• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.131-138
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• 2018

본 연구에서는 철도차량 추진제어장치와 관련된 주요 국가의 기술개발 동향을 살펴보았다. 추진제어장치는 철도차량의 핵심장치로, 기술개발에 많은 시간이 들어가고, 대규모 투자비용이 투입된다. 따라서, 선진국들은 안전성, 신뢰성, 유지보수 편리성 등을 갖춘 기술개발을 위해 최대한 노력하고 있으며, 개발 후에도 타국으로의 기술 이전을 최대한 기피하고 있었다. 예를 들어, 일본 Toshiba는 3,300V/1,500A급 IGBT 소자를 새로 개발하였지만, 기술보호를 위해 외국에 수출도 꺼리고 있었다. 국내외 기술개발 동향 파악을 보다 정확하게 수행하기 위해, 추진제어장치에 대한 특허분석을 수행하였다. 먼저, 철도차량 인버터, 컨버터 등 전력변환장치에 대한 핵심기술을 Thomson Innovation DB를 이용하여 특허를 분석하였다. 이를 위해, 국가별, 연도별, 주요출원인별 특허 건수에 대하여 살펴보았다. 분석결과, 국가별 특허 출원 비중은 중국이 48%, 유럽 16.6%, 미국 14.9%의 순으로 파악되었다. 상위 10개 주요 출원인에 대한 특허현황 분석 결과, ABB 14%, GE 13%, CRRC 12% 순으로 조사되었다. 이와 함께, 시장확보력, 인용도, 영향력지수와 같은 질적 분석을 통해 기술개발 수준도 분석하였다. 특허분석 결과, 국내 출원인은 국외에서 실질적으로 특허를 보호받기 위한 노력이 상당히 저조하였다. 또한, 현재 국내에서 적용되고 있는 전동기의 대부분이 유도전동기이다. 선진국에서는 새로 발주되는 영업노선에서는 영구자석전동기를 이용하고 있기 때문에, 국내에서도 이에 대한 집중적인 투자가 필요할 것으로 판단된다.

• 시스템엔지니어링학술지
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• 제7권2호
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• pp.13-19
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• 2011

A LRT(Light Rail Transit) is one of the Future Urban Railway Development Project. The project's goal is to reduce a transportation congestion in the center of the city. New transportation is intensely required in order to overcome a limit of the ground transportation that is the existing public transportation, A LRT(Light Rail Transit) construction project to be based on an unmanned driving system is the large composition system that a vehicle, a signal, communication, electric, track etc. were organically integrated as echo-friendly urban transportation systems. It also put a huge budget, which is a large-scale infrastructure projects. It is international trend that Light Rail Transit projects apply a technique in System Engineering for a schedule, cost, quality elevations, and to approach in viewpoints of life-cycle from initial construction steps to operation, abolition. This paper intends to analyze RAM requirements taking into consideration ISO/IEC 15288 throughout life-cycle from concept, design, manufacture, operation and maintenance to the final phase, decommissioning, and the study seeks to suggest directions of efficient use to domestic LRT projects.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.788-793
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• 2005

This paper presents harmonic evaluation of an IAT(Intra Airport Transit) system in Incheon International Airport. It will be used electric vehicles with 80 kW per car that are produced Mitsubishi Heavy Industries Ltd, and one car is constructed with SIV(Static Inverter), VVVF(Variable Voltage and Variable Frequency) and two induction motor. The operated vehicles in the IAT system are rapidly changing DC load, and at a feeding substation, 3-phase electric power is transferred to DC 750 V by rectifier. Since, vehicles are also changing continuously, the voltages for the DC load fluctuate in the IAT system, and moreover, the fluctuating voltages generate high-order harmonics. This means that there is the difficulty in maintaining power quality in KEPCO systems' side. Therefore, the power quality of the IAT system in Incheon International Airport is evaluated using PSCAD/EMTDC simulator in the paper. The THD(Total Harmonic Distortion) of voltages and TDD(Total Demand Distortion) of currents, indices are calculated for the IAT system using the results of PSCAD/EMTDC dynamic simulation.

• Journal of Power Electronics
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• 제16권5호
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• pp.1851-1860
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• 2016

The traction motors in electric multiple unit (EMU) trains are powered by AC-DC-AC converters, and the DC link voltage is generated by single phase PWM converters, with a fluctuation component under twice the frequency of the input catenary AC grid, which causes fluctuations in the motor torque and current. Traditionally, heavy and low-efficiency hardware LC resonant filters parallel in the DC side are adopted to reduce the ripple effect. In this paper, an analytical model of the ripple phenomenon is derived and analyzed in the frequency domain, and a ripple control scheme compensating the slip frequency of rotor vector control systems without a hardware filter is applied to reduce the torque and current ripple amplitude. Then a relatively simple discretization method is chosen to discretize the algorithm with a high discrete accuracy. Simulation and experimental results validate the proposed ripple control strategy.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권3호
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• pp.310-317
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• 2014

The Next-generation High-speed Rail Technology Development Project was started in 2007 by the Korean Government with the aim of developing the core technologies for a high-speed electric multiple unit (EMU) railway system. This is the first attempt to develop a high-speed EMU railway. High-speed EMU trains have superior acceleration and deceleration compared to push-pull high-speed railways such as KTX(Korean Train eXpress). A prototype train was developed and tested on a high-speed line starting in 2012. The new train must maintain running safety during the test. Generally, the international standard (UIC518) is adopted to evaluate the running safety of trains. This method suggests that the test zone must have over 25 sections, and the length of each section must be 500 m. However, it is difficult to implement these test conditions for a real high-speed line. In this study, we analyzed the running safety using several test section lengths (100 m to 500 m) and compared the results. The results of this study will be used to establish a running safety evaluation method for high-speed EMU railways.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.689-692
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• 2015

