초록 ▼

본 연구는 철도의 고속화, 고출력화 시대적 조류에 능동적으로 대응하기 위한 고출력밀도 추진시스템(High Power Density Traction) 원천기술개발과 국내 철도분야에서 사각지대에 있었던 물리적 점착성능 관련 기초기술 개발을 중기적 목표로 하고 있다. 일차년도인 당해에는 경량전철급 전동기를 대상으로 하여 IPM의 시제설계와 해석적 검증, 전력변환장치의 출력밀도 향상방안 제시, 그리고 추진시스템 설계에 있어 중요한 근간이 되는 점착한도 기준을 수립하기 위한 토대로서, 1/5 축소형 점착성능 시험모델 개발을 목표로 하고 있다

본 연구는 철도의 고속화, 고출력화 시대적 조류에 능동적으로 대응하기 위한 고출력밀도 추진시스템(High Power Density Traction) 원천기술개발과 국내 철도분야에서 사각지대에 있었던 물리적 점착성능 관련 기초기술 개발을 중기적 목표로 하고 있다. 일차년도인 당해에는 경량전철급 전동기를 대상으로 하여 IPM의 시제설계와 해석적 검증, 전력변환장치의 출력밀도 향상방안 제시, 그리고 추진시스템 설계에 있어 중요한 근간이 되는 점착한도 기준을 수립하기 위한 토대로서, 1/5 축소형 점착성능 시험모델 개발을 목표로 하고 있다.
본 연구에서는 110kW급 경량전철 전동기를 대상으로 매입형 영구자석형, 극박 자성재료 적용, 영구자석의 형상, 배치 최적화등을 통해 집중권과 분포권 두종류의 시제모델에 대한 설계를 완성하였고, 전자기 해석을 통해 그 성능이 검증되었다. 출력밀도가 0.67 kW/kg으로 기존 K-AGT 모터 대비 3배 수준에 달하는 것으로 예측되었다. 아울러 1/5 스케일의 축소형 점착시험기를 개발하였으며, 실물 규모 시험기와의 상사법칙을 수립하여 시험결과를 활용하는 데 문제가 없도록 하였다. 본 연구결과를 통해 후속적으로 진행 될 경량전철급, 중고속형,고속열차급 추진장치의 고출력 밀도화하는 기반을 마련하였으며, 축소형 점착 시험기를 구비함으로써, 물리적 점착 능력 향상이나, 점착한계 기준 수립과 같은 후속연구의 토대를 마련하였다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 고출력밀도 추진시스템 원천기술 연구 ... 2
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• 목차 ... 16
• 표목차 ... 17
• 그림목차 ... 19
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 26
• 제1절 연구의 목적 ... 26
• 제2장 국내외 관련 기술 및 산업 동향 ... 32
• 제1절 고출력 추진 시스템 현황 ... 32
• 제2절 점착특성 관련 국외 기술현황 ... 41
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 56
• 제1절 고출력 밀도 추진시스템 기술개발 및 시제설계 ... 56
• 제2절 추진성능 시험장치 보강 ... 186
• 제3절 점착성능 축소시험 모델 개발 ... 193
• 제4절 차륜/레일 점착관련 상사 검토 ... 201
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 216
• 제1절 연구개발 목표달성도 ... 216
• 제2절 관련분야에의 기여도 ... 226
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 228
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 과학기술정보 ... 229
• 제1절 국외출장으로 취득한 기술 정보 ... 229
• 제2절 지적재산권 ... 240
• 제3절 논문 ... 245
• 제7장 참고문헌 ... 254