| 연구개발개요 |
[도시철도차량 내부전원 안전화를 위한 고효율/고신뢰성 CMSB 시스템 개발]1. 내부전원 고조파 저감을 위한 CMSB용 고신뢰성 전력변환 토폴로지 및 제어기 개발2. CMSB용 고효율 영구자석동기전동기 적용 및 제어기술 개발3. 현차시험을 통한 신뢰성 검증[시장니즈]○ 철도차량 제작사와 운영사의 니즈를 반영한 CMSB 성능개선 요구 - 철도차량 제작사(수요처)에서 선형부하 측성을 갖는 CMSB를 요구하고 있으며, 기술 적용을 통한 요구사항 달성이 확실하게 예측됨에 따라 빠른 연구개발을 통한 당면한 문제 해결 - 보조전원장치와 연결된 비선형 부하(다이오드정류기)는 보조전원장치 출력전압 왜곡을 악화시키며, 보조전원장치 부하 중 CMSB는 용량이 매우 크며 다이오드 정류기를 사용하기 때문에 출력전압 왜곡에 큰 영향을 줌. 특히 최근 적용되고 있는 공진형 보조전원장치는 출력단 임피던스가 낮아 비선형 부하로 인한 출력전압 왜곡에 더욱 취약한 형태임 - CMSB의 비선형부하 특성을 보조전원장치가 감당하기 위해서는 매우 큰 출력필터(인덕터) 설치가 필요하며, 보조전원장치 제작비용증가, 차량무게증가로 인한 소비에너지 증가 등 철도차량 제작사와 운영사 모두 해당 문제에 대한 고심 중 - 사례1: D사의 서울2호선 24량 공진형 보조전원장치 적용 차량 문제 발생 - 사례2: W사의 5,7호선 336량 공진형 보조전원장치 적용 차량 문제 발생○ 비엔나 정류기 적용으로 인한 CMSB의 낮아지는 신뢰성 개선 필요 - 다이오드 정류기가 적용된 CMSB와 비교하여 비엔나 정류기가 적용된 CMSB는 낮은 신뢰성을 갖기 때문에 기술이전 특허인 고장진단 및 허용제어 기술을 적용하여 CMSB의 신뢰성을 확보하는 연구가 필요 - 비엔나 정류기의 허용제어기술은 현재 연구실 수준의 실험장치를 통해 성능만 검증된 기술로 CMSB에 적합하도록 기술 최적화가 필요함○ CMSB 소형화 및 영구자석동기전동기 적용을 통한 효율 향상 필요 - CMSB에 영구자석동기전동기를 적용하기 위해서는 기존 유도전동기 제어방법을 그대로 적용할 수 없어 영구자석동기전동기 구동을 위한 추가적인 연구가 필요하며, 연구내용에 있어 비용절감을 위해 최소한의 센서를 적용한 CMSB용 영구자석동기전동기 구동 기술 개발이 필요함 - CMSB 내부 구성이 변경되는 만큼 내부 모듈 설계부터 외함설계까지 소형화를 위한 연구가 필요함
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