초록 ▼

한국의 운행 조건과 환경에서 최고 운행 속도 350 km/h의 열차가 제동제어 시에 제어의 확실성, 신속성, 안전성(신뢰성)이 보장된 고속 전철 제동시스템의 설계 제작이 주요 목적이다. 또한, 내구성을 겸비하고 경량으로 제작되어 유지 보수가 용이한 독자적인 모델 개발을 위해 핵심기술의 연구 개발과 궁극적으로는 시제품 개발, 시험/보완 및 완제품의 현차 시험을 거쳐 고속 전철 제품으로의 실용화가 가능하도록 한다.
이 제동 시스템 개발을 위해 세부적으로 이루어져야 할 사항들을 구체적으로 보면,
1) 최적화된 제동 시스템

한국의 운행 조건과 환경에서 최고 운행 속도 350 km/h의 열차가 제동제어 시에 제어의 확실성, 신속성, 안전성(신뢰성)이 보장된 고속 전철 제동시스템의 설계 제작이 주요 목적이다. 또한, 내구성을 겸비하고 경량으로 제작되어 유지 보수가 용이한 독자적인 모델 개발을 위해 핵심기술의 연구 개발과 궁극적으로는 시제품 개발, 시험/보완 및 완제품의 현차 시험을 거쳐 고속 전철 제품으로의 실용화가 가능하도록 한다.
이 제동 시스템 개발을 위해 세부적으로 이루어져야 할 사항들을 구체적으로 보면,
1) 최적화된 제동 시스템의 구성 및 사양 결정
2) 추진시스템, 열차제어시스템, 차량진단시스템 및 운전실 제어회로와의 기계와 전기 분야 Interface를 통한 제품 설계
3) 제동제어시스템 Logic 및 제동 시나리오 개발
4) 각종 제동전자제어장치 개발(제동블렌딩제어장치, 제동전자제어장치, 속도 연산 장치 등)
5) 접촉제동시스템 개발(공기압축기, 보조공기압축기, 공기건조기, 공기제동제어장치, 제동실린더, 답면제동장치, 디스크, 캘리퍼, 등)
6) 비접촉 제동장치 개발(와전류 제동 장치 - 전자석, 기계 구조물, 와전류 제동 제어장치 및 전원공급장치 개발)
7) 구원제동시스템, 속도 센서, 속도 연산 장치 개발 - 2단계 1차 년도에 추가된 사안
8) 고성능 마찰재 개발(소결 패드 시제품개발 및 성능시험) 9) 제동시스템 자체 시험 평가 및 현자 시운전 시험 평가.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...41
• 제 2 장 연구개발계획 및 진행현황...45
• 제 1 절 연구개발 목표...45
• 1. 최종목표...45
• 2. 당해 연도 목표...46
• 제 2 절 기술개발의 목적 및 중요성...50
• 제 3 절 기술개발내용...52
• 1. System Design & Integration...52
• 2. 제동블렌딩제어장치(BBCU) 개발...54
• 3. 제동전자제어장치(ECU) 개발...55
• 4. 구원제동장치(BTU) 개발...57
• 5. 공기압축기 및 주변장치 개발...57
• 6. 공기제동제어장치(BCU) 개발...58
• 7. 기초공기제동장치 개발...59
• 8. 와전류제동장치 개발...60
• 9. 고성능 마찰재 개발...61
• 10. 속도센서 개발...61
• 11. 속도연산장치 개발...62
• 제 4 절 주요업무 추진현황...63
• 제 3 장 System Design & Integration...67
• 제 1 절 제동시스템 구성...67
• 1. 제동시스템 구성...67
• 2. 제동의 방식...70
• 3. 제동의 종류...72
• 4. 20량차량 고속전철제동제어장치 편성...75
• 5. 20량차량 제동장치 구성과 수량...76
• 6. 7량차량 제동장치 구성과 수량...77
• 7. 제동제어의 기능과 차량운영...78
• 제 2 절 제동시스템 인터페이스...88
• 1. 제동지령의 전달...88
• 2. 제동인가 시 장치별 기능...90
• 제 3 절 KHST의 제동력 분석...93
• 제 4 장 제동블렌딩제어장치(BBCU) 개발...95
• 제 1 절 개 요...95
• 제 2 절 제동블렌딩 제어장치 구성...97
• 1. CPU card...97
• 2. IMC 3.0...98
• 3. Memory card...98
• 4. Display card...99
• 5. FRB connector...99
