전기철도차량에는 대용량 추진제어 컨버터/인버터부터 소용량 스위칭 모드 전원장치에 이르기까지 철도차량의 운행에 필요한 각종 동력 및 전력을 공급하기 위한 여러 가지 형태의 전력변환장치가 사용되고 있다. 그 중 가장 대표적인 전력변환장치가 추진제어인버터와 보조전원장치이다. 전기철도차량의 성능평가는 전력변환장치의 성능평가라 할 수 있을 정도로 많은 비중을 전력변환장치가 차지하고 있다. 한국철도기술연구원은 국토해양부로부터 지정받은 성능시험기관으로서 국내 도시철도 및 철도차량의 성능평가를 수행하고 있다. 성능시험은 차량의 제작공정에 따라 부품시험, 구성품시험, 완성차시험, 예비주행 및 본선시운전의 각 단계별로 실시하고 그 시험기준으로 도시철도차량의 성능시험에관한기준 및 철도차량성능시험 시행지침이 적용된다. 성능시험기준을 근간으로 추진제어인버터와 보조전원장치의 성능시험 대한 시험항목과 시험방법에 대하여 소개한다.
오래전부터 회전체 질량의 불균형에 의한 진동을 줄이기 위한 전용 밸런싱 장치와 프로그램이 개발되었다[1-5]. 그런데 밸런싱 장치는 센서로부터 측정 된 진동 신호를 이용하여 밸런싱을 함으로 밸런싱의 반복성과 정밀도 등에 따라 그 장치의 성능을 평가할 수 있으며, 국제 표준기구(ISO)에서도 장치의 성능을 평가하기 위한 각종 시험 규격들을 제시, 권장하고 있다[6]. 본 연구 에서는 강성 회전체의 밸런싱을 위해 연구실에서 제작한 탄성 베어링 밸런 싱 장치에 대해 ISO 규격에서 제시하는 성능 평가 시험들을 기초로 회전체 밸런싱과 여러가지 시험을 수행하고 장치의 특징과 성능을 알아보고자 한다.
전기철도차량은 차량의 운행에 필요한 전력 및 동력을 공급하기 위한 대용량 추진제어 컨버터/인버터, 소용량 스위칭모드 전원장치와 같은 전력변환장치와 견인전동기에 이르기까지 다양한 설비를 갖추고 있다. 전기철도차량의 성능평가는 전력변환장치와 견인전동기를 포함한 추진장치의 성능평가라 할 수 있을 정도로 많은 비중을 차지하고 있다. 한국철도기술연구원은 국토해양부로부터 지정받은 성능시험기관으로써 국내 다양한 철도차량의 성능평가를 수행하고 있다. 본 논문에서는 철도차량의 성능시험기준을 근간으로 철도차량용 추진제어 인버터와 견인전동기의 성능 시험평가에 대한 방법 및 다양한 성능 시험평가 사례에 대하여 소개하고자 한다.
뇌써지가 케이블 심선에 침입할 경우 케이블심선-시스간과 시스와 대지간의 써지임피던스 비에 따라 과 전압이 발생하며, 이와 같이 써지성 과전압이 방식층의 충격내전압치륵 초과할 경우 방식층을 보호하기 위 한 대책이 필요하며 그 보호장치로 절연통 보호장치를 사용하는 것이 일반적이다. 설계, 제작된 절연통 보호장치에 대해 절연저항시험, 동작개시전압시험, 뇌충격제한전압시험, 충격전류시험, 방전하에서 교류내전압시험, 절연성능시험 및 내수성능시험을 실시하여 내수성능시험을 제외한 모든 시험항목에서는 그 결과가 양호하나, 내수성능시험에서는 미세한 홈으로 물이 침투되어 불량이 발생함에 따라 절연통 보호장치는 지 중송전선로에 사용되는 보호장치로서 지중조건에서의 수밀 및 기밀특성 더욱 우수해야 하므로 내수성능시험의 중요성을 인식할 수 있었다.
본 연구에서는 개발된 테일팬 1차 시제품의 성능시험에 대한 것이다. 한국항공우주연구원에서는 헬리콥터용 반 토오크 시스템으로 테일팬 시스템을 개발하였으며, 제작된 1차 시제품의 성능시험을 위해 테일팬 성능시험장치를 제작하였다. 테일팬 성능시험을 위해 먼저 시험장치에 대한 제작 검증용 시험을 수행하였고, 다음으로 팬블레이드와 시험장치의 고유진동수를 확인하였다. 성능 시험용 시험장치 운용회전수를 결정하기 위한 운용시험을 수행하였다. 테일기어박스(TGB)에 가속도계를 부착하여 단계적으로 회전수와 부착물들을 변화시켜가며 고유진동수와 진동 레벨을 확인하였다. 운용시험 결과로부터 테일팬 성능시험용 시험장치 운용회전수를 결정하였고, 무풍조건과 비행 조건에 따른 성능시험을 수행하였다. 측정된 데이터는 무차원화하여 분석하였고, 이 결과로 개발 시제품이 성능 요구조건을 만족시킴을 확인할 수 있었다.