전기철도에 공급되는 부하전류에 의하여 주변의 통신선에 발생되는 유도전압의 크기는 부하전류를 전달하는 전차선으로부터의 이격 거리에 따라 변화될 뿐만 아니라 전력 공급 급전소로부터의 거리와도 영향 관계를 가져서 급전소에 근접된 위치에서는 상대적으로 매우 높은 유도전압이 발생된다는 것을 급전소와 급전소 간에 단위 병행 거리마다의 연속된 유도전압을 측정함으로써 실증하였다. 이는 ITU-T의 전력선 전자유도 평가 지침서에서 제시된 기본 전차선 공급 전류에 대한 통신선의 위치 관계에 따른 계산 시뮬레이션 결과와도 부합된 사실이다. 그러므로 전기철도로부터 통신선에 유도되는 전압을 계산하거나 실측 평가할 때 병행 거리, 이격 거리와 더불어 급전소로부터의 위치 관계에 따른 적정 요율 변화에 대한 고려가 요구된다.

• 한국도시철도학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.411-416
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• 2018

급 곡선상에 분기기를 부설하여 운용하는 것은 일반적으로 열차안전에 바람직하지 않으나, 직선을 확보할 만큼 충분한 공간을 확보할 수 없는 산악지역이나 차량기지에서는 제한적으로 선로 곡선 부에 분기기를 설치하는 때도 있다. 본 연구에서는 급 곡선상 분기기에서 실제로 발생한 열차탈선사고의 원인을 분석하기 위하여 사고가 발생한 위치에서 측정한 선로 데이터와 사고 차량의 데이터들을 이용하여 탈선해석을 수행하였다. 탈선해석결과 곡선 선로의 분기기 시작점에서 탈선계수 값이 최대가 되며 그 크기도 1.37로써 탈선을 유발할 정도로 큰 것으로 나타났으며, 이는 실제 탈선사고가 발생한 현장조사 결과와 일치함을 알 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.163-168
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• 2013

장기간 수명주기(Life Cycle)을 갖는 도시철도차량은 초기 도입비용보다 유지보수비용이 많은 비중(60%~70%)을 점유하고 있으므로 효율적인 유지보수 연구를 통하여 유지보수 비용의 절감과 대형시스템의 수명연장을 추구하는 일이 무엇보다 시급하다. 이를 위해 신뢰성기반의 유지보수체계에 대해 여러 산업분야의 국내 외 사례 조사 분석을 통해 도시철도차량 신뢰도/가용도 관리시스템을 구성하였다. 본 연구에서는 이 시스템이 가져야 할 주요 기능을 상세히 정하고 성공적인 시스템 개발이 될 수 있도록 관련 시스템을 개발하였다. 본 논문은 성공적으로 개발이 완료된 도시철도차량 신뢰도/가용도 관리시스템에 관한 내용을 기술한 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.237-246
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• 2019

전기기계식 제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake)는 자동차 및 철도차량의 차세대 제동장치로서 현재 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재의 고속열차용 제동장치는 공압 실린더를 이용하여 제동 압부력을 발생시키나 전기기계식 제동장치 (EMB)에서는 전기 모터 및 기어와의 조합을 통하여 압부력을 발생시킨다. 본 연구에서는 고압부력 발생이 가능한 EMB 구동 메커니즘을 제안하고, 해당 메커니즘을 만드는 기구장치 중 핵심부품인 기어 및 샤프트 부품들에 대한 구조 및 진동해석을 수행하였다. 한편 모델에 대한 동적 진동해석 결과 압부력이 가해진 상태에서 외부가진이 주어졌을 때 부재의 최대 응력이 항복강도 이내임이 확인되었다. 또한, 구조해석 결과 모터샤프트의 축 직경을 최대한 크게하는 설계가 강도 상 유리함을 확인하였으며, 기어와 편심샤프트를 고정하는 볼트에서 큰 전단응력이 발생할 수 있음을 확인하였다. 한편 해석모델의 메커니즘을 재현할 수 있는 시험장치를 제작하여 가장 취약한 부위인 고정 볼트부의 변형률을 구동 토크가 가해진 상태에서 측정하였다. 변형률 측정결과는 해석결과와 오차가 10% 이내로서, 해석모델의 정확도를 검증할 수 있었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.363-367
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• 2011

In this paper a simulator for Integrated Onboard Signalling System(IOSS) will be presented and illustrated. IOSS which is integrated with there signalling systems such as ERTMS/ETCS Level 1 ATP(Automatic Train Protection), ATC(Automatic Train Control) and ATS(Automatic Train Stop) is a signalling system for HEMU-400X(Highspeed Electric Multiple Unit - 400km/h eXperiment). HEMU-400X is under development as the next generation high-speed train in Korea. Before conducting a trial run of HEMU-400X with IOSS, we must carry out functional test of IOSS. The simulator is suggested in this paper for testing and verification of IOSS. The simulator can help to test all function of IOSS although a real train and trackside equipments are not existed. Also the simulator can make a fault in trackside equipment intentionally. In that scenario, we can figure out how IOSS handle emergency situations.