[논문]철도차량의 최대견인력 제어를 위한 연구

정춘병; 김대균; 함년근; 이상집; 전기영; 이훈구; 한경희

철도차량의 최대견인력 제어를 위한 연구
A Study on tractive effort control for Railway Vehicle 원문보기

정춘병 (한구종합엔지니어링) , 김대균 (경기인력개발원) , 함년근 (인텍에프에이) , 이상집 (영화전기) , 전기영 (중소기업진흥공단) , 이훈구 (용인송담대학) , 한경희 (명지대)

본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 최소 차원 부하 토크 외란 관측기를 이용하여 점착력 계수를 추정하고 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI 토크 제어하는 Anti-slip제어를 제안한다. 최소차원 부하 토크 외란 관측기는 회전자의 위치 정보와 토크 전류의 정보를 이용하여 부하 외란토크를 추정하고, 부하 외란 토크에 철도차량 상수를 이용하여 점착력 계수를 추정한다. 또한 부하토크외란 관측기는 구조가 간단하며, 시스템의 외란 및 각종 제어이득, 시스템의 상수 변화에 대해서도 견실한 견인력 제어 특성을 가지고 있다. 이와 같은 시스템의 모델링과 전동기 토크에 대한 회전자의 위치 정보를 이용하여 최소차원 부하 토크 외란 관측기의 상태변수인 점착력 계수를 추정하고, 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI토크 Anti-Slip제어하여, 최대 견인력 제어가 되도록 하였다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

공전이 발생하면, 바퀴와 레일사이의 점착력이 감소하여 견인력은 현저히 감소하게 된다. 그러므로 본 논문에서는 전동차의 공전현상을 분석하기 위해서 1C₄M에 의해 구동되는 한 개의 바퀴에 대하여 모델링 하였다.

제안 방법

[2] 관측기를 통하여 상태변수인 점착력 계수를 추정하므로 시스템의 외란 및 파라메터 설정에 대하여 안정적인 제어가 되도록 하였다.
그러므로 본 논문에서는 최대 견인력 제어를 위해서 최소 차원 부하 토크 외란 관측기를 이용하여 점착력 계수를 추정하고 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI 토크 제어하는 Anti-slip제어를하여, 추정된 점착력이 최대점착력에서 유지되도록 전동기를 토크 제어한다.m-仞 최소차원 부하 토크 외란 관측기는 회전자의 위치 정보와 토크 전류의 정보를 이용 하여 부하 외란토크를 추정하고, 부하 외란 토크에 철도차량 상수를 이용하여 점착력 계수를 추정한다.
본 논문에서는 부하토크외란 관측기를 구성하여 점착력 계수를 추정하고, 추정한 점착력 계수의 미분치를 PI 토크 제어하여 다음과 같은 결론를 얻었다.
Cars)로 구성된다. 본 논문에서는 전동차의 견인력 제어 시스템을 모델링하고, Anti-slip 제어시스템을 구성하였다. 전동차는 바퀴-레일간의 점착력에 의해 견인력이 발생하기 때문에, 점착력 이상의 구동력은 공전을 발생시킨다.
실제 점착력 계수에 대한 추정 점착력의 특성을 확인하고, 점착력 계수 변화시 Anti-slip 제어의 특성을 확인하기 위해서 철도차량 시스템과 점착력 계수 추정 블록도를 그림 3, 4와 같이 모델링하여 시뮬레이션 하였다. 그림 6은 전동차 운전시, 부하 외란 관측기에 의한 점착력 계수 추정치 2(%)가 실제 점착력 계수 “(%)를 정확히 추정함을 나타낸다.
유도전동기의 벡터제어방법은 회전자 자속기 준 벡터 제어를 이용하였으며, 전류제어루프는 200[uS] 마다 동작되도록 하였으며, 속도제어루프는 5[mS] 마다 제어되도록 하고, 실험에 사용된 encoder.는 1024[ppr]로 2체배하여 사용하였다.
m-仞 최소차원 부하 토크 외란 관측기는 회전자의 위치 정보와 토크 전류의 정보를 이용 하여 부하 외란토크를 추정하고, 부하 외란 토크에 철도차량 상수를 이용하여 점착력 계수를 추정한다. 이와 같은 알고리즘을 실제 철도차량 시스템에 적용하여 철도차량이 최대견인력에서 동작되도록 제어하였다.

대상 데이터

전기철도차량 시스템은 5M5T(5 Motor Cars and 5 Trailer Cars)로 구성된다. 본 논문에서는 전동차의 견인력 제어 시스템을 모델링하고, Anti-slip 제어시스템을 구성하였다.

성능/효과

[1] 바퀴와 레일사이의 실제 점착력 계수를 부하 토크 외란 관측기를 통하여 실시간으로 추정하고, 추정된 점착력 계수를 통하여 점착력을 추정하여 최대 견인력 제어가 가능할 수 있었다.
[3] 공전속도에 의한 점착력 계수의 변화에도 불구하고 구동 토크와 차량속도는 일정한 가속 제어가 가능하도록 하였다.
이 경우에는 Anti-slip PI토크제어를 하지 않은 경우로써, 정상상태로 운전하다가 물을 주입한 후 대공전이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 차량 속도의 증가 기울기가 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 실제 철도차량시스템에서는 수직항력이 상당히 크기 때문에 이와 같은 대공전은 발생하지 않지만, 축소형 철도차량 장치에서는 수직항력이 약하고 전동기의 원반과 레일 마찰면의 마찰력이 약하므로 대공전이 발생한다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

철도차량의 최대견인력 제어를 위한 연구
A Study on tractive effort control for Railway Vehicle 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

철도차량의 최대견인력 제어를 위한 연구 A Study on tractive effort control for Railway Vehicle 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

철도차량의 최대견인력 제어를 위한 연구
A Study on tractive effort control for Railway Vehicle 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper