KR101230535B1 - Railway vehicles for adapting space maintaining apparatus of parallel linear induction motor - Google Patents

Railway vehicles for adapting space maintaining apparatus of parallel linear induction motor Download PDF

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박찬배
이병송
이형우
김남포
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한국철도기술연구원
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Abstract

PURPOSE: A railway vehicle applying a parallel linear induction motor and a space maintaining device are provided to construct a system to maintain the minimum space with low costs by installing a spring damper between a primary armature of the linear induction motor and a chassis. CONSTITUTION: A track structure includes a tunnel(10) and a rail(20). A chassis and a wheel supports an underground railway vehicle(30). An induction feeding and pickup module(60) transmits power to a vehicle propulsion system including a linear induction motor and a power converting device. The vehicle propulsion system is installed between the rail and the lower side of the chassis. A parallel linear induction motor(70) includes a mover and a reaction plate.

Description

병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량{RAILWAY VEHICLES FOR ADAPTING SPACE MAINTAINING APPARATUS OF PARALLEL LINEAR INDUCTION MOTOR}RAILWAY VEHICLES FOR ADAPTING SPACE MAINTAINING APPARATUS OF PARALLEL LINEAR INDUCTION MOTOR}

본 발명은 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량 에 관한 것으로써, 철도차량의 주행시 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 이동자와 궤도 양측면에 설치된 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트 사이에 최소공극 유지가 가능하도록 선형유도전동기 양단부에 공극유지장치를 구성하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a subway road vehicle employing a parallel linear induction motor and a space maintaining device, and between a mover of a linear induction motor installed on both sides of a trolley and a secondary reaction plate of a linear induction motor mounted on both sides of a track when a railroad vehicle runs. The present invention relates to a technique for constructing a pore holding device at both ends of a linear induction motor so as to maintain minimum porosity.

철도와 같은 교통시스템 등에서 운송을 위하여 일정 경로를 이동하는 차량 등의 이동체를 구비한 운송시스템이 널리 이용되고 있다. 이동체의 이동에 필요한 추진력을 발생시키기 위해 회전형 모터를 일반적으로 이용하고 있으며, 이 때 발생한 회전력을 기계적인 변속기를 통해서 이동체의 바퀴에 전달하는 방법이 사용되어 왔으나, 그 구조가 복잡하고 소음이 심하며 고장이 잦고 추진 효율이 떨어진다는 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 비점착 직접구동이 가능한 선형유도전동기가 널리 이용되고 있는 추세다.Transportation systems including moving bodies, such as a vehicle that moves a predetermined path for transportation in a transportation system such as a railroad, are widely used. In order to generate the propulsion force required for the movement of the moving body, a rotary motor is generally used, and a method of transmitting the generated rotational force to the wheels of the moving body through a mechanical transmission has been used, but its structure is complicated and noisy. There was a problem of frequent failures and poor propulsion efficiency. In order to solve this problem, a linear induction motor capable of non-adhesive direct driving is widely used.

도 1a에 도시된 바와 같이, 기존의 편측식 선형유도전동기가 적용된 리니어 지하철도차량의 구조를 살피면, 터널 및 레일을 포함한 궤도 구조물과, 차량과 대차 및 차륜과, 차량용 추진시스템(전력변환장치와 선형유도전동기)에 전력을 전달하기 위한 전차선과 판토그래프 시스템과, 추진을 위한 편측식 선형유도전동기와 이의 제어를 위한 전력변환장치로 구분된다.As shown in Figure 1a, looking at the structure of a conventional linear subway vehicle to which a unilateral linear induction motor is applied, a track structure including a tunnel and a rail, a vehicle, a bogie and a wheel, and a vehicle propulsion system (power conversion device and It is divided into a catenary and pantograph system for delivering power to a linear induction motor, a unidirectional linear induction motor for propulsion, and a power converter for controlling the same.

도 1a에 도시된 편측식 선형유도전동기가 적용된 리니어 지하철도차량의 경우, 전차선과 판토그래프를 이용하여 차량 추진을 위한 전력을 공급받게 된다.In the case of a linear subway vehicle to which the unilateral linear induction motor shown in FIG. 1A is applied, electric power for propulsion of a vehicle is supplied using a tramline and a pantograph.

