KR100961175B1 - 자기부상열차의 보조전원장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 부상용 전원을 정상적으로 제공하여, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 차량이 안정적으로 부상을 유지하도록 한다.
이와 같은 본 발명은 직류 가선전압을 사용하는 자기부상열차의 전원장치로서, 상기 직류 가선전압을 변환하여 밧데리 충전용 직류를 출력하는 밧데리 충전기; 상기 밧데리 충전기로부터 제공되는 밧데리 충전용 직류를 사용해서 부상용 전력을 충전하는 밧데리; 상기 직류 가선전압을 각기 변환하여 각 부상용 전력을 각각 출력하는 복수의 직류/직류 변환기; 상기 밧데리의 출력단과 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력단 사이에 각기 접속되고, 상기 밧데리의 출력이 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력에 대해 보조전원으로 각기 제공되도록 하는 복수의 다이오드(diode)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 부상용 전원을 정상적으로 공급하기 때문에, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 차량이 안정적으로 부상이 유지되는 효과가 있다.

Description

자기부상열차의 보조전원장치{AUXILIARY POWER SUPPLY OF MAGNETICALLY LEVITATED VEHICLE}
본 발명은 자기부상열차(MAGLEV)의 보조전원장치에 관한 것으로, 특히, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 부상용 전원을 정상적으로 제공하여, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 차량이 안정적으로 부상을 유지하도록 하는 보조전원장치에 관한 것이다.
일반적으로 자기부상열차는 자기력을 이용해 차량을 선로 위에 부상시켜 움직이는 열차로, 선로와의 접촉이 없어 소음과 진동이 매우 적고 고속도를 유지할 수 있다.
이와 같은 자기부상열차는 차 내에 3상 교류 380/220V, 직류 100V 등의 일반 전원 및 열차를 부상시키는데 필요한 직류 300V 전원이 필요하다.
이와 관련하여, 도 1은 종래의 기술에 따른 자기부상열차의 전원장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도로, 메인 3상 인버터(main 3-phase inverter)(10), 변압기(12), 필터(filter)(14), 밧데리 충전기(16), 밧데리(18), 및 교류/직류 변환기(20)로 구성된다.
동 도면에 있어서, 메인 3상 인버터(10)는 직류 1500V의 가선전압을 받아 변환하여 150kW의 3상 교류를 출력해서 변압기(12)에 공급한다.
변압기(12)는 메인 3상 인버터(10)로부터 제공되는 3상 교류를 두 가지의 3상 교류로 변압하여 필터(14) 및 교류/직류 변환기(20)로 각기 공급한다.
필터(14)는 변압기(12)로부터 공급되는 3상 교류에서 고조파 성분을 제거하고, 일반 전원 380/220V의 3상 교류(U, V, W)를 출력한다.
밧데리 충전기(16)는 필터(14)로부터 제공되는 380/220V의 3상 교류를 변환하여 직류 100V를 출력해서 밧데리(18)로 공급한다.
밧데리(18)는 밧데리 충전기(16)로부터 공급되는 직류 100V를 사용해서 충전했다가 직류 100V의 일반 전원을 출력한다.
교류/직류 변환기(20)는 변압기(12)로부터 공급되는 3상 교류를 변환하여 100kW 직류 300V를 출력해서 병렬연결된 복수의 부상용 전력 예로, 제 1 내지 제 8 부상용 전력으로 공급한다. 이때 제 1 내지 제 8 부상용 전력은 열차를 부상시키기 위한 구동전력으로 사용된다.
그러나 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차내 직류 300V 계통의 고장 시 부상용 전력이 공급되지 못하기 때문에 차량의 부 상을 유지시키지 못하는 결점이 있다.
또한, 교류/직류 변환기(20)가 복수의 부상용 전력을 출력해야 하기 때문에 교류/직류 변환기(20)는 물론, 이와 관련된 메인 3상 인버터(10) 및 변압기(12)의 용량도 과도할 수밖에 없다. 따라서 메인 3상 인버터(10), 변압기(12), 및 교류/직류 변환기(20)의 부피와 중량이 클 수밖에 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 과제를 해결하기 위하여 안출한 것으로, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 부상용 전원을 정상적으로 제공하여, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 차량이 안정적으로 부상을 유지하도록 하는 자기부상열차의 보조전원장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여,
본 발명의 일 형태에 따르면, 직류 가선전압을 사용하는 자기부상열차의 전원장치로서, 상기 직류 가선전압을 변환하여 밧데리 충전용 직류를 출력하는 밧데리 충전기; 상기 밧데리 충전기로부터 제공되는 밧데리 충전용 직류를 사용해서 부상용 전력을 충전하는 밧데리; 상기 직류 가선전압을 각기 변환하여 각 부상용 전 력을 각각 출력하는 복수의 직류/직류 변환기; 상기 밧데리의 출력단과 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력단 사이에 각기 접속되고, 상기 밧데리의 출력이 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력에 대해 보조전원으로 각기 제공되도록 하는 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 복수의 다이오드는 상기 밧데리의 출력단에서 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력단으로 각기 순방향 접속된 것을 특징으로 하는 자기부상열차의 보조전원장치.
