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문제 정의
- 본 논문에서는 자기부상열차 추진용 LIM의 운전효율 향상을 위하여 역행 및 제동시 노치별 슬립주파수를 가변시켜 추력과 제동력을 제어하는 알고리즘을 제시하였다. 유한요소법을 이용하여 슬립주파수 제어시 추력, 흡인력, 인버터 입력전력 특성 등을 해석 및 고찰하였으며, 실제의 자기부상열차에 대하여 제안한 알고리즘을 적용한 결과 기존 방식의 경우보다 차량주행시 인버터 입력에너지가 감소되어 LIM의 운전효율이 증대됨을 입증할 수 있었다.
가설 설정
- 그림 9는 B7 노치(100% 제동력, fs = 11.5Hz)로 제동을 하였을 경우 LIM의 제동력, 흡인력, 전류, 전압 특성을 유한요소법을 이용하여 계산한 것이며, 전차선 전압은 DC 1,650 [V]로 가정하였다. 차량의 속도가 약 20km/h 이하부터는 회생제동에서 역상제동으로 전환됨을 알수 있다.
- 인천공항 자기부상철도 또는 한국기계연구원 내의 상전도 흡인식 자기부상열차의 추진 전동기는 선형유도전동기(Linear Induction Motor : LIM)를 채택하고 있다[1]. 자기부상열차용 LIM의 공극은 회전형 유도전동기에 비하여 훨씬 크므로 공극의 자계에너지 저장에 필요한 무효전력 또한 크게 증가한다. LIM은 이와 같은 구조적인 특성상 회전기에 비하여 상대적으로 역률과 효율이 저하되는 특성을 가지고 있다.
- 그림 6~그림 8은 각각 그림 3에서 제시한 추력 및 제동력 제어 알고리즘에 따른 슬립주파수와 전류지령값 조건하에서 유한요소법을 이용하여 역행시 노치별 추력, 흡인력, 인버터 입력 전력을 해석한 결과이다. 전차선 전압은 DC 1,500V로 하였으며, 필터리액터에 의한 전압강하가 5.5% 있는 것으로 가정하였다. 역행시 P4∼P1 각 노치 노치별 슬립주파수 지령은 표 2에 제시된 것과 같다.
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