TTX 전기차량 추진제어시스템에 관한 연구

초록

추진 및 제어시스템은 철도차량의 핵심 전장품으로 컨버터/인버터, 견인전동기 및 주변압기로 구성되어 있다. 종래 전동차의 대표적인 구동방식은 제어방식에 따라 저항 제어방식과 chopper제어방식, VVVF인버터 제어방식이 있다. 견인전동기는 높은 견인력과 속도특성이 요구되며 이 특성에 적합하도록 제어하기 위해서는 견인전동기 특성에 따라 다양한 제어시스템이 사용되어왔다. 전동기를 제어하기 위한 제어시스템은 전력반도체 소자의 발달과 함께 발전해왔다. 1970년대에는 반도체소자의 발달이 늦어 차량속도제어방식은 저항을 이용한 저항제어방식이 주류를 이루어왔다. 1980년대에는 에너지 절감과 승차감 향상에 뛰어난 Chopper제어시스템을 도입하였다. 이 시스템은 차량기술발전 측면에서 진일보한 시대였음에는 틀림없으나 차량용 견인장치가 직류전동기였기 때문에 정류에 필요한 부품 등의 사후관리 비용, Flashover 등에 의한 시스템 안정에 많은 문제점을 가지고 있었다. 1980년대 말부터 고전압, 대용량 급의 역도통 GTO Thyristor소자가 개발되면서 유도전동기를 전동차에 사용할 수 있게 되었으며, 1990년대 초부터 우리나라에도 지하철 전동차에 대량으로 유도전동기가 적용되기 시작하였다.