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SUMMARY

CONTENTS

목차

1. 연구개발과제 개요 34

1.1. 연구의 목적 및 필요성 34

1.1.1. 연구의 배경 및 목적 34

1.1.2. 연구개발의 중요성 36

1.2. 연구 목표 및 주요 연구 내용 37

1.2.1. 연구개발의 최종 목표 37

1.2.2. 세부 연구 목표 및 내용 37

1.3. 국내외 기술개발 현황 40

1.3.1. 국내 기술 및 산업 동향 40

1.3.2. 국외 기술 및 산업 동향 45

1.3.3. 특허 동향 49

1.4. 기존 기술(연구)과의 차별성 55

1.4.1. 선형 추진시스템 분류 55

1.4.2. 선형 추진시스템별 특징 분석 55

1.4.3. 기존 기술과의 차별성 및 우수성 종합 분석 61

2. 최종 연구 성과 요약 및 활용방안 64

2.1. 연구개발 핵심성과 요약 64

2.1.1. 성과리스트 64

2.1.2. 철도차량용 LPM 추진시스템 기초기술 65

2.1.3. 축소형 LPM 추진시스템 66

2.1.4. 실모형 LPM 추진시스템 69

2.1.5. LPM BOM 시스템 구축 73

2.1.6. LPM 추진시스템 실용화 검토 75

2.2. 연구개발 최종목표 달성도 78

2.3. 연구개발 효과 및 활용방안 80

2.3.1. 연구개발 효과 80

2.3.2. 연구성과 활용방안 81

3. 연구개발 수행 상세 내용 및 결과 84

3.1. 철도차량용 LPM 추진시스템 기초기술 84

3.1.1. LPM 추진시스템의 철도적용 타당성 평가 84

3.1.2. 철도차량 추진을 위한 LPM 기초기술 연구 91

3.2. 축소형 LPM 추진시스템 120

3.2.1. 축소형 LPM 추진시스템 개발 120

3.2.2. 축소형 모델 해석 연구 158

3.2.3. LPM 추진시스템 분석 및 토크 리플 저감 연구 176

3.3. 실모형 LPM 추진시스템 196

3.3.1. 실모형 LPM 추진시스템 설계 및 제작 196

3.3.2. 실모형 LPM 추진시스템 해석 모델 구축 314

3.3.3. 철도차량용 LPM 추진시스템 성능평가 342

3.4. LPM BOM 시스템 구축 350

3.4.1. LPM BOM 시스템 구축(안) 350

3.4.2. 유지보수 체계 구축 356

3.5. LPM 추진시스템 실용화 검토 382

3.5.1. 철도종합시험선로 Test-Bed 구축(안) 382

3.5.2. LPM 추진시스템 전원공급 방안 407

3.6. 결과검토 및 향후 과제 435

3.6.1. 연구개발의 결과검토 435

3.6.2. 연구개발 효과 439

3.6.3. 연구성과 활용방안 439

3.6.4. 향후 과제 440

참고문헌 441

[뒷표지] 445

표 1.3.1.1. 용인경전철의 주요사양 42

표 1.3.2.1. 일본과 캐나다의 LIM 추진시스템을 적용한 지하철/경전철 개발 현황 45

표 1.3.3.1. 특허건수와 연평균 피인용도 상위 10위 출원인 비교 52

표 1.3.3.2. 주요 특허 리스트 53

표 2.1.4.1. LPM 추진시스템 성능평가 요약 73

표 2.1.5.1. BOM Tree 구성 74

표 3.1.1.1. 추진시스템별 도시철도 시스템 구성 87

표 3.1.1.2. 추진시스템별 경제성 비교 87

표 3.1.2.1. 구형파 전류제어 및 정현파 전류제어 비교 98

표 3.1.2.2. 스위칭 상태에 따른 출력 전압 109

표 3.1.2.3. 구형파 전류제어 방식 모의실험 실험조건 110

