부상레일은 자기부상열차의 운행을 위한 선로구축물의 궤도상부에 설치되어 있으며, 열차의 주행시 레일과 침목의 연결부는 반복적인 피로하중을 받게 된다. 이에 본 연구에서는 자기부상열차의 주행시 부상레일이 부담하게 되는 피로하중 및 비상착지시 발생하는 충격하중에 대한 피로해석을 통하여 부상레일의 설계 건전성을 검증하고자 하였다. 하중 및 경계조건은 정상상태의 주행을 고려하여 설계하중인 23kN/m를 적용하였으며, 차량의 낙하 및 비상주행시를 고려하여 스키드 낙하하중인 24kN/m를 적용하여 레일과 침목의 체결방식에 따라 볼트체결과 용접체결의 경우에 대하여 해석을 수행하였다. 정적해석시 응력집중은 볼트체결 및 용접체결의 두 경우 모두 침목의 선단부분에서 발생하였으며, 최대응력은 231MPa로서 볼트체결방식의 경우에서 발생하였다. 피로수명은 응력-수명방법을 사용하여 예측하였으며, 평균응력의 영향을 고려하기 위하여 Goodman 관계식을 적용하고 Damage 계산에는 Miner법칙을 이용한 피로해석 결과는 주어진 해석조건에서 모두 요구하는 피로수명 이상의 피로수명을 나타내었으며, $10^8{\sim}10^9$ 싸이클을 무한수명으로 가정하면 볼트체결방식의 낙하하중상태($1.21{\times}10^6$)를 제외하고 모두 무한수명을 갖는 것을 알 수 있었다.
본 논문에서는 유한요소법을 사용하여 자기부상열차용 선형 유도 전동기의 효율적인 운전곡선 도출 방법을 제안한다. 긴 시간의 동특성 해석을 위해 선형유도기 모델을 선형에서 회전형 타입으로 변환하고, 제어시 필요한 슬립 파라미터를 전자장 해석을 통하여 효과적으로 도출하였다. 견인용 선형유도전동기는 인버터에 의해 저속의 정토크 영역에서는 전압/주파수 (V/f) 일정제어를 수행하고, 고속에서의 정출력 영역에서는 전압을 고정시키고 주파수를 증가시키면서 제어한다. 따라서 논문에서는 정토크 및 정출력 영역의 운전 특성을 도출하기 위해 각 구간에서 일정한 스텝으로 슬립특성 곡선을 도출하고, 차량의 운전 상태에 따른 슬립 및 주파수를 특성곡선의 보간법에 의해 결정한다. 본 방법을 이용하면 차량의 임의의 부하상태에 따라 최적의 운전 지령을 제시할 수 있다.
The 4-pole LHSM was composed of the figure-of-eight shaped 3-phase armature windings. DC field windings, and the segmented secondary with the transverse bar track. The motor was designed on the base of the performance characteristic equations and the equivalent circuit model, with the coefficients of the magnetic shape. These coefficients were computed from the analytical expressions and examined from FEM analysis. The magnetic equivalent circuit of 3-D model of LHSM was obtained. and this concept provided the equivalent models for 2-D FEM analysis. Therefore, the airgap field, the lift and thrust force were calculated and compared with the results of magnetic equivalent circuit method.
In general Maglev (magnetically levitated vehicle) has about 4 or 5 bogies per one vehicle to improve stability of electromagnetic suspension and 4 air-spring per one bogie are to be equipped to prevent form excessive yawing and pitching motion of bogie. 3 leveling valve per one vehcile will be applied to control the height of carbody. This kind of vehicle is on the design stage, and design review will be carried out before manufacture. The suspension system of Maglev consists of 16 of air-spring, auxiliray reservoir and orifice, 3 leveling valve, which are different composition comparative to conventional rolling stock. To improve operational reliability of vehicle, additional ventilation valve will be equipped with airspring. This kind of new design concept requires fundamental design review. In this study, suspension systems of Maglev will be built as mathematical model. Then designed suspension system will be reviewed in view of various points through proposed suspension simulation.
본 논문에서는 기존 휠-레일 고속열차에 자기부상열차의 추진방법을 적용한 하이브리드 방식의 고속열차의 주행 동특성에 대해서 연구하였다. 초전도 선형동기전동기를 추진 동력으로 하는 휠-레일 방식의 고속열차는 강력한 추진력을 지니면서도 자기부상열차에 비해 기존 선로와의 호환성 및 경제성 측면에서 유리할 것으로 예상된다. 본 논문에서는 초전도 선형동기전동기를 기존의 휠-레일 고속철도에 적용하는 두 가지 방안에 대해서, 초전도 선형동기전동기 추진이 휠-레일 고속열차의 동특성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용을 검토하고 이를 포함한 차량의 동특성 모델을 구축하였다. 구축된 모델을 이용한 시뮬레이션을 통해 초전도 선형동기전동기의 회전자와 고정자의 상호 작용이 주행 중 고속 안정성, 승차감 및 가이드웨이 불규칙도에 미는 영향을 분석하였다.
This paper gives an overview and developing status of the on-board Automatic Train Control (ATC) System employed to control the Urban Maglev vehicle in Korea. In the construction of demonstration line for Urban Maglev Program, the Daewoo Engineering Company (DEC) has participated as a supplier of the whole ATC System since 2009. According to the contract with Korea Rail Network Authority, DEC is under progress for the development of the whole ATC system including Safety Integration Level (SIL) assessment from the ISA, which is followed by the international standards IEC62278, IEC62279, and EN50129. Once the Urban Maglev Program is completed successfully in 2013, the developed system will be the first localized whole ATC system which has SIL assessment and commercial operation experience in Korea.
Putting the urban maglev train to practical use requires the systematic management to predict and solve the problems in advance, which are expected to occur in the operation of the vehicle, at each lifecycle step such as concept design, manufacture, commissioning and maintenance. In this article, we review the trend of international specification for railway RAMS and suggest the RAMS program from the viewpoint of system engineering. In addition, RAMS requirements for the advance into the foreign market are presented through the investigation of RAMS specifications for Metro transit in various principal countries. Lastly, we suggest the direction of RAMS research on maglev train for putting it to use by analysing the trend of RAMS researches in Japanese railway.
Experiments and design efforts have been made to improve performance of the levitation magnet. One pole of the pair-magnet is manufactured as a solid core without stagger and its test result gives a 5 % increment of levitation force. One effort is to make molding coil to protect it from vibration and precifitation due to outdoor usage. In addition, a permeant magnet embedded type has been designed and analyzed by using FEM program.
Maglev vehicle has two kinds of suspension system such as a secondary suspension with air-spring and a primary suspension as electromagnetic suspension which composed of electromagnet, magnet driver, controller and sensors. The interaction between each dynamic component of vehicle and track effects the stability and running performance. To achieve the specified performance of vehicle, many various approaches of research were tried, then as the result of these efforts, the first commercial operating with Maglev will start soon. The bogie for revenue service from 2012 has some significant modifications compared to the previous one, and to verify the changes the half prototype vehicle was manufactured and took the running performance test. In this report, we will introduce the stage of manufacturing and report results of dynamic performance tests to verify new concept of bogie mechanism.
Maglev is the vehicle which can run in levitated condition by the electro-magnets, and propelled by linear induction motors. Maglev system represents a typical example of large-scale multi-disciplinary system, consisting of subsystems such as train, electrical, hardware, electronics, control, information, communication, civil technology etc., that must be the subject under configuration, control and requirement management. Not only the requirements dictate the contracts with the suppliers but also become the basis of the development process, project execution, system integration, and testing. These requirements provide the basis specification of all development activities.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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