초록 ▼

본 연구에서는 시속 550km급 초고속 자기부상열차의 핵심 기술인 하이브리드형 부상 및 추진 기술을 확보하고, 소형 자기부상열차 차량에 적용하여 향후 초고속 자기부상열차에 적용가능한지 검토함. 본 연구에서 수행한 연구개발 내용은 다음과 같을 수행하였음.
1. 소형 차량용 하이브리드 방식 부상/추진 시스템의 설계
실차급 부상/추진 시스템 설계와 정지형 시험기를 통한 검증
실차급 모델을 1/4로 축소시킨 하이브리드 방식 부상/추진 시스템 설계 완료
2. 소형 차량 시제품 제작 및 단거리 궤도 건설
설계된 부상

본 연구에서는 시속 550km급 초고속 자기부상열차의 핵심 기술인 하이브리드형 부상 및 추진 기술을 확보하고, 소형 자기부상열차 차량에 적용하여 향후 초고속 자기부상열차에 적용가능한지 검토함. 본 연구에서 수행한 연구개발 내용은 다음과 같을 수행하였음.
1. 소형 차량용 하이브리드 방식 부상/추진 시스템의 설계
실차급 부상/추진 시스템 설계와 정지형 시험기를 통한 검증
실차급 모델을 1/4로 축소시킨 하이브리드 방식 부상/추진 시스템 설계 완료
2. 소형 차량 시제품 제작 및 단거리 궤도 건설
설계된 부상/추진 시스템을 탑재하는 차량 구조물 제작완료
12.48m 길이의 시험 궤도 건설완료
3. 부상/추진 제어기 개발 및 검증
하이브리드 방식 부상 제어기 및 추진 벡터제어기 개발완료
효율성을 고려한 구간제어 개념 분석 및 적용
초고속 자기부상열차를 위한 부상 및 추진 기술의 실험적 검증이 경제적, 기술적으로 매우 까다로운 만큼 본 연구를 통해 제시된 하이브리드형 자기부상 및 추진 시스템에 관한 특성들은 향후 실제 초고속 자기부상열차에의 적용을 위한 기술개발에 좋은 자료가 될 것으로 기대됨.

Abstract ▼

Maglev (magnetically levitated) systems utilize magnetic fields produced from ground-based electrical power sources to levitate the vehicle above the track. Therefore, they offer a number of benefits over wheel-on rail high-speed transit options. The maglev vehicle is a quiet, safe, efficient alter

Maglev (magnetically levitated) systems utilize magnetic fields produced from ground-based electrical power sources to levitate the vehicle above the track. Therefore, they offer a number of benefits over wheel-on rail high-speed transit options. The maglev vehicle is a quiet, safe, efficient alternative with lower vibration and faster speed than traditional transportation systems. Maglev technology also offers a revolutionary solution for intercontinental transportation.
This report deals with the design of an electro-magnet/permanent-magnet(EM-PM) hybrid levitation and propulsion device for high-speed magnetically levitated (maglev) vehicles. In order to verify the design and feasibility of maglev application, a small maglev vehicle and the guideway, which is 12.48m long, is constructed.
The vehicle uses PMs with high coercive force in order to levitate the vehicle by only PMs, and propulsion force is supplied by a long-stator linear synchronous motor (LSM). The advantages of this configuration are an increased levitation airgap length and decreased total weight of the vehicle, because of the zero-power levitation control.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 목 차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 11
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 11
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 11
• 제 3 절 연구개발의 범위 ... 12
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 13
• 제 1 절 국내외 기술 및 연구동향 ... 13
• 제 2 절 특허 동향 ... 14
• 제 3 절 산업동향 ... 19
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 20
• 제 1 절 초고속 자기부상열차 부상/추진 기술 개요 ... 20
• 1. 초고속(Super-speed) 자기부상열차의 정의 ... 20
• 2. 초고속자기부상열차 원리 및 기술적 분류 ... 20
• 3. 기술적 특징 ... 21
• 제 2 절 하이브리드형 부상/추진 시스템 설계 ... 22
• 1. 기본 개념 및 시스템 구성 ... 22
• 2. 부상력 특성 ... 23
• 3. 추력 리플 저감 ... 23
• 4. 최소 전력 제어 ... 24
• 5. 선형 발전기 ... 25
• 제 3 절 부상 및 추진 제어 시스템 설계 ... 26
• 1. 부상 시스템 모델링 ... 26
• 2. 고추종성 부상제어기 설계 ... 27
• 3. 최소전력 부상제어기 설계 ... 28
• 4. 최대추력성능 추진벡터제어기 설계 ... 29
• 5. 시뮬레이션 및 제어성능 해석 검토 ... 30
• 제 4 절 정지형 시험기 연구 결과 ... 33
• 1. 정지형 부상 추진 특성 시험기 제작 ... 33
• 2. 힘특성 시험 ... 37
• 3. 부상 제어 특성 시험 ... 39
• 4. 계측 및 VR 기반 모의 주행 시스템 ... 41
• 제 5 절 소형 차량용 하이브리드 방식 부상/추진 시스템 설계 ... 45
• 1. 소형 부상/추진 장치 설계 ... 45
• 2. 자기부상 전자석 설계 ... 46
• 3. 선형 추진장치 설계 ... 50
• 4. 부상/추진 전자석 제작 ... 53
• 5. 전력 제어기 설계 ... 55
• 제 6 절 소형 자기부상열차 시작품 제작 ... 56
• 1. 소형 차량 설계 ... 56
• 2. 자기부상 궤도 설계 ... 57
• 3. 단거리 궤도 건설 ... 60
• 제 7 절 부상/추진 제어기 개발 ... 61
• 1. 제어기 구성 ... 61
• 2. 부상 제어기 개발 ... 63
• 3. 추진 제어기 개발 ... 66
• 4. LSM 구간 제어 ... 77
• 5. 부상/추진 제어기 검증 및 실험 ... 79
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 82
• 제 1 절 기술적 성과 ... 82
• 제 2 절 사회·경제적 성과 ... 86
• 제 3 절 국가 발전 기여도 ... 87
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 88
• 제 1 절 장기적 기술개발의 목표 ... 88
• 제 2 절 타연구에의 응용, 사업화 추진방안 ... 89
• 제 6 장 참고문헌 ... 93