표 3.2.1.1. 인버터 주요 성능 120

표 3.2.1.2. LMH500M156 주요 사양 123

표 3.2.1.3. 보조전원의 출력 전원과 그 역할 131

표 3.2.1.4. 600A급 전류센서 'HAH1DR 600-S LEM' 측정 및 동작특성 134

표 3.2.1.5. 축소모형 파라미터 152

표 3.2.2.1. 축소 모델 설계 파라미터 값 166

표 3.2.2.2. 스위치 타이밍의 파라미터 설정 값 172

표 3.2.2.3. 2차원 유한요소해석 모델의 추력 및 수직력 174

표 3.2.2.4. 3차원 유한요소해석 모델의 추력 및 수직력 175

표 3.3.1.1. 지상 코일 상세 사항 197

표 3.3.1.2. 이동자 권선 설계 사양 202

표 3.3.1.3. 이동자 코어 설계 사양 203

표 3.3.1.4. 파라미터 : CASE 1 207

표 3.3.1.5. 파라미터 : CASE 2 207

표 3.3.1.6. 유도 집전 장치 설계 사양 210

표 3.3.1.7. 충전기 세부 설계 사양 213

표 3.3.1.8. DC/DC 컨버터 세부 설계 사양 214

표 3.3.1.9. 축전지 세부 설계 사양 215

표 3.3.1.10. MCC-16IO2 소자 주요 사양 222

표 3.3.1.11. 냉각장치의 용량산출 238

표 3.3.1.12. 컨버터 주요부에 대한 온도 239

표 3.3.1.13. 위치표시 제어서버의 구성품 247

표 3.3.1.14. 주요 하드웨어 구성품 250

표 3.3.1.15. 이동식 Rack 장치 250

표 3.3.1.16. AC-DC 전원장치 250

표 3.3.1.17. DBMS 251

표 3.3.1.18. 인버터 제작사양 252

표 3.3.1.19. 컨버터 제작사양 253

표 3.3.1.20. 냉각장치 제작사양 254

표 3.3.1.21. 표시장치 제작사양 255

표 3.3.1.22. 대차 주요 제원 299

표 3.3.2.1. LPM의 자로 구성에 의한 분류 324

표 3.3.2.2. 스위치 타이밍의 파라미터 값 330

표 3.3.2.3. 2D 모델의 추력특성 335

표 3.3.2.3. 3D 유한요소 해석 모델 추력 및 부상력 특성 337

표 3.3.2.4. 자기등가회로를 통한 기초 설계 및 유한요소 해석 결과 비교 338

표 3.3.2.5. 자기등가회로를 통한 기초 설계 및 유한요소 해석 결과 비교 340

표 3.3.3.1. LPM 추진시스템 성능평가 요약 342

표 3.3.3.2. 공극자속 측정 결과 345

표 3.3.3.3. 차상 전원장치 부하시험 결과 347

표 3.4.2.1. 국내 도시철도운영기관 유지보수체계 현황 356

표 3.4.2.2. 검사종별 정비 357

그림 1.1.1.1. 기존철도차량 추진시스템의 한계 34

그림 1.1.1.2. 리니어펄스모터 추진시스템의 구성 35

그림 1.2.1.1. 연구개발 목표 및 내용 37

그림 1.3.1.1. 반도체 이송 공정용 소형 리니어 모터 제품 40

그림 1.3.1.2. 공작기계 이송테이블 구동용 150N급 Hybrid-type LPM 41

그림 1.3.1.3. 원자로의 제어봉 구동장치용 Tubular-type LPM 41

그림 1.3.1.4. 용인경전철 추진시스템용 LIM의 차상 Primary와 지상 리액션 플레이트 42

그림 1.3.1.5. LIM 방식의 추진 기술 국내 적용 현황 43

그림 1.3.1.6. 상전도 LSM 추진 시스템 시작품(한국철도기술연구원) 43

