차축 진동 기반 전자기 유도 방식 에너지 하베스팅 연구

초록

철도시스템에 있어 시스템의 고속화는 승객과 열차의 신뢰성과 안전성에 대한 절대적인 향상을 요구하며, 이를 위한 시스템 유지보수 비용의 증가는 또 다른 문제점으로 대두되고 있다. 따라서 시스템 고속화에 따른 신뢰성 및 안전성과 유지보수 비용이라는 두 가지 측면을 모두 충족시키기 위한 새로운 기술개발 노력이 필요하며, 이를 위해서는 철도차량 등의 철도시스템의 지능화가 선결 되어야 한다. 그리고 철도시스템 지능화의 기본은 지속적인 실시간 감지기술 개발에 있으며, 이를 위해 IT 기술이 융합된 지능형 모니터링 시스템 구축이 필요하다. 베어링의 경우 상태 모니터링은 기존 차량에 별도의 유선을 이용한 센서 부착이 어렵기 때문에, 무선 센서의 적용을 필요로 한다. 하지만 장기간의 모니터링을 위해서는 기존 배터리 수명의 한계로 인해 유지보수 업무 등이 수반되어야 하기 때문에 배터리를 대신하여 철도 차량 운행 시 발생하는 주변에너지를 활용할 수 있는 에너지 하베스팅 기술이 대안으로 부각되고 있다.(1) 이에 진동에너지를 전기 에너지로 변환시켜 줄 수 있는 전자기 유도 방식을 이용하여 자가발전이 가능한 시스템 연구를 수행하였다