본 발명은, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 부상용 전원을 정상적으로 제공하기 때문에, 지상전원공급장치의 고장 시 또는 차 내 전원 계통의 고장 시에도 차량이 안정적으로 부상이 유지되는 효과가 있다.
또한, 복수의 직류/직류 변환기가 직류 가선전압을 직접 각기 변환하여 몇 개의 부상용 전력을 각각 출력하기 때문에, 별도의 교류용 변압기가 필요 없고 복수의 직류/직류 변환기의 용량이 작아도 되므로 전체적인 부피와 중량을 줄일 수 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 자기부상열차의 보조전원장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도로, 교류 전원용 직류/직류 변환기(30), 3상 인버터(32), 필터(34), 밧데리 충전기(36), 밧데리(38), 제 1 내지 제 4 직류/직류 변횐기(40 내지 46), 및 제 1 내지 제 4 다이오드(D1 내지 D4)로 구성된다.
동 도면에 있어서, 교류 전원용 직류/직류 변환기(30)는 직류 가선전압을 변환하여 교류 전원 발생을 위한 25kW의 직류를 출력해서 3상 인버터(32)로 제공한다.
3상 인버터(32)는 교류 전원용 직류/직류 변환기(30)로부터 공급되는 직류를 변환하여 3상 교류를 출력해서 필터(34)로 공급한다.
필터(34)는 3상 인버터(32)로부터 제공되는 3상 교류에서 고조파 성분을 제거하고, 일반 전원 380/220V의 3상 교류(U, V, W)를 출력한다.
밧데리 충전기(36)는 직류 가선전압을 변환하여 25kW의 밧데리 충전용 직류를 출력해서 밧데리(38)로 공급한다.
밧데리(38)는 밧데리 충전기(36)로부터 제공되는 밧데리 충전용 직류를 사용해서 충전하고, 100V의 일반 전원인 제 1 직류 및 300V의 부상용 전력인 제 2 직류를 각기 출력한다. 상기 제 2 직류는 각각의 제 1 내지 제 4 다이오드(D1 내지 D4)를 통해 제 1 내지 제 4 직류/직류 변환기(40 내지 46)의 각 출력단에 각기 제공된다. 이때 각각의 제 1 내지 제 4 다이오드(D1 내지 D4)는 밧데리(38)의 출력단에서 제 1 내지 제 4 직류/직류 변환기(40 내지 46)의 각 출력단으로 각기 순방향 접속되어, 제 1 내지 제 4 직류/직류 변환기(40 내지 46)의 출력단에서 밧데리(38)의 출력단으로 전류가 흐르는 것 즉, 역전류를 방지한다.
제 1 내지 제 4 직류/직류 변환기(40 내지 46)는 직류 가선전압을 각기 변환하여 각 부상용 전력을 각각 출력한다.
예로, 제 1 직류/직류 변환기(40)는 25kW의 제 1, 제 2 부상용 전력(300V)을 출력하고, 제 2 직류/직류 변환기(42)는 25kW의 제 3, 제 4 부상용 전력(300V)을 출력하고, 제 3 직류/직류 변환기(44)는 25kW의 제 5, 제 6 부상용 전력(300V)을 출력하며, 제 4 직류/직류 변환기(46)는 25kW의 제 7, 제 8 부상용 전력(300V)을 출력한다.
이와 같은 본 발명에서 지상전원공급장치의 고장에 따라 가선전압이 공급되지 않을 경우, 제 1 내지 제 4 직류/직류 변환기(40 내지 46)도 부상용 전력을 출력하지 못한다. 이때 밧데리(38)에 의해 특정 시간 예로, 30초 동안 각 부상용 전원이 공급되어 열차의 부상이 유지된다. 물론, 30초 이내에 가선전압이 정상적으로 공급되어야 열차의 부상이 계속 유지된다.
또한, 제 1 내지 제 4 직류/직류 변환기(40 내지 46) 중 어느 하나 정도는 고장이 발생하더라도 나머지 제 4 직류/직류 변환기가 부상용 전원을 정상적으로 출력한다면, 결국 열차의 여러 곳에서 발생하는 부상력 중에 어느 한 곳에만 부상력이 상실되는 것과 같으므로 열차는 어느 정도 안정적인 부상을 유지할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아 니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 자기부상열차의 전원장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기부상열차의 보조전원장치의 일 실시 예를 나타낸 블록도이다.

Claims (2)

  1. 직류 가선전압을 사용하는 자기부상열차의 전원장치로서,
    상기 직류 가선전압을 변환하여 밧데리 충전용 직류를 출력하는 밧데리 충전기;
    상기 밧데리 충전기로부터 제공되는 밧데리 충전용 직류를 사용해서 부상용 전력을 충전하는 밧데리;
    상기 직류 가선전압을 각기 변환하여 각 부상용 전력을 각각 출력하는 복수의 직류/직류 변환기;
    상기 밧데리의 출력단과 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력단 사이에 각기 접속되고, 상기 밧데리의 출력이 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력에 대해 보조전원으로 각기 제공되도록 하는 복수의 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기부상열차의 보조전원장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 다이오드는 상기 밧데리의 출력단에서 상기 복수의 직류/직류 변환기의 각 출력단으로 각기 순방향 접속된 것을 특징으로 하는 자기부상열차의 보조전원장치.
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