한국형 틸팅열차 틸팅시스템 성능시험 연구

초록

본 논문은 기존선 고속화를 위한 틸팅차량용 틸팅제어기 개발을 목적으로 한다. 틸팅은 곡선부 주행시 차체를 곡선의 안쪽으로 기울이게 하는 기술로써 곡선부를 주행함으로써 발생하는 원심가속도를 중력가속도의 횡방향 성분으로 감쇄시켜 결과적으로 승객이 느끼는 횡가속도를 저감시키는 기술이다. 차량에 이와 같은 틸팅 기술을 적용하여 승차감의 향상뿐만 아니라 곡선부 통과속도를 증가시킬 수 있게 됨으로써 운행시간이 단축되며, 곡선부 통과시의 가 감속 빈도도 줄어들어 그 만큼의 에너지 소비도 줄일 수 있게 제작된 차량이 틸팅 차량이다. 틸팅 차량을 적용하면 기존선에서 차량의 속도를 30% 정도 향상시킬수 있으나, 전력공급 측면에서는 차량이 기울기 때문에 안정적으로 전력을 공급할 수 없고 이선이 많이 발생할 수 있다. 그러므로 적절한 틸팅제어를 통하여 곡선통과를 빠르고 안전하게 운행하여야 한다. 본 논문에서는 각종 지상 센서로부터 데이터를 입력받아 차량의 틸팅을 적절히 수행하도록 제어하는 장치에 관한 연구를 수행하였다. 물류가 국가경제에 미치는 영향은 경제가 발전할수록 더욱 증대되고 있다. 본 논문에서는 자이로스코프 및 가속도센서를 이용한 전기차량 틸팅제어시스템 및 장치의 조합시험에 관한 연구를 수행하였다. 차체의 틸팅을 실행하기 위해서 각각의 대차는 엑추에이터와 차체 틸팅 제어장치와 함께 각각의 대차에서 공급되어진다. 한국형 틸팅열차의 곡선부 틸팅시험을 위한 틸팅주행 시 승차감을 측정을 통하여 틸팅성능을 평가한 바 시험 곡선개소인 R600(주행속도 ~130km/h), R800(주행속도 ~155km/h) 에 대해 설계된 틸팅값과 실측된 틸팅 값을 비교하였을 때 차체틸팅제어각, 차체 틸팅제어 각속도, 틸팅 판토그라프 제어각이 평가기준에 만족하여 향후 틸팅열차의 실용화에 충분히 적용할 수 있다.