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국토교통R&D 연구개발보고서 글보기
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과제고유번호 21RSCD-C163329-01
연구사업명 철도차량부품개발사업
연구과제명 마그네틱 기어드 방식 동력전달시스템 개발
연구책임자 박찬배 당해년도
참여 연구원수		 6명 당해년도
연구비		 정부 : 864,000,000 원
기업 : 240,340,000 원
계 : 1,104,340,000 원
총 연구기간
참여 연구원수		 23명 총연구비 정부 : 2,016,000,000 원
기업 : 591,786,000 원
계 : 2,607,786,000 원
연구기관명 및 소속부서 국립한국교통대학교산학협력단
참여기업명 -
참여연구기관명 국립한국교통대학교산학협력단,삼화회계법인
등록 발간번호 -
ISBN -
[도시철도용 동력전달시스템 경량·효율화 마그네틱 기어드 방식 영구자석 동기전동기 동력전달시스템 개발]

○ 도시철도차량용 Gearless 동력전달시스템 구현을 위한 비접촉 방식의 마그네틱 기어 감속기와 견인전동기(PMSM)가 일체화된 2중 회전자 구조의 마그네틱 기어드 방식 영구자석 동기전동기(MG-PMSM) 동력전달시스템의 핵심기술 개발을 위한 연구

- 비접촉 방식의 Gearless 감속 기능이 내재된 210kW급 MG-PMSM 핵심기술 개발
- 기존 PMSM 제어 방법에서 개선된 MG-PMSM 전용 제어 기술 연구 및 개발
- 설계 및 제어기술 검증을 위한 시뮬레이션 및 시작품 제작 기술 개발
- MG-PMSM 시작품의 조합 성능 평가 및 대차 적용 성능 평가 기술 확보

○ 연구 개발 주요 사양

- (출력용량) 마그네틱 기어드 동기전동기 연속정격 210kW 이상
- (추진효율) 마그네틱 기어드 동기전동기 효율 93% 이상
- (출력밀도) 기존 감속기+견인전동기 시스템 대비 20% 이상 개선(경량화)
- (출력부 토크 빛 회전수) 저속부 870RPM 시 2,312Nm 이상
- (소음성능) 최대 RPM 시 마그네틱 기어드 동기전동기 105dB(A)@1m 이하
- (인버터) 120km/h 이상까지의 동기전동기 2대 구동이 가능한 용량

[연구목표 : 1단계]

○ 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 설계 기술 개발

- MG-PMSM 설계 기법
- 설계 기법 검증용 45kW급 MG-PMSM 설계 및 성능평가 기술
- 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 1차 시작품 설계 모델
- 210kW급 MG-PMSM 1차 시작품 설계 검증을 위한 성능평가(안)

○ MG-PMSM 기구부 설계 기술 개발 개발

- MG-PMSM 2중 회전자 구조 설계 기술
- 45kW급 MG-PMSM 2중 회전자 구조 제작(안)
- 210kW급 MG-PMSM 1차 시작품 2중 회전자 구조 제작(안)

○ 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 1차 시작품 제작 기술 개발

- 설계 기법 검증용 45kW급 MG-PMSM 시작품
- 210kW급 MG-PMSM 1차 시작품

○ 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 제어 기술 개발
- MG-PMSM 제어기법
- MG-PMSM 구동용 인버터/시작품/설계/제작/성능평가 기술
- 210kW급 MG-PMSM 구동용 인버터 1차 시작품 설계/제작 기술

○ MG-PMSM 운영 및 관리방안 기술 개발

- 도시철도용 MG-PMSM 운용 요구사항 및 유지보수 설비 조사·분석 기술/기술사양 및 성능요구조건 분석 기술

[연구목표 : 2단계]

○ 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 설계 기술 개발

- 210kW급 MG-PMSM 1차 시작품 성능평가
- 210kW급 MG-PMSM 보완 설계를 통한 최종 모델

○ MG-PMSM 기구부 설계 기술 개발

- 210kW급 MG-PMSM 2차 시작품 2중 회전자 구조 보완 설계(안)

○ 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 2차 시작품 제작 기술 개발

- 210kW급 MG-PMSM 2차 시작품

○ 도시철도차량용 210kW급 MG-PMSM 제어 기술 개발

- 210kW급 MG-PMSM 구동용 인버터 2차 시작품의 설계/제작/성능평가 기술
- 210kW급 MG-PMSM 구동용 인버터 2차 시작품의 단품/조합성능시험 절차에 의한 시험 항목별 성능평가

○ MG-PMSM 운영 및 관리방안 기술 개발

- MG-PMSM의 현차 적용을 위한 기술자료 분석(안)
- MG-PMSM 실용화를 위한 인터페이스 기술(안)

○ 210kW급 MG-PMSM 전용 대차/윤축/커플러 기술 개발

- 210kW급 MG-PMSM 2차 시작품 장착용 대차 제작
- 210kW급 MG-PMSM 2차 시작품의 전용 대차 장착을 위한 윤축/커플러 설계 및 조립 기술
- 210kW급 MG-PMSM 2차 시작품 장착 대차의 주행안정성 성능평가 기술
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영문 Magnetic gear Permanent magnet synchronous motor Railway vehicle Traction system Magnetic geared synchronous permanent magnet synchronous motor
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