R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201818RTRP-C113726-03 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 전기기관차(8200호대) 주변환장치 및 종합제어장치 실용화 기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2016-04-29 ~ 2019-09-30 | |||||
| 연구책임자 | 이영호 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
8명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
19명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,726,000,000 원 기업 : 575,700,000 원 계 : 2,301,700,000 원 |
총연구비 | 정부 : 4,596,000,000 원 기업 : 1,534,100,000 원 계 : 6,130,100,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)우진산전 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
* 전기기관차(8200호대)용 추진제어시스템인 주변환장치 실용화 기술 개발 - 1.3MW급 견인전동기를 제어할 수 있는 주변환장치 보완 설계, 제작 - IGBT를 적용한 주변환장치용 모듈(컨버터, 인버터, HEP) 보완 설계 및 제작 - IGBT 소자의 병렬 구동 드라이버 보완 및 제작 - 회생제어 및 토오크 제어를 위한 제어장치(TCU) 보완 및 제작 - 1.3MW급의 견인전동기와의 철도차량 기술기준에 의한 조합시험 및 완성차 시험 - 주변환장치의 현차 적용 시험을 통한 성능 검증 * 전기기관차(8200호대)용 종합제어장치 실용화 기술 개발 - 전기기관차용 차량네트워크(MVB) 통신 분석 - 자기진단 및 고장기록을 담당하는 중앙제어장치(CCU) 개발 - 전기기관차(8200호대) MVB 통신 인터페이스가 가능한 화면표시기(MMI) 개발 - 개발품의 검증을 위한 전기기관차(8200호대) 전용 MVB 프로토콜 생성기 및 시뮬레이터 개발 * 전기기관차(8200호대)용 주변환장치 및 종합제어장치 신뢰성 향상 연구 - 개발된 주변환장치 및 종합제어장치의 신뢰성, 가용성, 유지보수성 및 안전성 분석 - 주변환장치 및 종합제어장치의 LCC 절감 방안 연구 [최종목표] * 전기기관차(8200호대)용 추진제어시스템인 주변환장치 실용화 기술 개발 - 1.3MW급 견인전동기를 제어할 수 있는 주변환장치 보완 설계, 제작 - IGBT를 적용한 주변환장치용 모듈(컨버터, 인버터, HEP) 보완 설계 및 제작 - IGBT 소자의 병렬 구동 드라이버 보완 및 제작 - 회생제어 및 토오크 제어를 위한 제어장치(TCU) 보완 및 제작 - 1.3MW급의 견인전동기와의 철도차량 기술기준에 의한 조합시험 및 완성차 시험 - 주변환장치의 현차 적용 시험을 통한 성능 검증 * 전기기관차(8200호대)용 종합제어장치 실용화 기술 개발 - 전기기관차용 차량네트워크(MVB) 통신 분석 - 자기진단 및 고장기록을 담당하는 중앙제어장치(CCU) 개발 - 전기기관차(8200호대) MVB 통신 인터페이스가 가능한 화면표시기(MMI) 개발 - 개발품의 검증을 위한 전기기관차(8200호대) 전용 MVB 프로토콜 생성기 및 시뮬레이터 개발 * 전기기관차(8200호대)용 주변환장치 및 종합제어장치 신뢰성 향상 연구 - 개발된 주변환장치 및 종합제어장치의 신뢰성, 가용성, 유지보수성 및 안전성 분석 - 주변환장치 및 종합제어장치의 LCC 절감 방안 연구 [연구내용 및 범위] * 전기기관차(8200호대)용 추진제어시스템인 주변환장치 실용화 기술 개발 - 1.3MW급 견인전동기를 제어할 수 있는 주변환장치 보완 설계, 제작 - 구성품 용량 및 특성 분석 - 주변환장치 주회로 제어회로 설계 보완 - Snubber 회로 설계 보완 : 고주파용 Capacitor를 채용한 Snubber 회로설계 - 추후 호환성을 갖는 장치의 구성 보완 및 구조설계, 외함 보완 및 제작 - 8200호대 추진시스템과 적용할 수 있는 전력변환장치 주회로 설계 보완 - IGBT를 적용한 주변환장치용 모듈(컨버터, 인버터, HEP) 보완 설계 및 제작 - 4500V,1200A