The "standard regulation" of the vehicles from "urban transit law" are being adopted to electric multiple unit in domestic. In the standard regulation, there are two types for EMU. One is heavy EMU for Seoul. The other is large EMU for Pusan, Daegu, Gwangju, Daejeon, Incheon. Korea Railroad Research...
The "standard regulation" of the vehicles from "urban transit law" are being adopted to electric multiple unit in domestic. In the standard regulation, there are two types for EMU. One is heavy EMU for Seoul. The other is large EMU for Pusan, Daegu, Gwangju, Daejeon, Incheon. Korea Railroad Research Institute, with the assistance of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, "advanced EMU development project" are progressed, and 6th year started at September, one unit to six cars is completed. Now "urban transit vehicle performance tests are on the current progress. The main characteristics of AUTS(Advanced Urban Transit System) are as follows. One inverter control one motor, DDM(Dircet Drive Motor), no driving gear, plug door and steps, mounting and maintenance costs down, passenger convenience improvement. This paper describes the key features the next generation EMU, and performance test results, and the commercial success method of national R&D business.
The "standard regulation" of the vehicles from "urban transit law" are being adopted to electric multiple unit in domestic. In the standard regulation, there are two types for EMU. One is heavy EMU for Seoul. The other is large EMU for Pusan, Daegu, Gwangju, Daejeon, Incheon. Korea Railroad Research Institute, with the assistance of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, "advanced EMU development project" are progressed, and 6th year started at September, one unit to six cars is completed. Now "urban transit vehicle performance tests are on the current progress. The main characteristics of AUTS(Advanced Urban Transit System) are as follows. One inverter control one motor, DDM(Dircet Drive Motor), no driving gear, plug door and steps, mounting and maintenance costs down, passenger convenience improvement. This paper describes the key features the next generation EMU, and performance test results, and the commercial success method of national R&D business.
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문제 정의
곡선통과시험의 주요 목적은 최소곡선반경(R76m)에서 열차 운행시 차량 각부의 간섭여부를 확인하여 안전하게 차량이 제작되었는지를 판단하는 시험이다. 시험조건은 최악의 조건을 고려하여 공기스프링에 공기를 완전히 배기한 상태에서 수행한다.
본 논문에서는 차세대 전동차 주요 특징, 제작상의 개선 방안 및 완성차 시험 결과등을 정리하였으며 향후 국가 R&D 사업으로 개발된 차세대 전동차가 상용화 되기 위한 방안을 모색하였다.
제동시험의 종류는 상당히 많아 모든 내용을 본 논문에서는 기술하기가 어려워 공차상태에서의 상용제동 압력측정만을 기술하고자 한다.
제안 방법
Tp 차량의 연결면간 거리가 다른 차량에 비해서 1000㎜ 더 큰 이유는 철도안전법을 상위법으로 하는 “철도차량안전기준에관한지침 별표13 표준충돌사곡각본 세부기준” 에서 정한 충돌안전설계를 적용하여 충돌 흡수를 위한 구조체가 추가되었기 때문이며 Tp 차량에 대한 구조체 충돌시험을 시행하였다.
시험 방법은 주간제어기에 의한 단계별 지령(B1~B7)으로 제동 체결시 제동실린더 압력을 측정하였을 때 제동실린더 압력이 규정치를 만족하는지를 판단하는 것이다. 시험결과 표 2에서와 같이 모두 양호한 것으로 나타났다.
차세대 전동차는 설계속도 130km/h, 최고속도는 110km/h로 설계되었다. 시험선로에서 110km/h까지 증속이 가능한지 여부를 UIC 518에 근거한 Simplified Method로 판단하여 안정성을 분석하였다. Mc 차량 대차 사이드프레임 위에 진동가속도계를 장착하여 횡진동에 대한 data를 분석하였으며 현재 100km/h까지 주행시 안정성이 확보되는 것으로 분석되었다.
차세대 전동차 주요 특징은 대차별 제동, 1C1M 방식의 DDM 적용, 자기조향 대차 적용 하였다. 1C1M 방식의 DDM 적용으로 기존 모터대비 5% 이상 효율향상, 무 유지보수기간 3배 연장 10% 이상 에너지 절감효과가 기대된다.