그림 1.3.1.7. 한국전기연구원이 개발한 30kW급 CPS 44

그림 1.3.1.8. KAIST의 서울대공원 코끼리 열차 급전선로 44

그림 1.3.1.9. 한국철도기술연구원의 대용량 비접촉 급전 기술 시연 44

그림 1.3.2.1. SERAPHIM 열차 concept(Vertical reaction plate 방식) 47

그림 1.3.2.2. 국외 LSM 방식 추진 철도 47

그림 1.3.2.3. 독일 초고속 자기부상열차의 유도급전 시스템 48

그림 1.3.2.4. 독일 초고속 자기부상열차의 유도급전시스템 48

그림 1.3.3.1. 연도별 특허 출원 현황 49

그림 1.3.3.2. 연도별 특허 출원 추이 49

그림 1.3.3.3. 도메인별 출원비율 50

그림 1.3.3.4. 출원인 국적별 분포 50

그림 1.3.3.5. 출원인별 특허 출원 추이 51

그림 1.3.3.6. 상위 4개 출원인의 도메인별 출원 현황 51

그림 1.3.3.7. 상위 출원인 연도별 특허 출원 추이 52

그림 1.3.3.8. IPC 분류별 특허건수 53

그림 1.4.1.1. 선형 추진시스템의 분류 55

그림 1.4.3.1. 각 추진시스템의 기술적 특징 비교 63

그림 2.1.3.1. LPM 추진시스템 구성도 67

그림 2.1.3.2. 상권선 적층 효과를 고려한 역기전력 68

그림 2.1.4.1. 차상 장치가 탑재된 실대차 71

그림 2.1.5.1. 구축된 BOM 시스템 화면 74

그림 2.1.6.1. 철도종합시험선로 내 LPM Test-Bed 구축 76

그림 3.1.1.1. 악순환 구조(좌)와 선순환 구조(우) 84

그림 3.1.2.1. 자화성분과 누설성분 92

그림 3.1.2.2. 고정자 A상 및 B상 권선의 공간적 배치 93

그림 3.1.2.3. 2극 2상 회전기기로 등가변환 된 LPM 94

그림 3.1.2.4. 구형파 전류제어 구동 방식 블록도 99

그림 3.1.2.5. 각도에 따른 홀 센서 신호 100

그림 3.1.2.6. 연산된 위치 및 스텝 101

그림 3.1.2.7. 스텝에 따른 전류 인가 101

그림 3.1.2.8. 병렬 구조의 단상 풀브릿지 인버터 102

그림 3.1.2.9. 일반적인 제어시스템의 블록선도 103

그림 3.1.2.10. LPM 시스템의 블록선도 105

그림 3.1.2.11. 전류제어기를 포함하는 LPM 시스템의 블록선도 106

그림 3.1.2.12. 관성 모멘트가 큰 경우의 전류제어기를 포함하는 LPM 시스템의 블록선도 106

그림 3.1.2.13. 비례 적분제어기를 적용한 전류제어기 106

그림 3.1.2.14. 단상 풀 브릿지 인버터 108

그림 3.1.2.15. 구형파 전류제어 방식을 사용한 LPM 추진제어 시스템의 전체구성도 112

그림 3.1.2.16. 구형파 전류제어 방식을 사용한 LPM 추진제어 시스템의 전동기부 113

그림 3.1.2.17. 구형파 전류제어 방식을 사용한 LPM 추진제어 시스템의 제어 및 전원인가부 114

그림 3.1.2.18. 역기전력(구형파 전류제어 방식) 115

그림 3.1.2.19. 전동기 각 위치에 따른 스텝 연산 결과(구형파 전류제어 방식) 115

그림 3.1.2.20. 스텝에 따른 A상 및 B상 권선의 전류 인가(구형파 전류제어 방식) 116

그림 3.1.2.21. 상전류 인가에 따른 발생 토크 및 추력(구형파 전류제어 방식) 117

그림 3.1.2.22. 발생 토크에 따른 기계각속도 및 시속(구형파 전류제어 방식) 118