IGBT 소자 병렬 Stack 설계 보완 및 제작 - IGBT 소자의 병렬 구동 드라이버 보완 및 제작 - 4500V,1200A IGBT 소자의 병렬구동 Gate Driver 설계 보완 및 제작 - 과전압 방전용 Stack 설계 및 제작 - 회생제어 및 토오크 제어를 위한 제어장치(TCU) 보완 및 제작 - 제어 및 통신회로 설계 보완 - C/I 및 견인전동기 제어 알고리즘 분석 - MVB 통신 알고리즘 분석 - 1.3MW급의 견인전동기와의 철도차량 기술기준에 의한 조합시험 및 완성차 시험 - 구성품 시험 (3자 입회) - 주변환장치의 현차 적용 시험을 통한 성능 검증 - 현차 탑재 및 조정 (완성차,정적/동적) - 영업 시운전 (본선시운전) * 전기기관차(8200호대)용 종합제어장치 실용화 기술 개발 - 전기기관차용 차량네트워크(MVB) 통신 분석 - 자기진단 및 고장기록을 담당하는 중앙제어장치(CCU) 개발 - CCU 관련 프로토콜 분석 - 프로그램(S/W) 설계, 초도품 기능 검증 및 보완 - 전기기관차(8200호대) MVB 통신 인터페이스가 가능한 화면표시기(MMI) 개발 - Portable MVB Analyzer 개발 및 제작 - CCU(중앙제어장치) MVB 프로토콜 분석(계속) 및 MVB Card 설계 및 개발, 시험기 설계 - MMI(화면표시기) 사양 검토, 회로, 기구 설계 및 개발, 시험기 설계 - SIBASKLIP1,2,3(입출력제어장치) MVB 통신 프로토콜 및 SIBASKLIP 회로분석, MVB 통신 Card 및 보드 개발, 시험기 설계 - MFA(계기대표시기) MVB 통신 프로토콜 분석 및 MFA 회로분석, 통신 Card 및 MFA 보드 개발, 시험기 설계 - IBP(제동제어장치) MVB 통신 프로토콜 분석, IBP 회로 분석 및 설계 - K-Micro(활주방지제어장치) MVB 통신 프로토콜, K-Micro 회로 분석 및 설계 - 개발품의 검증을 위한 전기기관차(8200호대) 전용 MVB 프로토콜 생성기 및 시뮬레이터 개발 - 전기기관차 전용 MVB 프로토콜 생성기 개발 - CCU MVB 통신 Card 개발, CCU MVB 통신 검증용 시험기 개발 - TCU MVB 통신 검증용 시험기 개발 - 하부 장치들의 검증을 위한 SIBASKLIP, MFA, IBP 및 K-Micro 시험기개발 - 각 장치 및 검증용 시험기를 이용한 각 장치 검증 시험 - CCU, TCU 및 하부장치들 현차 적용시험(정적시험, 동적시험(구내시운전)_3자 인증시험) - CCU, TCU 및 하부장치 시스템 본선 시운전 * 전기기관차(8200호대)용 주변환장치 및 종합제어장치 신뢰성 향상 연구 - 개발된 주변환장치 및 종합제어장치의 신뢰성, 가용성, 유지보수성 및 안전성 분석 - 자료조사 및 검토 및 시스템 개념수립 - RAMS 목표수립 및 RAMS Plan 작성, PBS 작성 및 예측 - 소프트웨어 개발 프로세스 수립, 고장 해석 및 FTA/RBD 작성 - Maintenance Analysis, FMEA, SW 생명주기 별 활동 - Safety Analysis, 변경사항에 대한 분석 결과 조정 - 개발된 SW에 대한 확인 및 검증 및 최종보고서 작성 - 주변환장치 및 종합제어장치의 LCC 절감 방안 연구 - 수명주기비용 분석기법 자료 수집 및 조사 및 전기기관차(8200호대) 운행이력에 따른 각종 자료 수집 - LCC분석을 위한 비용분류 구조(CBS) 분석 및 기존 주변환장치 및 종합제어장치의 LCC 분석 - 비용평가 모델 및 관계 및 LCC profile개발, 주변환장치 및 종합제어장치 개발품 PBS 도출 - 민감도 분석 및 최적 가치 대안 선택, 주변환장치 및 종합제어장치 개발품의 LCC 예측 - 기존품 및 개발품의 LCC 비교 분석, 개발품 주요부품의 고장율 분석 - LCC절감을 위한 요소항목 제시, 유지보수비용 절감을 위한 방안 제시 |
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| 색인어 | 한글 | 전기기관차 | 전력변환장치 | 종합제어장치 | PWM컨버터 | MVB |
| 영문 | Electric Locomotive | Power Transfer Device | Train Control Monitoring Syste | PWM Converter | Mutifunction Vehicle Bus | |
| 최종보고서 | 전기기관차(8200호대) 주변환장치_최종보고서.pdf | |||||