| 2차년도 |
-인터페이스 설계 및 개발-신뢰성 향상 기술-주요부품 및 제어장치 상세 설계-시작품 제작 및 제어알고리즘 개발-쵸퍼 구동회로부 상세설계-보호회로 상세설계-회생쵸퍼장치 상세설계, 시작품 제작 및 시험-여자쵸퍼장치 상세설계, 시작품 제작 및 시험-KTX 기존 추진제어장치의 LCC 분석을 통한 LCC 절감 요소항목 도출
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-통신 인터페이스 사양 정의-보호회로 및 모니터 장치간의 인터페이스 방안연구-시스템간 인터페이스 통합기술 개발-유지보수 체계기법 개발-유지보수 효율성 측면 등 상세설계 검증-대용량 컨버터/인버터장치 상세설계 및 제작-제어장치 상세설계 및 제작-주변장치 상세설계 및 제작-시작품 제작 및 시험-통신 인터페이스 기술개발-동기전동기 구동알고리즘 기술개발-서브시스템 인터페이스 검증-전압/전류 정격을 고려한 구동방안 설계-IGBT 적용 드라이버 회로의 설계-과전압/과전류 보호동작 정의-스너버 회로의 상세 설계-시뮬레이션에 의한 보호성능 조사-설계결과를 반영한 시작품의 제작-기본시험 진행, 결과분석-기존 추진제어장치의 LCC 분석-LCC절감을 위한 요소항목 제시
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
고속철도차량(KTX)에 적용된 추진제어장치(Motor Block)의 국산화에 의한 원활한 유지보수 체계 수립 및 운용과정에서 발생한 다양한 요구조건을 반영하여 운용측면에서 업무개선 및 제품의 성능향상 도모를 기대할 수 있고, 최신반도체 소자를 적용한 동기전동기를 구동하는 추진제어 시스템에 대한 기술개발과 효율적인 냉각기술 개발 그리고 차량인터페이스 기술개발을 통해 고속철도차량 제어기술을 확보하여 다양한 고객요구 조건을 충족할 수 있으며, 기존의 GTO 소자를 이용한 동기전동기 구동제어를 대용량 IGBT와 같은 최신반도체 소자를 적용한 추진제어장치를 개발하여 국내 기술을 이용한 다양한 시스템 기술 개발력을 확보할 수 있다.대용량 전동력을 응용하는 제철기기, 광산기계, 선박장치 등에서는 에너지의 효율적인 사용이 핫이슈로 떠오르고 있어서 전동력을 사용하면서도 계통의 역률을 제어할 수 있는 타여자 방식의 동기식 전동기에 대하여 관심이 모아지고 있다. MW 정도의 전동기구동은 국내의 중대규모 산업시설에서 유용하게 사용되고 있음에도 불구하고 현재는 유럽에서 수입된 수입제품이 압도적으로 많이 사용되고 있는 실정이다.KTX 차량에서 사용되는 동기식 견인전동기의 전동력은 추진제어장치당 약 2.2MW 정도이어서 중대규모의 전동력 응용에 적용하기에 알맞다. 따라서 국산화 개발이 완료되면 국내시장에 유통되고 있는 외국산 전동기 제어장치들과 경쟁이 가능할 것으로 예상되고, 역률 개선된 컨버터 제어기법 및 동기전동기 제어, 보호회로 기술 등은 일반 산업체에서 응용 및 활용할 수 있을 것이라 기대된다.-고전압 대용량 최신 반도체소자 적용 전력변환장치 개발에 따른 중전기 업계의 기술수준 제고-최신 반도체 소자를 적용한 대용량 전력변환장치를 이용하여 동기전동기 구동제어 알고리즘을 개발함으로써 관련 업계의 국제 경쟁력 우위 확보-대용량 전력변환장치 등의 냉각 기술개발로 냉장고, 에어컨 등 가전업계 뿐만 아니라 관련 산업체에 파급효과 기대-기존 시스템과 개발품인 추진제어 장치와의 인터페이스 기술개발을 수행함으로써 인터페이스 기술개발에 대한 기술적 노하우 축적 효과-GTO 소자를 사용했을 경우에 비해 고속스위칭이 가능하고 제어가 용이하므로 전원계통에 역률 및 고조파를 저감할 수 있는 기술적용이 가능
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| 사회 경제적 파급효과 |