본 논문은 전기자동차(EV, Electric Vehicle)에 충전용 대용량 직류(DC) 전력을 공급할 수 있는 급속충전기를 개발하고 그 성능을 정의하며 충전성능시험장치를 개발하여 급속충전기의 성능시험을 한 결과에 관한 것이다. 급속충전기는 EV의 충전에 필요한 시간을 단축하고자 배터리가 허용하는 한계까지 전압, 특히 전류를 높여 급속히 충전을 한다. EV와 충전기 사이에는 이러한 전력공급 외에도 커넥터 연결확인 및 차량존재 유무 등의 안전을 체크하는 아날로그 시그널과 EV의 배터리관리장치(BMS)에서 충전기에 필요전력을 통보하는 디지털 통신이 필요하여 충전성능을 시험하기 위해서는 전력, 아날로그 시그널, 디지털 통신을 차량 대신 동시에 주고받으며 충전기를 시험하는 충전성능 시험장치가 필요하다. 본 논문에서는 어떻게 시험장치를 구성하여 이러한 실험을 수행하였는지, 그리고 충전기성능 분석결과를 설명하고자 한다.
한국항공우주연구원에서 개발 중인 소형항공기와 관련하여 지상에서 왕복엔진의 정적 성능을 측정하기 위한 시험장치를 개발하였다. 시험장치는 Pusher형 추진시스템을 장착하고 구동하는 장치와 엔진의 기본적인 작동 감시 및 엔진 토크와 프로펠러 추력을 비롯한 여러 성능 변수들을 측정하고 처리하는 데이터 획득 장치로 구성되었다 먼저 기본 작동시험에서 도출된 성능데이터를 원래 엔진데이터와 비교 분석하여 시험장치의 기능을 검증하였다. 성능시험은 3단계에 걸쳐 다양한 시험조건에서 수행되었으며, 엔진의 흡기압력과 토크, 배압, 연료유량, 그리고 프로펠러의 정지추력을 측정하고 분석하였다.
기존의 교량받침으로 많이 사용되고 있는 폴리우레탄 디스크를 적용한 POT형식에 C형 강재감쇠장치를 추가적으로 적용한 새로운 형태의 지진격리장치에 대한 명확한 정적 성능검증과 동적특성을 파악하기 위하여 최대 극한 수직하중 시험, 최대 회전 시험, 동적재하 시험 및 동적재하 극한 반복시험을 시행하였다. 해석적 결과와 성능시험 결과를 비교분석한 결과, 충분한 감쇠능력을 보유하고있을 뿐만 아니라, 설계기준에도 적합하다는 결론을 얻을 수 있었다. 또한, EDC 및 유효강성값의 시험치가 이론치와 유사하여 시험 결과값의 분석이 유효함을 보였다.
중소형 급의 무인 항공기에 많이 활용되고 있는 왕복동 엔진의 고도시험을 위한 시험 장치를 설계 및 제작하였으며, 예비 성능시험과 계산을 통하여 활용가능 여부를 판단해 보았다. 시험 장치는 현재 한국항공우주연구원에서 운용 중인 터보샤프트 엔진 고도시험설비에서 활용이 가능하도록 구성하였으며, 왕복동 엔진의 고도시험을 수행하기 위한 각종 제한조건을 가정하고 이를 만족할 수 있도록 개발하였다. 특히 대유량의 공기와 연료가 필요한 터보샤프트 엔진에 비하여 작은 유량이 필요한 왕복동 엔진의 성능시험을 위하여 고도 및 비행 마하수 조건의 제어가 가능하도록 장치를 구성하였으며, 엔진에 공급되는 연료의 온도를 보다 손쉽게 조절할 수 있는 장치들을 개발하였다.
원자력발전에 사용되는 모든 제어시스템은 성능뿐만 아니라 신뢰성과 안전성이 매우 중요시되고 있다. 국내에서 제작되고 있는 경수로형 원자력발전소 제어봉 구동장치 또한 이런 성능시험 및 평가를 위해 전량 외국에서 이루어져 왔으며, 많은 경제적 비용이 지불되어 왔다. 국내에서 제어 구동장치의 자체 성능시험을 위해 가동중인 원자력발전소의 시스템과 동일한 조건에서 시험할 수 있는 시험장치를 개발하였다. 시험장비를 국산화함으로써 비용절감과 다양한 실험으로 우수한 제품개발에 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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