• 전기학회논문지
• /
• 제64권9호
• /
• pp.1391-1397
• /
• 2015

Recently, various researches are conducted in the application of regenerative energy produced during the operation of an electric locomotive. Regenerative energy is produced by a generator in the brake procedure. The generator is operated by kinetic energy of an electric railroad using an electric motor. The process of producing regenerative energy varies with the current type of a railroad and its running condition. The quality of electric power can be improved and electric energy can be utilized effectively, especially in the use of an energy storage system (ESS). Thus, it is necessary to apply ESS into AC section and high speed railway. This study analyses the composition of the regenerative ESS equipment installed in Yong-Jeong sectioning post, operational principle, charge and discharge algorithm and energy efficiency. The analysis shows that CO2 emissions can be reduced about 0.5 ton per a day. In addition, ESS helps saving the energy and the compensation of the voltage drop caused by the operation of high speed train when it is installed at the end of the feeder section. The number of high speed train will be increased continuously related to the electrification rate. Therefore, applying the ESS to high speed railway is expected to solve the instability of the feeder voltage and the equipment capacity problem caused by the high speed trains.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1322-1327
• /
• 2004

There are some previous studies that utilize constant impedance models or constant current models for electric trains to perform the static analysis of AT feeding systems. These mentioned models have some merits of linear systems but yield erroneous results because of the innate restraints of the models since linear models cannot represent the features of constant power in inverter-driven trains. From these reasons, it is suitable that the train be considered as a constant load model when it drives or as a constant source model when it applies regenerative brake. However, excessive rise of regenerative voltage during the braking may damage the vehicle itself and the feeding systems so the voltage must be restricted below a certain value. Keeping these facts in minds, we suggest new methods of analyzing AT feeding systems using the constant power models with the conditions of voltage constraints. The simulation results from a sample system using the proposed method illustrate both the states of system variables and the supply-demand relation of power among the trains and the systems very clearly, so it is believed that the proposed method yields more accurate results than conventional methods do.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.1330-1336
• /
• 2007

본 연구는 미기압파 해석에 필요한 각종계수의 도출 및 해석결과의 신뢰성을 검증하기 위한 목적이 있다. 본 실험에 사용된 터널 주행 열차모형 실험 장치는 1/60축척으로 제작 되었으며, 열차는 KTX 차량 모델의 제원에 맞추어 10량 1편성으로 제작된 모형을 사용하였다. 터널의 다면적은 $107.9m^3$ 와 $95.1m^3$를 적용하고, 터널연장은 1km, 0.78km, 0.5km를 적용하였고, 열차속도는 275, 300, 325, 350km/h로 변화시켜 실험 하였다. 실험 장치는 유압발사 시스템으로 열차모델 유압 발사기터널모델 제동장치로 구성된다. 모형열차의 속도는 터널입구 전방 및 출구 부 갱구에서 각각 1.2m지점에서 설치한 속도 감지기에 의해서 측정되며, 터널 내부의 압력변동은 압력센서를 터널의 입구, 중앙, 출구부에 설치하여 연속적으로 측정 하였다. 측정결과 터널입구에서 발생한 압력파의 압력기울기는 터널을 전파하면서 비선형효과에 의해서 증가하거나 확산작용에 의해서 압력기울기가 감소하는 것을 알 수 있었고, 미기압파 저감 대책을 위해 터널입구에 종류별 각각 설치하여 출구부에서 발생되는 미기압파를 비교분석하여보았다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.470-476
• /
• 2019

일반적으로 열차 제동을 위한 제동력은 압축공기를 활용하여 제공된다. 열차에 상황별로 적절 제동력을 가하기 위해 사용하는 압력밸브 시스템은 복잡한 유동 회로를 가진다. 이를 일반적인 기계가공으로 제작 시, 유로형상 설계에 제약이 있는 반면, 3D 프린팅 기법으로 제작시 유동 효율을 증대할 수 있는 유로형상 제작이 가능하다. 따라서 이번 연구에서는 기존의 제작 방식으로 유로를 제작하는 경우와, 3D프린팅의 장점을 살려, 자유로운 형상의 유로를 제작하는 경우를 비교하여, 압력 밸브 시스템 내의 압축공기 유동의 현상을 해석적으로 분석하였다. 해석을 위한 조건으로는, 유로 방향이 바뀔 때 유로의 곡률 크기, 유로의 직경, 입구 및 저장소 압력의 크기, 그리고 압축공기의 초기 온도로 구분하였다. 압력손실의 최소화 및 유동 특성의 균일성이 제동 효율 개선에 영향을 주는 요인이므로, 수치해석을 통한 연구를 통해 일반적인 기계가공을 통한 직각 유로 형상보다는 3D 프린팅을 통한 곡률 유로의 경우가 제동효율 개선에 유리함을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권11호
• /
• pp.541-549
• /
• 2018

본 연구에서는 국내 화물 및 여객차량들을 견인하는 디젤전기 기관차의 제동에 따른 동적 거동을 분석하기 위하여 제동장치에 영향을 미치는 마찰계수, 제동압력, 주행저항 등을 시험하였다. 마찰계수는 UIC 541-4를 참고로 Dynamo 시험을 수행하였으며 시험결과는 다변량 회귀분석을 통해 제동하중, 제동초기 속도와의 관계를 분석하여 제시하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하였으며, 제동밸브와 배관의 특성을 반영하기 위하여 시간에 따른 제동압력 변화를 대상 차량에서 측정하였다. 차량에 작용하는 외력을 반영하기 위하여 EN 14067-4의 타행시험을 수행하고 2차 다항식 형태의 주행저항을 제시하였다. 도출한 주행저항을 동일 차종에 대하여 각 국가별로 사용하고 있는 주행저항들과 비교하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 디젤전기기관차의 동적 거동을 EN 14531-1에서 제시된 시간적분을 이용하여 해석하였다. 해석 결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 각각 차량의 속도이력 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과들은 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 파라미터들을 분석하고 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권11호
• /
• pp.979-986
• /
• 2016

등속조인트의 일종인 트리포드 축은 동력전달용으로 고속열차의 KTX와 KTX-산천에 모두 적용되고 있으며, 동력대차에서 모터 감속장치(MRU)와 차축 감속장치(ARU)를 연결해 고속회전동력을 전달하는 핵심 요소이다. 축 방향의 미끄럼 운동이 가능한 트리포드 축은 열차 구동을 위한 토크를 전달하며, 동력전달 시스템에 과토크 발생 시 축의 퓨즈부가 절단되어 동력을 차단한다. 본 연구에서는 리니어 액추에이터를 이용한 대용량 비틀림 시험장치의 개발과 이를 이용한 트리포드 축의 정적 비틀림 강도와 피로수명을 확인하고자 하였다. 또한 구조해석을 통해 축의 취약부를 파악하고 비틀림 피로해석 결과와 실제 피로시험의 결과를 비교분석하여 비틀림 성능 개선을 위한 설계안을 제시하고자 하였다. 한편 트리포드 축의 피로에 따른 열화를 파악하기 위해 히스테리시스 곡선을 이용하였으며, 히스테리시스 곡선의 기울기 변화를 통해 피로고장 시점을 확인하였다.