최근 철도차량의 운송 능력 향상을 위해 차량시격을 단축하기 위해 높은 가/감속 능력과 고속 운전을 이용하여 운송시간을 단축시키는 방법을 사용하고 있다. 이를 위해서는 철도차량의 견인력을 높여야 하지만, 차륜과 레일 사이의 마찰로 견인력을 전달하기 때문에 마찰력 이상의 견인력 또는 제동력이 투입되면 공전이 발생하게 된다. 공전이 발생하면, 차륜과 레일 사이의 점착력은 감소하여 견인력이 현저히 감소하게 되고, 기계적인 손상과 소음이 발생하게 되므로 재점착 제어를 수행하여 견인력을 향상하고 차륜과 레일 마모를 줄여야 한다. 이에 공전을 빠르게 감소시킬 수 있는 제어 방법과 마찰력에 의한 견인력 전달 제한치인 최대 점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력 제어방법이 절대적으로 필요하다. 본 논문은 철도차량 슬립/슬라이드 최소화를 위한 견인유도전동기 추진제어장치에 관한 연구로 공전에 의해 전달 가능한 견인력이 제한되는 경우, 우수한 견인력 제어특성을 가질 수 있는 재점착 제어 ...
최근 철도차량의 운송 능력 향상을 위해 차량시격을 단축하기 위해 높은 가/감속 능력과 고속 운전을 이용하여 운송시간을 단축시키는 방법을 사용하고 있다. 이를 위해서는 철도차량의 견인력을 높여야 하지만, 차륜과 레일 사이의 마찰로 견인력을 전달하기 때문에 마찰력 이상의 견인력 또는 제동력이 투입되면 공전이 발생하게 된다. 공전이 발생하면, 차륜과 레일 사이의 점착력은 감소하여 견인력이 현저히 감소하게 되고, 기계적인 손상과 소음이 발생하게 되므로 재점착 제어를 수행하여 견인력을 향상하고 차륜과 레일 마모를 줄여야 한다. 이에 공전을 빠르게 감소시킬 수 있는 제어 방법과 마찰력에 의한 견인력 전달 제한치인 최대 점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력 제어방법이 절대적으로 필요하다. 본 논문은 철도차량 슬립/슬라이드 최소화를 위한 견인유도전동기 추진제어장치에 관한 연구로 공전에 의해 전달 가능한 견인력이 제한되는 경우, 우수한 견인력 제어특성을 가질 수 있는 재점착 제어 알고리즘을 제시한다. 이 방법은 기존의 재점착 제어 방식보다 견인력을 안정적으로 제어하며, 시스템 외란에 대해서도 안정된 견인력 제어 특성을 가진다. 제어 가능한 견인력의 최대 크기인 차륜과 레일 사이의 점착력을 순시 추정하고 추정된 점착력에 근거하여 재점착 제어를 수행함으로써 견인력을 최대 점착력 점에서 안정적으로 제어하며, 철도차량이 우수한 가감속 특성을 얻도록 하였다. 또한 공전 발생을 빠르게 검지하는 공전 검지 요소를 재점착 제어에 부수적으로 사용하였다. 다양한 선로조건을 만들 수 있도록 부하용 전동기와 인버터로 연결하여 여러 공전 조건에서 안정적인 동작 특성을 확인하였다. 이와 같은 순시 재점착 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 4.8[kW] lC2M의 축소형 철도차량 추진제어장치를 설계하고 구성하였다. 제안한 제어 알고리즘의 실시간 구현을 위해 고성능 DSP TMS320F28335를 적용하였다. TMS320F28335는 내부에 12Bit의 분해능을 갖는 고속 AD Converter를 모두 16채널을 가지고 있으며, 2개의 QEP를 가지고 있어 정확한 견인 유도전동기의 회전 속도, 회전자 위치, 상전류를 얻을 수 있다. 제시한 재점착 제어 알고리즘은 철도차량의 가, 감속 능력 및 고속운전 능력을 향상시켜 운송능력을 증대시킬 수 있으며, 차량의 가가속도(jerk) 크기를 작게함으로써 승차감을 향상시켜 안정된 운행이 가능하게 할 것이다.
