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문제 정의
- 본 논문에서는 기존 자기부상열차의 단점인 호환성 및 경제성 문제를 극복함과 동시에 고속화를 달성하기 위하여 새롭게 제안된 초전도 선형동기전동기 추진 방식의 휠-레일 고속열차에 있어서 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자 사이의 상호작용이 차량의 고속주행 안정성 및 승차감에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 제안된 두 가지 Type의 모델에 대해 동특성 분석을 수행한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
- 11과 같이 반발력이 커질수록 횡방향 변위가 감소하여 주행 안정성이 향상됨을 확인할 수 있고 이에 따라 임계속도가 증가할 것으로 예상된다. 이러한 반발력이 승차감에 미치는 영향을 확인 하기 위하여 5mm의 진폭과 10m의 주기를 갖는 사인함수를 윤축에 외란으로 작용시켰을 때의 횡방향 및 요잉 방향의 가속도에 대해서 살펴보았다. 그 결과, Fig.
- 이에 본 연구에서는 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자를 휠-레일 열차에 실질적으로 적용하기 위한 두 가지 방법을 제안한 후, 각각의 경우에 대해서 추진 시 발생하는 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용을 검토하고 이를 포함한 열차의 동특성 모델을 구축하였다. 그리고 구축된 모델을 이용하여 이러한 상호작용이 열차의 고속 안정성 및 승차감에 미치는 영향을 살펴보았다.
가설 설정
- 6과 같이 지수 함수가 된다. 그러나 실제 열차 주행 시 공극 변화량은 작기 때문에 공극과 수직력은 선형 관계라고 가정할 수 있다. 따라서 초전도 선형동기전동기 회전자와 고정자 사이의 스프링 상수는 다음식과 같이 구할 수 있다.
- 8에 나타내었다. 해석상 편의를 위해 초전도 전자석은 기존의 윤축 및 현가장치와 간섭 없이 대차에 부착 가능한 것으로 가정하였다.
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