그림 3.1.2.23. 정격전류 인가 시 가속도 (구형파 전류제어 방식) 118

그림 3.1.2.24. 전류제어기 스텝 응답(구형파 전류제어 방식) 119

그림 3.2.1.1. 시스템 구성도 120

그림 3.2.1.2. 인버터 개발 제품 3D형상 122

그림 3.2.1.3. 주요기구부품 종류 및 형상 122

그림 3.2.1.4. MOSFET 모듈 실제 형상 123

그림 3.2.1.5. 직류링크 커패시터 보드 124

그림 3.2.1.6. 컨넥터 용도의 Bus-Bar 처리 방법 124

그림 3.2.1.7. 강제 공랭식 방열 구조 125

그림 3.2.1.8. CPU보드 구성도 125

그림 3.2.1.9. CPU보드 Top면 126

그림 3.2.1.10. CPU보드 Bottom면 126

그림 3.2.1.11. CPU회로와 I/O 신호 130

그림 3.2.1.12. 보조전원 생성회로 132

그림 3.2.1.13. RS232와 CAN 통신 회로 133

그림 3.2.1.14. 전류 검출 회로 135

그림 3.2.1.15. 과전류인가시 보호회로 동작파형 136

그림 3.2.1.16. 과전류 보호 회로 137

그림 3.2.1.17. 입력과전압 보호회로 139

그림 3.2.1.18. PWM 회로 140

그림 3.2.1.19. H/W PWM Protection회로 141

그림 3.2.1.20. 전압 Level 변환 회로 142

그림 3.2.1.21. 게이트보드 블록도 143

그림 3.2.1.22. 게이트보드 Top 144

그림 3.2.1.23. 게이트보드 Bottom 144

그림 3.2.1.24. PWM 드라이브 IC를 이용한 MOSFET 구동회로 146

그림 3.2.1.25. PWM 드라이브 IC를 이용한 MOSFET 구동회로 147

그림 3.2.1.26. 위치센싱용 Hall센서 파형과 위치 인식 방법 148

그림 3.2.1.27. A3295 내부 블록도 149

그림 3.2.1.28. A3295 등가 회로도 149

그림 3.2.1.29. 마그네트 Flux density에 따른 출력전압 150

그림 3.2.1.30. Hall Sensor 드라이브 회로도 151

그림 3.2.1.31. 대차의 위치 변동에 따른 Hall Sensor 출력 A,B상 153

그림 3.2.1.32. +50A 출력 제어 153

그림 3.2.1.33. +100A 출력 제어 154

그림 3.2.1.34. +150A 출력 제어 154

그림 3.2.1.35. -50A 출력 제어 155

그림 3.2.1.36. -100A 출력 제어 155

그림 3.2.1.37. -150A 출력 제어 156

그림 3.2.1.38. 추진코일의 A상과 B상의 2상제어 파형 156

그림 3.2.1.39. 대차 가속시의 A상과 B상의 2상제어 파형 157

그림 3.2.1.40. 90도 운전시 한상의 전류파형(150A 제어) 157

그림 3.2.2.1. 이동자(차체) 하단부 구조 및 영구자석 사이즈 158

그림 3.2.2.2. LPM 축소 모델의 고정자 권선 케이블 159

그림 3.2.2.3. LPM 축소 모델의 고정자 권선 레이아웃 159

그림 3.2.2.4. 2상 전류 펄스 파형 159

그림 3.2.2.5. 2상 펄스 전류 생성을 위한 전력변환 회로 160

그림 3.2.2.6. 펄스 파 형태 결정 요소 160

그림 3.2.2.7. 2상 펄스 전류 파형에서의 운전 구간 161

그림 3.2.2.8. 운전 구간에 따른 고정자 권선에서의 극성 변화 162

그림 3.2.2.9. 운전 구간 I에서의 전류 방향 및 극성 162

