전동차용 8mH 급 철심형 필터리액터의 설계제작 및 특성평가

초록

본 논문에서는 VVVF 추진 DC 전동차에 공급되는 전원의 품질 향상을 위하여 추진제어장치의 입력단에 설치되는 필터리액터의 경량화를 위한 설계제작 및 특성평가를 수행하였다. 기존에 사용되는 공심형 필터리액터를 대체하여 철심형 필터리액터에 대한 연구를 진행하였다. 요구 사항에 알맞은 구조 및 형상과 성능 조건을 만족하는 필터리액터를 설계하기 위해 유한요소해석 기법을 이용한 전자장 해석과 열 해석을 동시에 진행하였다. 또한 해석에 의한 설계 결과를 검증하기 위해 시작품을 제작하였고, 제시된 필터리액터의 요구 사양에 따른 성능시험을 실시하였다. 자연냉각 조건에서 8.0mH, 정격 DC 450A, DC 1500V를 만족하고, 절연열화시험과 온도상승시험을 진행하여 요구 사양을 만족시켰다. 따라서 510kg의 중량을 갖는 기존 공심형 필터리액터에서 19.6%가 감소된 약 410kg 수준에서 제작이 가능하였다.