R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919RTRP-B097048-05 | |||||
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| 연구사업명 | 철도기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 경전철용 무선급전시스템 적용기술개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-07-21 ~ 2020-06-30 | |||||
| 연구책임자 | 이병송 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
11명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
49명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 2,994,000,000 원 기업 : 770,503,000 원 계 : 3,764,503,000 원 |
총연구비 | 정부 : 19,134,000,000 원 기업 : 5,390,512,000 원 계 : 24,524,512,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국철도기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B551201-000206-01 | |||||
| ISBN | 979-11-90705-34-9 | |||||
| 주요 내용 |
○ 철도의 장점인 정시성/안정성을 보장하며, 상부가선, 판토그래프, 집전판 등의 유지 보수비용 절감 및 안전성 및 심미성 증대 가능한 새로운 급/집전 시스템 기술로 철도 차량용 무선 급전 시스템에 대한 기술 개발 필요 ○ 경전철에 무선 급전 시스템을 적용하는데 있어 필요한 시스템 통합 및 운용 기술 및 인버터, 급전 선로, 선로용 캐패시터 등에 대한 기술 개발 필요 ○ 무선 급전 경전철 시스템에 대한 신뢰성 확보를 통해 실용화/상업화에 기여하고, 선도 기술 개발을 통해 세계의 경전철 시장 선점 필요 [최종목표] □ 경전철용 무선급전시스템 적용기술개발 ○ 경전철용 무선급전시스템 및 Test-Bed 구축을 통한 운영기술 개발 - 최고속도 60km/h(가·감속 3.5km/h/s)급 경전철용 무선급전시스템(효율 85%이상) 개발 및 Test-Bed 시험선(1km이상) 구축을 통한 성능검증 - 경전철용 무선급전 차상장치 개발 및 차량 시운전시험 신뢰성 확보(동적성능시험 4만km이상) ○ 무선급전 경전철 시스템 통합 및 운용기술개발 ○ 무선급전 경전철 차량 인터페이스 기술개발 ○ 도시철도용 무선급전시스템 안전기술 개발 [연구내용 및 범위] □ 세부과제 1 : 무선급전 경전철 시스템 통합 및 운용기술개발 ○ 무선 급전 경전철 시스템 통합 및 운용 기술 개발 - 무선 급전 시스템의 효율이 85% 이상이며, 경전철 시험 최고 속도 60km/h (가감속 3.5km/h/s) 이 가능한 1km 이상의 Test-Bed 구축 - 정적 테스트 4만 km 이상, 동적 테스트 6만 km 이상 통합 신뢰성 시험 ○ 철도 차량 무선 급전 시스템 모듈형 급전 선로 개발 - 100m 내외의 효율 93% 이상이며, 공진 캐패시터 체결/해체가 용이한 모듈형 급전 선로의 개발 - 급전 선로 평탄도 ±5 mm 이내 가능 개선 기술 개발 ○ 경전철용 무선 급전 시스템 인버터 개발 - 고효율 (95% 이상), 대용량 (1.2MW 이상 급) 고주파 (60kHz) 급전 인버터 개발 - 차량 부하 변동에 따른 출력 전류 및 전력 제어 (10ms 이내) 가능한 능동형 인버터 제어 알고리즘 개발 - 무게 (2톤 이내) 및 부피 최적화를 위한 냉각 시스템 개발 ○ 경전철용 무선 급전 시스템 선로 인터페이스 개발 - 열차 제어 신호 간섭, 궤도 제어 신호 간섭 등 안전 시험 사항 도출 및 안전성 평가 ○ 무선 급전 고주파 공진용 캐패시터 기술 개발 - 무선 급전 선로에 설치 및 해체가 용이하고 낮은 ESR, ESL 을 가지며 60 kHz에서 12시간이상 정격 400 kVAR 이상의 용량을 갖는 캐패시터 개발 □ 세부과제 2 : 무선급전 경전철 차량 인터페이스 기술개발 ○ 무선급전 경전철 차량 인터페이스 기술개발 - 경전철 차량 무선급전 시스템 표준구성장치 및 사양에 대한 표준사양서 제시 - 최고 속도 60km/h(가·감속 3.5km/h/s)급 무선급전 경전철 차량 1량 개발 - 정적 시험 4만 km 이상, 동적 시험 4만 km 이상을 통한 무선급전 경전철 차량 시스템 신뢰성 시험 ○ 무선급전 경전철 차량집전시스템 기술개발 - 고주파 (60kHz), 대용량(총 1MW 이상), 고효율(97%) 집전모듈 개발 - 과전압, 과전류 보호회로가 적용된 고압(750V), 대전류(200A), 고주파(60kHz) 정류기 개발 - 경전철 집전시스템 유지보수 절차서 ○ 무선급전 경전철 차량적용 기술개발 - 출력 660kW급 경량화 DC-DC 컨버터 개발 - 차량내 전력 흐름에 대응 가능한 660kW급 에너지 저장장치 개발 - DC-DC 컨버터 및 에너지 저장장치 유지보수 체계 및 지침서 □ 세부과제 3 : 도시철도용 무선급전시스템 안전기술 개발 ○ 도시철도용 무선급전시스템 안전기준 및 장치개발 - 1MW급 대용량 무선급전시스템 운영안전 기술개발 - 도시철도용 무선급전시스템 환경영향성 평가 및 기준마련 |
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| 색인어 | 한글 | 무선급전 | 경전철 | 모듈형 급전선로 | 고주파 공진형 인버터 | 집전장치 |
| 영문 | Wireless Power Transfer | Light Rail | Modular Transmitter Track | High Frequency, High Power Resonant Inverter | Receiver Module | |
| 최종보고서 | 최종보고서 (연구단).pdf | |||||