그림 3.2.2.10. 운전 구간 I에서의 이동자 위치 163

그림 3.2.2.11. 운전 구간 II에서의 전류 방향 및 극성 163

그림 3.2.2.12. 운전 구간 II에서의 이동자 위치 163

그림 3.2.2.13. 운전 구간 III에서의 전류 방향 및 극성 164

그림 3.2.2.14. 운전 구간 III에서의 이동자 위치 164

그림 3.2.2.15. 운전 구간 IV에서의 전류 방향 및 극성 165

그림 3.2.2.16. 운전 구간 IV에서의 이동자 위치 165

그림 3.2.2.17. 이동자와 권선 간의 힘의 방향 166

그림 3.2.2.18. LPM 축소 모델의 설계 파라미터 166

그림 3.2.2.19. LPM 축소 모델의 2차원 유한요소해석 모델 167

그림 3.2.2.20. 2차원 유한요소해석 모델의 사이즈 167

그림 3.2.2.21. 2차원 유한요소해석 모델의 권선 사이즈 167

그림 3.2.2.22. 2차원 유한요소해석 모델의 요소분할도 168

그림 3.2.2.23. 3차원 유한요소해석 모델 168

그림 3.2.2.24. 3차원 유한요소해석 모델의 사이즈 168

그림 3.2.2.25. 3차원 유한요소해석 모델의 요소분할도 169

그림 3.2.2.26. LPM 축소 모델의 무부하 역기전력 측정 파형 169

그림 3.2.2.27. 2차원 유한요소해석 모델의 무부하 역기전력 파형 170

그림 3.2.2.28. 3차원 유한요소해석 모델의 무부하 역기전력 파형 170

그림 3.2.2.29. 2상 펄스 전류 생성을 위한 LPM 전자계 해석 모델의 외부 회로 171

그림 3.2.2.30. 펄스파 생성을 위한 스위치 타이밍의 파라미터 172

그림 3.2.2.31. 외부 회로에서 생성된 펄스 전류 파형 173

그림 3.2.2.32. 2차원 유한요소해석 모델의 추력 특성 173

그림 3.2.2.33. 2차원 유한요소해석 모델의 수직력 특성 174

그림 3.2.2.34. 유한 요소법 LPM 3D 모델 추력 175

그림 3.2.2.35. 유한 요소법 LPM 3D 모델 흡인력 175

그림 3.2.2.36. 3차원 유한요소해석 결과 - 자속밀도 벡터도 176

그림 3.2.3.1. LPM의 유기기전력 및 쇄교자속 파형 177

그림 3.2.3.2. 스위칭 소자 내부 다이오드에 의한 역기전력 정류 178

그림 3.2.3.3. 상권선 적층 효과를 고려한 역기전력 179

그림 3.2.3.4. 전력에 유효한 역기전력 180

그림 3.2.3.5. 상권선 적층 시 발생 추력 182

그림 3.2.3.6. 고정자 상권선 적층 시 역기전력 183

그림 3.2.3.7. 상전류 및 역기전력(보상 기법 적용 전) 184

그림 3.2.3.8. 발생 토크 및 추력(보상 기법 적용 전) 185

그림 3.2.3.9. 상전류 및 역기전력(보상 기법 적용 후) 186

그림 3.2.3.10. 발생 토크 및 추력(보상 기법 적용 후) 187

그림 3.2.3.11. 실험장치 구성도 188

그림 3.2.3.12. 제어부 및 전력부 190

그림 3.2.3.13. 다이나모미터 190

그림 3.2.3.14. 홀센서 신호에 따른 위치 연산 및 스텝 연산 192

그림 3.2.3.15. 발생 역기전력 193

그림 3.2.3.16. 스텝에 따른 상전류 인가 194

그림 3.2.3.17. 상권선 적층으로 인한 발생 토크 리플 보상 전 발생 추력 195

그림 3.2.3.18. 상권선 적층으로 인한 발생 토크 리플 보상 전 발생 추력 195