지속적으로 증가하는 곡속철도차량(KTX)의 유지보수 증가 시점에 국산화 개발을 함으로서 유지보수 비용을 절감하고 운용측면에서 계획보수에 대한 제안을 통하여 운용의 효율성을 증대할 수 있다. 또한 동일 제품에 대한 기술력 확보를 통해 필요시 수입 가격 상승을 억제할 수 있으며, 국내 전문 산업체를 활용함으로서 중소기업 경제 활성화를 유도할 수 있을 뿐만 아니라 현재 운행 중이거나 운행 중인 KTX, KTX-II 다량 등 다양한 고속철도차량에 대한 추진제어장치의 부품을 공급할 수 있게 함으로서 중소기업의 지속적인 일자리 창출도 기대할 수 있다.최근 정부사업으로 개발된 고속전철 및 전라선 고속전철에 대한 국산화가 진행되고 있는 시점에서 본 사업을 통한 고속철도차량의 추진제어장치 국산화는 국내 고속철도차량의 추진제어 시스템의 다양화를 통한 비교 우위를 점할 수 있는 기회가 될 것이며, 철도차량의 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 본다. 최근 고속철도차량(KTX)의 유지보수 비용 증가에 따른 누적적자가 예상되는 가운데 추진제어장치의 국산화는 유지보수 비용의 절감으로 이어질 것이며 이는 소비자의 교통비용 상승을 억제할 수 있는 바탕이 될 것이며, 안정된 운행은 보다 많은 이용 계층을 확보할 수 있을 것으로 본다.-고속철도차량 추진제어장치 기술개발에 따른 기술력 확보는 지속적으로 증가하는 유지보수비용의 절감뿐만 아니라 해외 부품 공급에 따른 외화유출 방지-향후 국내외적으로 신규시장 확보를 통한 매출증대를 통하여 투자비용에 대한 회수 및 지속적인 시장 확보 가능
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| 활용방안 |
고속철도차량(KTX) 추진제어장치의 원활한 유지보수 및 유지보수 비용 저감과 세계적인 고속철도차량의 수요 증가에 대비한 자체기술력 확보 및 이를 기반으로 한 시장공략 시 활용 할 수 있을 것이라 사료된다. 또한 고속철도차량(KTX)에 적용된 추진제어장치(Motor Block) 국산화에 의한 원활한 유지보수 체계 수립 및 운용과정에서 발생한 다양한 요구조건을 반영하여 운용 측면에서 업무개선 및 제품의 성능향상 도모를 기대할 수 있고, 최신반도체 소자를 적용한 동기전동기를 구동하는 추진제어 시스템에 대한 기술개발과 효율적인 냉각기술 개발 그리고 차량인터페이스 기술개발을 통해 고속철도차량 제어기술을 확보하여 다양한 고객요구 조건을 충족할 수 있을 것으로 판단된다. 기존의 GTO 소자를 이용한 동기전동기 구동제어를 대용량 IGBT와 같은 최신반도체 소자를 적용한 추진제어장치를 개발하여 국내 기술을 이용한 다양한 시스템 기술 개발력을 확보할 수 있고, 지속적으로 증가하는 고속철도차량의 유지보수 증가 시점에 국산화 개발을 함으로서 유지보수 비용을 절감하고 운용측면에서 계획보수에 대한 제안을 통하여 운용의 효율성을 증대할 수 있다. 또한 동일 제품에 대한 기술력 확보를 통해 필요시 수입 가격 상승을 억제할 수 있으며, 국내 전문 산업체를 활용함으로서 중소기업 경제 활성화를 유도할 수 있을 뿐만 아니라 현재 운행 중인 KTX 고속철도차량 추진제어장치의 부품을 공급할 수 있게 함으로서 중소기업의 지속적인 일자리 창출도 기대할 수 있다. 최근 정부사업으로 개발된 고속전철 및 전라선 고속전철에 대한 국산화가 진행되고 있는 시점에서 본 사업을 통한 고속철도차량의 추진제어장치 국산화는 국내 고속철도차량의 추진제어 시스템의 다양화를 통한 비교 우위를 점할 수 있는 기회가 될 것이며, 철도차량의 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 본다. 최근 고속철도차량(KTX)의 유지보수 비용 증가에 따른 누적적자가 예상되는 가운데 추진제어장치의 국산화는 유지보수 비용의 절감으로 이어질 것이며 이는 소비자의 교통비용 상승을 억제할 수 있는 바탕이 될 것이며, 안정된 운행은 보다 많은 이용 계층을 확보할 수 있을 것으로 본다.
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