최근 철도차량의 운송 능력 향상을 위해 차량시격을 단축하기 위해 높은 가/감속 능력과 고속 운전을 이용하여 운송시간을 단축시키는 방법을 사용하고 있다. 이를 위해서는 철도차량의 견인력을 높여야 하지만, 차륜과 레일 사이의 마찰로 견인력을 전달하기 때문에 마찰력 이상의 견인력 또는 제동력이 투입되면 공전이 발생하게 된다. 공전이 발생하면, 차륜과 레일 사이의 점착력은 감소하여 견인력이 현저히 감소하게 되고, 기계적인 손상과 소음이 발생하게 되므로 재점착 제어를 수행하여 견인력을 향상하고 차륜과 레일 마모를 줄여야 한다. 이에 공전을 빠르게 감소시킬 수 있는 제어 방법과 마찰력에 의한 견인력 전달 제한치인 최대 점착력을 충분히 활용할 수 있는 견인력 제어방법이 절대적으로 필요하다. 본 논문은 철도차량 슬립/슬라이드 최소화를 위한 견인유도전동기 추진제어장치에 관한 연구로 공전에 의해 전달 가능한 견인력이 제한되는 경우, 우수한 견인력 제어특성을 가질 수 있는 재점착 제어 알고리즘을 제시한다. 이 방법은 기존의 재점착 제어 방식보다 견인력을 안정적으로 제어하며, 시스템 외란에 대해서도 안정된 견인력 제어 특성을 가진다. 제어 가능한 견인력의 최대 크기인 차륜과 레일 사이의 점착력을 순시 추정하고 추정된 점착력에 근거하여 재점착 제어를 수행함으로써 견인력을 최대 점착력 점에서 안정적으로 제어하며, 철도차량이 우수한 가감속 특성을 얻도록 하였다. 또한 공전 발생을 빠르게 검지하는 공전 검지 요소를 재점착 제어에 부수적으로 사용하였다. 다양한 선로조건을 만들 수 있도록 부하용 전동기와 인버터로 연결하여 여러 공전 조건에서 안정적인 동작 특성을 확인하였다. 이와 같은 순시 재점착 제어 알고리즘을 구현하기 위하여 4.8[kW] lC2M의 축소형 철도차량 추진제어장치를 설계하고 구성하였다. 제안한 제어 알고리즘의 실시간 구현을 위해 고성능 DSP TMS320F28335를 적용하였다. TMS320F28335는 내부에 12Bit의 분해능을 갖는 고속 AD Converter를 모두 16채널을 가지고 있으며, 2개의 QEP를 가지고 있어 정확한 견인 유도전동기의 회전 속도, 회전자 위치, 상전류를 얻을 수 있다. 제시한 재점착 제어 알고리즘은 철도차량의 가, 감속 능력 및 고속운전 능력을 향상시켜 운송능력을 증대시킬 수 있으며, 차량의 가가속도(jerk) 크기를 작게함으로써 승차감을 향상시켜 안정된 운행이 가능하게 할 것이다.
Nowadays, an approach for shortening transit time based on high acceleration and deceleration ability and high speed is used to improve transportation ability of rolling stock. For this purpose, it needs to increase traction effort of rolling stock. However, if traction effort or braking is grea...
Nowadays, an approach for shortening transit time based on high acceleration and deceleration ability and high speed is used to improve transportation ability of rolling stock. For this purpose, it needs to increase traction effort of rolling stock. However, if traction effort or braking is greater than friction, slip occurs since traction effort is delivered using friction between wheel and rail. This slip results in the loss of traction, mechanical damage, acoustic noise, and decrease of adhesive effort between the wheel and rail. So the control strategy of traction effort which can reduce the slip promptly and make most use of the maximum adhesive force is absolutely necessary. This study proposes a re-adhesion algorithm that has excellent traction effort for rolling stock slip/slide minimization when deliverable traction decreases by slip. The proposed estimates appropriate reference speed using two of encoder for reducing slip and controls traction effort stably and has stable control characteristics for disturbance. The algorithm which uses the maximum adhesive effort by instantaneous estimation of adhesion force stably controls traction effort and gives rolling stock excellent acceleration and deceleration characteristics. And a slip sensing element that can quickly detect slip is used. Load motor and inverter were checked in various slip condition for creating various line condition. This study describes design and configuration of the modeling of 4.8kW 1C2M miniature railway vehicle propulsion for the proposed algorithm. DSP TMS320F28335 is applied for the real-time implementation of proposed control algorithm. TMS320F28335 gains accurate rotational speed, rotor position, phase current of traction induction motor since the control board has 12Bit resolution high speed A/D Converter of 16 channel and two of QEP. The proposed re-adhesive algorithm increases acceleration and high-speed driving ability of rolling stock. And stable operation will be possible through ride comfort improvement by decreasing jerk size of vehicle.
Nowadays, an approach for shortening transit time based on high acceleration and deceleration ability and high speed is used to improve transportation ability of rolling stock. For this purpose, it needs to increase traction effort of rolling stock. However, if traction effort or braking is greater than friction, slip occurs since traction effort is delivered using friction between wheel and rail. This slip results in the loss of traction, mechanical damage, acoustic noise, and decrease of adhesive effort between the wheel and rail. So the control strategy of traction effort which can reduce the slip promptly and make most use of the maximum adhesive force is absolutely necessary. This study proposes a re-adhesion algorithm that has excellent traction effort for rolling stock slip/slide minimization when deliverable traction decreases by slip. The proposed estimates appropriate reference speed using two of encoder for reducing slip and controls traction effort stably and has stable control characteristics for disturbance. The algorithm which uses the maximum adhesive effort by instantaneous estimation of adhesion force stably controls traction effort and gives rolling stock excellent acceleration and deceleration characteristics. And a slip sensing element that can quickly detect slip is used. Load motor and inverter were checked in various slip condition for creating various line condition. This study describes design and configuration of the modeling of 4.8kW 1C2M miniature railway vehicle propulsion for the proposed algorithm. DSP TMS320F28335 is applied for the real-time implementation of proposed control algorithm. TMS320F28335 gains accurate rotational speed, rotor position, phase current of traction induction motor since the control board has 12Bit resolution high speed A/D Converter of 16 channel and two of QEP. The proposed re-adhesive algorithm increases acceleration and high-speed driving ability of rolling stock. And stable operation will be possible through ride comfort improvement by decreasing jerk size of vehicle.
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