그림 3.3.1.1. 이동자 및 지상코일 196

그림 3.3.1.2. 지상 코일 기본 구조 197

그림 3.3.1.3. 2상 2열 구조의 지상 코일 199

그림 3.3.1.4. LPM 추진시스템 시험선 지상코일 설치 200

그림 3.3.1.5. 이동자 코어 기본 치수 201

그림 3.3.1.6. 이동자 코일 기본 치수 202

그림 3.3.1.7. 이동자 코일 설계 도면 203

그림 3.3.1.8. 이동자 코어 설계 도면 204

그림 3.3.1.9. 이동자 코일 제작 사진 205

그림 3.3.1.10. 차상 전자석 제작 및 실대차 취부 205

그림 3.3.1.11. 기본 구성도 206

그림 3.3.1.12. 전자석 및 집전코일 구성도 206

그림 3.3.1.13. 유도 전압 : CASE 1 207

그림 3.3.1.14. 집전 코어 형상 디자인 : CASE 2 208

그림 3.3.1.15. 유도 전압 : CASE 2 208

그림 3.3.1.16. 집전 코어 형상 디자인 : CASE 3 209

그림 3.3.1.17. 유도 전압 : CASE 3 209

그림 3.3.1.18. 제안한 유도급전 장치의 실험파형(역기전력 특성) 209

그림 3.3.1.19. 차상 전자석 및 집전 코어의 시뮬레이션 결과 210

그림 3.3.1.20. 유도 집전 장치 설계 도면 211

그림 3.3.1.21. 제작된 유도 집전 장치 212

그림 3.3.1.22. DC/DC 컨버터 시스템 구성도 214

그림 3.3.1.23. 축전지 + BMS 설계 도면 216

그림 3.3.1.24. 충전기 + DC/DC 컨버터 설계 도면 217

그림 3.3.1.25. 제작된 충전기/컨버터/축전지 218

그림 3.3.1.26. 시스템 구성도 220

그림 3.3.1.27. 컨버터 주 전원 생성부 221

그림 3.3.1.28. Thyristor의 기호와 등가회로 222

그림 3.3.1.29. 다이오드의 특성곡선 223

그림 3.3.1.30. DC필터 인덕터 초안 224

그림 3.3.1.31. 컨버터 함체 도면 226

그림 3.3.1.32. 컨버터의 부하 특성 227

그림 3.3.1.33. 인버터 구성도 228

그림 3.3.1.34. 스위칭 소자와 등가회로 229

그림 3.3.1.35. CPU 특징 229

그림 3.3.1.36. CPU보드 구성도 230

그림 3.3.1.37. 드라이브 보드 구성도 230

그림 3.3.1.38. 보조전원보드 구성도 231

그림 3.3.1.39. 인버터 제작도면 232

그림 3.3.1.40. 인버터 내부 제작도면 233

그림 3.3.1.41. 추진코일 배치간격 234

그림 3.3.1.42. Full Bridge 인버터 구성 235

그림 3.3.1.43. Full Bridge 인버터 스위칭 조합에 따른 등가회로 235

그림 3.3.1.45. Full Bridge 인버터 PSIM Schematic 237

그림 3.3.1.46. Full Bridge 인버터 PSIM wave form 237

그림 3.3.1.47. 추진 코일과 추진 파형 240

그림 3.3.1.48. 위치 검출용 홀센서 파형과 위치인식방법 241

그림 3.3.1.49. A3295 내부 블록도 242

그림 3.3.1.50. A3295 등가 회로도 242

그림 3.3.1.51. 자속밀도에 따른 출력전압 243

그림 3.3.1.52. 브레이크 제어 시스템 구성도 244

그림 3.3.1.53. 브레이크 제어시스템 제작도면 245

그림 3.3.1.54. 브레이크 동작 알고리즘 246