• 6. Power card...99
• 제 3 절 제동블렌딩제어장치 시스템 설계...100
• 1. CSS 완료...100
• 2. DP 수정 보완...100
• 3. Simulation program...100
• 제 4 절 제동블렌딩 제어장치 성능...102
• 1. 사양...102
• 2. 기능블럭도...103
• 3. 연관된 구성품...103
• 4. 블렌딩 알고리듬...104
• 5. BBCU제어 flow chart...105
• 6. 입출력 신호...105
• 제 5 절 BBCU 개발 성과 및 시험 결과...107
• 1. 하드웨어 개발상황...107
• 2. 소프트웨어 개발상황...107
• 3. 시험 진행 상황...107
• 제 5 장 제동전자제어유니트(ECU) 개발...109
• 제 1 절 개 요...109
• 제 2 절 5차년도 제동전자제어장치(ECU) 개발범위...110
• 제 3 절 제동전자제어유니트(ECU) 구성...111
• 1. 구조...111
• 2. 각 Plug-In unit의 구성 및 사진...112
• 제 4 절 ECU 성능 및 시스템 사양...123
• 1. 성능 및 규격...123
• 2. 내부 기능별 블록도...126
• 3. 제어 시스템 사양서 (CSS)...128
• 4. Data Processing Table (DP)...128
• 제 5 절 5차년도 ECU 개발과제 성과 및 결과물...129
• 1. 하드웨어 부문...129
• 2. 소프트웨어 부문...133
• 3. 시험 평가 부문...136
• 제 6 절 결 론...138
• 제 6 장 속도연산장치 (SPMD) 개발...139
• 제 1 절 서론...139
• 1. 개 요...139
• 2. 기술개발의 목표와 내용...139
• 제 2 절 속도연산장치의 구성...140
• 1. 구조...140
• 2. 구성품 카드 유니트...141
• 3. 속도연산장치의 성능...142
• 제 3 절 역할과 기능...150
• 1. 속도 연산 방식...150
• 2. 주제어장치부의 main CPU...152
• 3. Main CPU의 전원공급 이상 발생의 경우...153
• 4. Wheel Dia. 보정...155
• 5. 고장 기록...155
• 6. 전면 표시 장치...156
• 제 4 절 Software Flow chart...156
• 1. Channel CPU...156
• 2. Main CPU...160
• 제 5 절 시험 평가 방안...163
• 1. 시험의 종류와 목적...163
• 2. 시험절차...164
• 제 6 절 SPMD 개발성과...166
• 1. 시스템 설계관련 결과물...166
• 2. Hardware 제작관련 결과물...166
• 제 7 장 구원제동장치(BTU) 개발...169
• 제 1 절 구원제동장치의 H/W 구성...169
• 1. 개 요...169
• 2. H/W 구조...170
• 3. 주요부품설명...172
• 4. 기능작용설명...173
• 5. BTCU...174
• 제 2 절 구원제동장치 시스템 설계...177
• 1. 개 요...177
• 2. 제어조건 및 방법...177
• 3. 제어에 필요한 최소한의 입력신호...179
• 4. 출력 신호...179
• 5. 고정진단 항목, 신호 및 처리방안...179
• 제 3 절 구원제동장치 개발 결과...180
• 1. 구원제동 전자제어장치(BTCU) 시제차량 장착품 외형사진...180
• 2. 구원제동장치 시제차량 전기적 장착 인터페이스...181
• 3. 구원제통장치 H/W 완성품...182
• 제 8 장 속도센서 개발...185
• 제 1 절 객차보기용 속도 센서...186
• 1. 객차보기용 축단 속도 센서의 사양...186
• 2. 제품개발현황...187
• 3. 시험 평가...187
• 제 2 절 동력대차용 속도센서...192
• 제 9 장 공기압축기 및 주변기기 개발...199
• 제 1 절 개요...199
• 제 2 절 공압블록 및 주변장치 사양확정내용...200
• 1. 공압블록...200