한국철도기술연구원에서는 국토해양부의 지원을 받아 “차세대 첨단 도시철도시스템 기술개발사업” 을 진행중에 있으며 6차년도가 2010년 9월부터 시작된 지금 6량 1편성의 차량이 완성되어 “도시철도차량 성능시험에관한 기준” 에 근거한 완성차시험을 현재 진행중에 있다. 현재 제작 완료되어 성능시험중에 있는 차세대 전동차의 주요 특징은 영구자석을 사용한 DDM 모터를 적용하여 유지보수 기간을 늘였으며, 1개의 인버터가 1개의 모터를 제어하는 방식을 채택하여 차량에 대한 정밀제어가 가능하고, 대차는 자기조향 기능을 갖추어 곡선부에서 스킬소음을 줄였으며, 승객용 출입문은 전기식 플러그도어를 장착하여 실내소음을 줄였다. 본 논문에서는 차세대 전동차 주요 특징, 제작상의 개선 방안 및 완성차 시험 결과등을 정리하였으며 향후 국가 R&D 사업으로 개발된 차세대 전동차가 상용화 되기 위한 방안을 모색하였다.
대상 데이터
차세대전동차는 “도시철도법 제22조 표준규격” 에서 정한 중형전동차의 크기로 제작되었으며 국내 적용성을 고려해 AC/DC 겸용으로 개발되었다. 6량 1편성으로 구성되었으며 차량 종류는 Mc1, M, Tp1, T, Tp2, Mc2로 되어있다.
차량이 제작된 (주)현대로템 창원공장에서 R76m의 선로가 있어 한쪽방면으로는 시험이 가능하지만 역곡선이 없어 공장내 Traverser를 이용하여 연결면에 편차를 주어 시험을 수행하였다. Traverser 이동거리 산출식은 다음과 같다
차세대 전동차는 설계속도 130km/h, 최고속도는 110km/h로 설계되었다. 시험선로에서 110km/h까지 증속이 가능한지 여부를 UIC 518에 근거한 Simplified Method로 판단하여 안정성을 분석하였다.
이론/모형
차세대 전동차 기초제동장치는 DDM(Direct Drive Motor)의 공간확보를 위해 차축 디스크 방식이 아닌 차륜 디스크 방식을 적용하였다. 기본적으로 추진제어장치가 1C1M방식의 영구자석 모터를 적용하여 제로속도까지 회생제동으로 열차에 충분한 제동력을 갖추도록 제작되었다.
성능/효과
차세대 전동차 주요 특징은 대차별 제동, 1C1M 방식의 DDM 적용, 자기조향 대차 적용 하였다. 1C1M 방식의 DDM 적용으로 기존 모터대비 5% 이상 효율향상, 무 유지보수기간 3배 연장 10% 이상 에너지 절감효과가 기대된다. 자기조향 대차를 적용함으로서 곡선부에서 발생하는 스킬소음을 크게 줄일수 있어 승객들에게 보다 쾌적한 탑승 환경을 제공할 것으로 판단된다.
시험선로에서 110km/h까지 증속이 가능한지 여부를 UIC 518에 근거한 Simplified Method로 판단하여 안정성을 분석하였다. Mc 차량 대차 사이드프레임 위에 진동가속도계를 장착하여 횡진동에 대한 data를 분석하였으며 현재 100km/h까지 주행시 안정성이 확보되는 것으로 분석되었다. 그림 6에서는 취득한 주파수별 진동값을 나타낸다.
검사항목은 차체와 차체사이, 통로연결막 상태, 연결기 장치 상태, 차체와 대차 부품간의 간섭, 대차 부품간 간섭 등이며 검사결과 모두 양호한 것으로 나타났다. 일부 점퍼 연결선이 차량 바깥쪽으로 작업이 되어 구원운전시 차량한계를 벗어날 우려가 있어 차량 안쪽으로 재 작업을 하였다.
후속연구
자기조향 대차를 적용함으로서 곡선부에서 발생하는 스킬소음을 크게 줄일수 있어 승객들에게 보다 쾌적한 탑승 환경을 제공할 것으로 판단된다. 이러한 효과는 추후 본선 시운전시험때 소음측정, 승차감 측정등을 통해 입증이 될 것이다.
1C1M 방식의 DDM 적용으로 기존 모터대비 5% 이상 효율향상, 무 유지보수기간 3배 연장 10% 이상 에너지 절감효과가 기대된다. 자기조향 대차를 적용함으로서 곡선부에서 발생하는 스킬소음을 크게 줄일수 있어 승객들에게 보다 쾌적한 탑승 환경을 제공할 것으로 판단된다. 이러한 효과는 추후 본선 시운전시험때 소음측정, 승차감 측정등을 통해 입증이 될 것이다.
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