그림 3.3.1.55. 표시장치 화면구성 247

그림 3.3.1.56. GPS 위치추적(DMR) 249

그림 3.3.1.57. 컨버터 구성부품 264

그림 3.3.1.58. 컨버터 구성품 설치 265

그림 3.3.1.59. 인버터 구성부품 276

그림 3.3.1.60. 컨버터 구성품 설치 277

그림 3.3.1.61. 냉각장치 구성부품 280

그림 3.3.1.62. 냉각장치 구성품 설치 281

그림 3.3.1.63. 위치센서 구성부품 283

그림 3.3.1.64. 위치센서 구성품 설치 284

그림 3.3.1.65. 브레이크 제어시스템 구성부품 286

그림 3.3.1.66. 브레이크 제어시스템 구성품 설치 286

그림 3.3.1.67. 표시장치 구성품 설치 287

그림 3.3.1.68. 제품 현장설치 287

그림 3.3.1.69. Lab Test 환경 288

그림 3.3.1.70. 스위치 회로 289

그림 3.3.1.71. 스위치들의 신호와 출력전압 파형 289

그림 3.3.1.72. 전자로드에 PWM 신호 인가시 290

그림 3.3.1.73. 인덕터-저항 직렬부하에 PWM 신호 인가시 290

그림 3.3.1.74. 궤환제어기의 전류지령치 변화에 따른 파형 291

그림 3.3.1.75. 대차 위치변동에 따른 홀센서 출력 A, B상 292

그림 3.3.1.76. PWM에 따른 전류제어파형 292

그림 3.3.1.77. 전류제어 명령에 따른 PWM과 전류파형 293

그림 3.3.1.78. 추진코일의 A상과 B상의 2상 제어파형 293

그림 3.3.1.79. 정지상태의 SCR게이트 파형과 출력파형 294

그림 3.3.1.80. 추진상태의 SCR게이트 파형과 출력파형 294

그림 3.3.1.81. 온도 상승시험 295

그림 3.3.1.82. 조합시험시의 데이터 레코더 파형 296

그림 3.3.1.82. 소음 측정 297

그림 3.3.1.83. 대차 주요 구성 298

그림 3.3.1.84. 대차의 주요 구성품 조립도 298

그림 3.3.1.85. 독립윤축의 구조 300

그림 3.3.1.86. 곡선구간에서 조향장치의 거동 300

그림 3.3.1.86. 윤축의 구조 301

그림 3.3.1.87. 차륜 답면 형상 301

그림 3.3.1.88. 액슬박스 조립 구조 302

그림 3.3.1.89. 대차프레임 조립 구조 302

그림 3.3.1.90. 조향장치 조립 구조 303

그림 3.3.1.91. 회전장치 조립 구조 304

그림 3.3.1.92. 견인력 전달 구조 304

그림 3.3.1.93. 실대차 설계 도면(1/6) 307

그림 3.3.1.93. 실대차 설계 도면(2/6) 308

그림 3.3.1.93. 실대차 설계 도면(3/6) 309

그림 3.3.1.93. 실대차 설계 도면(4/6) 310

그림 3.3.1.93. 실대차 설계 도면(5/6) 311

그림 3.3.1.93. 실대차 설계 도면(6/6) 312

그림 3.3.1.94. 실대차 및 지상 코일 313

그림 3.3.2.1. BLDC 전동기의 구조 314

그림 3.3.2.2. BLDC 전동기의 고정자 권선(집중권) 314

그림 3.3.2.3. BLDC 전동기의 착자방향과 역기전력 파형 315

그림 3.3.2.4. 3상 2극 BLDC 전동기의 구동 과정 316

그림 3.3.2.6. 3상 2극 BLDC 전동기의 구동 원리 317

그림 3.3.2.7. 철도차량용 LPM 시스템 자기등가회로 318

그림 3.3.2.8. LPM 기본 형상 및 치수 320

