에너지절약과 환경성능에 기여하는 철도차량용 영구자석 전동기 시스템

전문가 제언

○ 유도전동기는 회전자에 외부에서 전기를 공급할 필요가 없기 때문에 직류직권 전동기(정류자, 브러시 시스템)나 동기전동기 등과는 달리 정류자는 물론 브러시도 필요 없다. 따라서 마찰부분이 전혀 없고 구조도 간단하여 반영구적으로 쓸 수 있는 장점이 있어 최근의 고속철은 거의 모두 이 유도전동기를 사용하고 있다.

 

○ 동기전동기에서는 영구자석을 사용하면 자력의 세기를 임의로 크게 할 수 없기 때문에 회전자가 강력한 전자석의 역할을 하게 함으로써 전압의 세기를 변화시켜 전동기의 회전력을 자유롭게 조절할 수 있게 한다. 회전속도가 느릴 때 큰 힘을 내고 속도가 빠를 때는 힘이 줄어드는 특성이 있어 출발 시 많은 힘이 필요하지만 일단 속도가 붙으면 힘이 덜 필요한 열차의 특성을 만족시킬 수 있다.

 

○ 영구자석식 PMSM 동기전동기는 고정자와 회전자로 구성되어 구조가 간단하며 고정자에 흐르는 전류에 의한 회전자기장을 회전자가 따라 돌기 때문에 물리적인 접촉이나 마찰이 없어 유지보수 비용과 고장률이 대폭 감소되지만 유도전동기의 경우 회전자의 회전속도가 회전자기장의 회전속도보다 다소 느리다는 단점이 있다.

 

○ 현대는 모터시대라 할 만큼 거의 모든 분야에서 모터(전동기)가 쓰인다. 전동기는 전기의 흐름을 회전력으로 바꿔주기 때문에 고속철 차량에서도 핵심장치로 되어 있다. 전동기의 구동에는 소음이 발생하는데 소음 주파수의 높낮이와 음량은 구동형태에 따라 다르다. 우리나라 지하철은 각 호선마다 기술제휴 회사에 따라 구동 시스템이 다르므로 구동방식도 달라 소음 역시 크기와 주파수가 제각기 다 다르다.

 

○ 최근 우리나라는 대형 선박사고(세월호)와 지하철 추돌사고 등을 계기로 해상교통 뿐만 아니라 전반적인 국내 교통시스템에 대한 총 점검과 부조리를 척결하는 작업 등이 진행되고 있다. 지하철에서는 노선별 다른 시스템의 적용으로 일관성 잃은 시스템 운용이 지적되고 있는 바, 총체적인 재점검과 시스템 정비가 필요한 시점이라 사료된다.

 

저자

TASAKA Yosuke, KAWAI Hirotoshi, TANIGUCHI Shun

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

전기·전자

연도

2014

권(호)

69(4)

잡지명

東芝レビュ-

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

28~32

분석자

홍*철

분석물

• 에너지절약과 환경성능에 기여하는 철도차량용 영구자석 전동기 시스템.pdf [346,566 byte]

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