• 2. 주공기압축기...202
• 3. 공기건조기...205
• 4. Micro Air/oil Separator...207
• 5. Safety Valve...208
• 6. 보조공기압축기...209
• 7. 보조공기압축기 건조기...210
• 제 3 절 공기공급장치의 제품별 주요시험결과...211
• 1. 공기압축기...211
• 2. 공기건조기...215
• 3. 보조공기압축기...216
• 4. 보조공기압축기 건조기...218
• 5. 주공기라인 안전밸브...219
• 제 4 절 결론...220
• 제 10 장 공기제동제어장치...221
• 제 1 절 동력차용 공기제동제어장치 일반...222
• 1. 전공변환 밸브...226
• 2. 복식중계밸브...228
• 3. 압력조정밸브...231
• 4. 긴급전자밸브 & 속도절환전자밸브...233
• 5. 활주방지밸브...235
• 6. 압력조정밸브...237
• 7. 압력스위치...239
• 8. 압력센서...239
• 9. 공기여과기...240
• 10. Cutout cock & electric switch...241
• 11. 제동용공기통...242
• 제 2 절 동력객차용 공기제동제어장치 일반...245
• 제 3 절 객차용 공기제동제어장치 일반...249
• 1. VM14-2H 전자밸브...252
• 2. Control Valve...253
• 3. SPS-8WP 압력스위치...253
• 4. 객차용 압력제어밸브...257
• 제 4 절 공기제동제어장치의 실험결과...258
• 1. 전자밸브 성능시험...258
• 2. 전공전환밸브 성능시험...258
• 제 5 절 앞으로의 계획...267
• 제 11 장 기초 공기제동장치...269
• 제 1 절 답면제동장치...269
• 1. 주차제동력 계산...269
• 2. 답면제동장치의 규격...271
• 제 2 절 제동실린더와 캘리퍼...276
• 1. CK8-100 제동실린더의 규격...276
• 2. CK8-100 주차제동실린더의 규격...277
• 3. 내부 구조...278
• 4. 시험 결과...279
• 제 3 절 디스크제동장치용 캘리퍼...287
• 1. 제동실린더과 캘리퍼의 결합...287
• 2. 디스크제동장치용 캘리퍼의 강도해석...291
• 제 4 절 제동 디스크...306
• 1. 디스크의 규격...306
• 2. 디스크의 시험결과...308
• 제 5 절 휠 디스크...313
• 1. 휠디스크의 설계...314
• 2. 휠디스크의 1차 설계안...316
• 3. 휠디스크의 2차 설계안...317
• 4. 휠디스크의 3차 설계안...320
• 제 6 절 압력 제어 밸브...321
• 1. 구 조...321
• 2. 규 격...322
• 3. 작 용...322
• 4. 시험 결과...325
• 5. 현차 시험 결과...327
• 제 12 장 와전류 제동장치...331
• 제 1 절 개 요...331
• 제 2 절 ECBU 해석 및 시험...332
• 1. 정적해석...333
• 2. 모드해석 및 단순화 모델...338
• 3. 동적 특성 검토 및 댐퍼 최적 설계...341
• 4. 와전류 기계 프레임 진동 시험...344
• 5. 와전류 제동장치 방진고무 설계...345
• 6. 와전류 제동장치 차량 장착 및 주행결과...348
• 제 3 절 ECCU...351
• 1. 개 요...351
• 2. 5차년도 ECCU 개발범위...351
• 3. ECCU 구 성...352
• 4. ECCU 성능 및 시스템 사양...352
• 제 4 절 전원공급장치 및 전자석...354
• 1. 와전류계통 쵸퍼장치 고전압 시험 및 부하시험결과 보고서...354
• 2. 전자석 전류 시험용 전원장치 사양...357
• 제 13 장 결 론...363
• 참고문헌...367
• 참여기업 연구보고서...371
• 고기능 소결 마찰재 패드의 개발 - 대우종합기계(주) 중앙연구소 -...371
• 제 1 절 300kw/h 관성 동력계 마찰시험...373
• 1. 서 론...373
• 2. 성능향상 마찰패드 개발...373
