 이러한 진동과 접촉력의 크기 변화는 이선과 아크 발생의 원인이 되어 판토그래프와 전차선의 마모와 손상을 발생시킴으로서 안정적인 전동차 운행에 장애가 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 판토그래프와 가선계의 동적 상호작용에 대하여 알아보고자 도시철도 강체전차선이 갖는 스프링 특성을 정확히 묘사하는 상용 FEM 프로그램인 MSC/NASTRAN을 사용하여 전차선 지지점별 스프링 상수를 구하였고, 수치해석 프로그램인 Matlab을 사용하여 판토그래프와 가선의 상호작용 해석을 위한 집전 성능 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램으로 가선과 판토그래프 사이의 접촉력, 변위 등을 구해 본 결과, 자체 개발한 집전성능 시뮬레이션 프로그램은 이론적으로 유도할 수 있는 추종성능과 일치하고 있다. 또한 시뮬레이션 결과 현재의 판토그래프에서 서스펜션을 개량하게 되면 접촉력 변화를 개선할 수 있는 해석 결과를 얻었고, 더 향상된 집전성능이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
도시철도는 일반적으로 지하구간을 운행하므로 전차선의 가선 방식에 있어 지하구간에 적합하도록 개발되어진 강체 전차선를 사용하고 있다. 판토그래프와 전차선은 동적으로 연결된 시스템으로 서로 접촉력에 영향을 미치게 되는데, 접촉력 변동의 주원인은 차량이 주행함으로서 전차선의 강성이 위치별로 변하기 때문이다. 이러한 진동과 접촉력의 크기 변화는 이선과 아크 발생의 원인이 되어 판토그래프와 전차선의 마모와 손상을 발생시킴으로서 안정적인 전동차 운행에 장애가 되고 있다. 따라서 본 논문에서는 판토그래프와 가선계의 동적 상호작용에 대하여 알아보고자 도시철도 강체전차선이 갖는 스프링 특성을 정확히 묘사하는 상용 FEM 프로그램인 MSC/NASTRAN을 사용하여 전차선 지지점별 스프링 상수를 구하였고, 수치해석 프로그램인 Matlab을 사용하여 판토그래프와 가선의 상호작용 해석을 위한 집전 성능 시뮬레이션 프로그램을 개발하였다. 이 프로그램으로 가선과 판토그래프 사이의 접촉력, 변위 등을 구해 본 결과, 자체 개발한 집전성능 시뮬레이션 프로그램은 이론적으로 유도할 수 있는 추종성능과 일치하고 있다. 또한 시뮬레이션 결과 현재의 판토그래프에서 서스펜션을 개량하게 되면 접촉력 변화를 개선할 수 있는 해석 결과를 얻었고, 더 향상된 집전성능이 가능하다는 것을 알 수 있었다.
Generally, subway runs under the ground, so it uses rigid contact wire, which developed in order to make it suitable to underground section. Pantograph and contact wire, they have effect on the contact force each other, and the main cause of contact force variation is elasticity oscillation at the s...
Generally, subway runs under the ground, so it uses rigid contact wire, which developed in order to make it suitable to underground section. Pantograph and contact wire, they have effect on the contact force each other, and the main cause of contact force variation is elasticity oscillation at the suspension of contact wire. These oscillation and contact force variation is the cause of a loss contact wire and arc. Then it causes wearing of pantograph and contact wire, and damage again. In conclusion these are the hindrance to stable subway operation. This thesis is on dynamic interaction of a pantograph and rigid contact wire system. For this we got each suspension's coefficient of rigid contact wire, using MSC/NASTRAN which describes spring characteristics correctly of rigid contact wire, and also developed simulation program of current collecting capability for dynamic interaction for pantograph and rigid contact wire, using Matlab which is numerical analysis program. As a result, we got contact force and displacement between pantograph and rigid contact wire. This paper shows the possibility of better pantograph's suspension design and better maintaining of current collecting capability than present when suspention of pantograph is developed by theoretic result.
Generally, subway runs under the ground, so it uses rigid contact wire, which developed in order to make it suitable to underground section. Pantograph and contact wire, they have effect on the contact force each other, and the main cause of contact force variation is elasticity oscillation at the suspension of contact wire. These oscillation and contact force variation is the cause of a loss contact wire and arc. Then it causes wearing of pantograph and contact wire, and damage again. In conclusion these are the hindrance to stable subway operation. This thesis is on dynamic interaction of a pantograph and rigid contact wire system. For this we got each suspension's coefficient of rigid contact wire, using MSC/NASTRAN which describes spring characteristics correctly of rigid contact wire, and also developed simulation program of current collecting capability for dynamic interaction for pantograph and rigid contact wire, using Matlab which is numerical analysis program. As a result, we got contact force and displacement between pantograph and rigid contact wire. This paper shows the possibility of better pantograph's suspension design and better maintaining of current collecting capability than present when suspention of pantograph is developed by theoretic result.
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