초고속 자기부상철도용 LSM 제어장치의 개발

초록

시속 500km 이상의 초고속 자기부상열차를 구동하기 위한 추진장치로는 고속, 대용량 및 고효율 측면에서 우수한 성능을 지닌 선형동기전동기(LSM: Linear Synchronous Motor)가 적합하다. LSM의 추진제어는 위치검지시스템을 통해 운행중인 열차의 정밀한 위치를 실시간으로 지상의 추진제어장치에 제공하고, 이를 이용하여 전력변환장치가 열차위치와 동기화된 전력을 LSM권선에 공급하는 방식으로 이루어진다. 열차의 위치정보 정확도는 열차 추진 효율에 직접적으로 영향을 미치는 인자로 무선 통신으로 인한 신호지연 등과 같은 오차요소를 최소화해야 한다. LSM의 고정자 역할을 하는 레일에 입력되는 전력의 소모를 최소화하기 위하여 레일을 몇 개의 섹션으로 구분하여 열차가 위치한 섹션에만 전력을 공급하게 되는데, 원활한 섹션전환제어가 이루어져야지만 열차의 진동 및 소음 발생을 최소화 할 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 초고속 자기부상 철도용 추진시스템에 필요한 기술들을 사전에 검증하고자 3개의 섹션으로 이루어진 직경 5m의 무한 회전형 LSM 시험장치를 개발하여 그 성능을 평가하였다.