• 제 2 절 350km/h 관성 제동 시험...380
• 1. 서 론...380
• 2. Disk와 Pad 및 시험 방법...381
• 3. 시험 결과...382
• 와전류 제동장치 특성해석 - 한국전기연구원...387
• 제 1 절 서 론...389
• 제 2 절 제동장치의 흡인력 및 제동력 해석...390
• 1. 정면등가 해석 모델링...390
• 2. 해석조건...391
• 3. 흡인력 및 제동력 해석...392
• 4. 측면등가 해석...395
• 제 3 절 실 험...401
• 1. 실험 결과...402
• 제 4 절 제동장치의 열해석...403
• 1. 정상상태 해석...403
• 2. 과도상태 열해석...408
• 제 5 절 결 론...414
• 참고문헌...415
• 와전류 제동장치 강도해석 - 강원대학교...417
• 제 1 장 정적해석...419
• 제 1 절 25G 자중에 의한 정적해석...419
• 1. 개 요...419
• 2. 재료의 선정...419
• 3. 하중조건 및 물성치...420
• 4. 구속조건...420
• 제 2 절 25G 자중에 의한 정적해석 및 프레임 강성...423
• 1. 개 요...423
• 2. 하중조건 및 물성치...423
• 3. 구속조건...425
• 4. 해석결과...425
• 제 3 절 25G 자중과 집중하중에 의한 정적해석...429
• 1. 개 요...429
• 2. 하중조건 및 물성치...430
• 3. 구속조건...431
• 4. 해석결과...431
• 제 4 절 설계 변경된 모델의 25G 자중과 집중하중...435
• 1. 개 요...435
• 2. 하중조건 및 물성치...435
• 3. 구속조건...436
• 4. 해석결과...437
• 제 5 절 25G cross-bar의 비틀림 및 굽힘 강성...440
• 1. 개 요...440
• 2. 입력값...440
• 3. 구속조건...441
• 4. 해석결과...441
• 5. 프레임 전체의 비틀림 강성...443
• 6. cross-bar의 비틀림 및 굽힘강성...444
• 제 6 절 자중과 magnetic 하중에 의한 응력해석...446
• 1. 개 요...446
• 2. 자중만을 고려한 경우...446
• 3. 자중과 magnetic force를 고려한 경우...447
• 제 7 절 반력에 의한 재료의 피로응력...449
• 1. 개 요...449
• 2. 하중조건 및 물성치...450
• 3. 구속조건...450
• 4. 해석결과...450
• 5. 재료 응력-수명 그래프와의 비교...454
• 제 2 장 Impact 해석...456
• 제 1 절 개 요...456
• 제 2 절 입력값...456
• 1. 자중 및 물성치...456
• 2. 충력하중 및 댐핑계수...457
• 3. 시 간...457
• 4. 구속 조건...457
• 제 3 절 해석 결과...458
• 1. 변위 곡선...458
• 2. 변 위...459
• 3. 응 력...461
• 제 3 장 부품별 정적해석...464
• 제 1 절 Link 해석...464
• 1. 개 요...464
• 2. 입력값...464
• 3. 해석결과...465
• 제 2 절 Leg End 해석...469
• 1. 개 요...469
• 2. 입력값...469
• 3. 해석결과...470
• 제 3 절 Leg End Pin 해석...472
• 1. 개 요...472
• 2. 입력값...472
• 3. 해석결과...473
• 제 4 절 Leg Pin 해석...475
• 1. 개 요...475
• 2. 입력값...475
• 3. 해석결과...475
• 제 5 절 Leg 해석...478
• 1. 개 요...478
• 2. 입력값...478
• 3. 해석결과...479
• 제 6 절 Cross bar 해석...481
• 1. 개 요...481
• 2. 입력값...481
• 3. 해석결과...482
• 제 7 절 Main Frame 해석...484
• 1. 개 요...484
• 2. 입력값...484
• 3. 해석결과...485