그림 3.3.2.9. 철도차량 추진용 LPM 구동 시스템 322

그림 3.3.2.10. HB type single side LPM 323

그림 3.3.2.11. HB type single side LPM 323

그림 3.3.2.12. VR type single side LPM 323

그림 3.3.2.13. PM type double side LPM 324

그림 3.3.2.14. 2D 유한요소 해석 모델 325

그림 3.3.2.15. 2D 유한요소 해석 모델 설계 파라미터 325

그림 3.3.2.16. 2D 유한요소 해석모델 지상 권선 권선 방향 326

그림 3.3.2.17. 운전 모드에 따른 고정자 권선 전류 파형 326

그림 3.3.2.18. A,B상 전류에 따른 지상 권선 극성 변화 326

그림 3.3.2.19. 3D 유한요소 해석 모델 설계 327

그림 3.3.2.20. 3D 유한요소 해석모델 3D 유한요소 해석모델 327

그림 3.3.2.21. 2상 펄스 전류 생성을 위한 전력변환 회로 328

그림 3.3.2.22. 펄스파 형태 결정 요소 329

그림 3.3.2.23. 외부회로를 통한 2상 펄스파 330

그림 3.3.2.24. 2D 유한요소 해석모델 요소 분할도 331

그림 3.3.2.25. 2D 유한요소 해석 모델 자기 포화 특성 332

그림 3.3.2.26. 2D 유한요소 해석 모델 자속 선도 332

그림 3.3.2.27. 2D 모델의 추력 특성 333

그림 3.3.2.28. 2D 모델의 부상력 특성 334

그림 3.3.2.29. 3D 유한요소 해석모델 요소 분할도 336

그림 3.3.2.30. 3D 유한요소 해석 모델 추력 특성 337

그림 3.3.2.32. 추력 특성 계측 장비 339

그림 3.3.2.33. 추력 특성 계측 실험 339

그림 3.3.2.34. 추력 특성 실험 계측 값 분산도 340

그림 3.3.3.1. 견인력 측정을 위한 환경 343

그림 3.3.3.2. 견인력 측정값 344

그림 3.3.3.3. 공극 자속 측정 개요 344

그림 3.3.3.4. 공극 자속 측정 사진 345

그림 3.3.3.5. 공극자속 측정 결과 345

그림 3.3.3.5. 공극자속 측정 결과 346

그림 3.3.3.6. 차상 전원용 집전모듈의 전류 파형 346

그림 3.3.3.7. 차상 전원공급장치 부하시험 347

그림 3.3.3.8. 차상전원공급장치 정전류 특성시험 결과 348

그림 3.3.3.9. A상에 전류 1,800A 공급 시 모니터링 화면 348

그림 3.3.3.10. A상에 전류 2,000A 공습 시 출력 전압/전류 측정 화면 349

그림 3.4.1.1. BOM 프로그램 구성 350

그림 3.4.1.2. LPM BOM Manager 프로그램 화면 350

그림 3.4.1.3. LPM BOM DB Logical Diagram 351

그림 3.4.1.4. LPM BOM DB Physical Diagram 351

그림 3.4.1.5. 실대차 모델 장치 분류 352

그림 3.4.1.6. LogIn 353

그림 3.4.1.7. LPM BOM Manager 기본화면 353

그림 3.4.1.8. 부품 추가 354

그림 3.4.1.9. 부품 정보 변경 354

그림 3.4.1.10. 차상장치 BOM Tree 355

그림 3.4.1.11. 지상장치 BOM Tree 355

그림 3.4.2.1. 일상검사 공정도 358

그림 3.4.2.2. 월상검사 공정도 358

그림 3.4.2.3. 연간검사 공정도 359