이러한, 지하철도차량의 추진을 위한 편측식 선형유도전동기는 1차측 전기자(이동자계를 발생하는 철심과 권선, 이동자라고도 함)가 이동하는 차량 대차의 하부, 휠 사이에 배치되며, 2차측 회전자(알루미늄 플레이트)는 1차측 전기자와 일정 간격의 공극을 유지한 채 궤도 레일 사이에 고정 배치되는 구조를 갖는다.Such a one-sided linear induction motor for the propulsion of a subway vehicle is disposed between the lower side of the vehicle bogie and the wheels of the primary armature (also known as iron core and winding and mover generating a moving magnetic field), and the secondary side rotation. The former (aluminum plate) has a structure in which it is fixedly arranged between the track rails while maintaining a gap between the primary armature and a predetermined gap.

편측식 선형유도전동기의 구동 원리는 외측의 고정자 권선에 교류 3상 전류를 흘리면 3상 이동자계가 발생되게 되며, 이 이동자계가 회전자에 위치한 2차측 도체(알루미늄 플레이트)에 유도전압을 유기시켜서 1차측과 2차측의 상호 작용에 의하여 추진력을 얻는 방식이다.The driving principle of the unilateral linear induction motor is to generate a three-phase moving field when AC three-phase current flows through the stator winding on the outside, which induces an induced voltage in the secondary conductor (aluminum plate) located in the rotor. The propulsion force is obtained by the interaction between the primary and secondary sides.

전술한 바와 같은 편측식 선형유도전동기는, 전차선과 판토그래프를 이용하여 차량 추진을 위한 전력을 공급받아야 하기 때문에, 지하철도차량용 터널 공사 시 터널 단면적의 증가에 따른 터널 공사비가 증대되는 문제가 발생하는 단점이 있다.Since the unidirectional linear induction motor as described above needs to be supplied with electric power for propulsion of the vehicle using a tramline and a pantograph, a tunnel construction cost increases due to an increase in the tunnel cross-sectional area when constructing a tunnel for a subway vehicle. There are disadvantages.

한편, 철도차량용 추진시스템에 이용되는 선형유도전동기는 이동시에 충격 및 진동을 고려하여 이동자와 알루미늄 리액션플레이트 사이의 공극의 크기를 일반적으로 약 9mm 내지 15mm 정도로 유지하고 있다.On the other hand, the linear induction motor used in the propulsion system for rolling stock maintains the size of the gap between the mover and the aluminum reaction plate in general about 9 mm to 15 mm in consideration of shock and vibration during movement.

하지만, 선형유도전동기의 2차측 알루미늄 플레이트를 시공 시 건설공차가 존재하여 2차측 알루미늄 플레이트에 표면굴곡이 존재하게 되며, 이에 1차측 전기자와 2차측 알루미늄 플레이트 사이의 실제적인 공극의 크기는 일정한 값이 아니라 시공의 정밀도에 의존하여 변화하게 되며, 선형유도전동기는 회전형유도전동기와 달리 큰 공극을 갖기 때문에 공극의 작은 변화에도 누설자속의 변화가 커지기 때문에 추진력 및 시스템 효율이 크게 바뀌게 된다.However, when constructing the secondary aluminum plate of the linear induction motor, there is a construction tolerance, so that surface curvature exists on the secondary aluminum plate. Therefore, the actual air gap between the primary armature and the secondary aluminum plate has a constant value. In addition, the linear induction motor has a large air gap, unlike the rotary induction motor, so the change in the leakage flux increases even in the small air gap.

한편, 대한민국 등록특허 제10-895899호(스위치드 릴럭턴스 모터(LSRM)와 Halbach 배열을 이용한 자기부상열차 시스템)를 살피면, 궤도가 대차를 감싸는 구조를 가짐으로써 LSRM 및 자기부상열차의 전장품들이 발생시킬 수 있는 소음이 궤도 밑으로 전파되는 것을 감소시키고, 부상력을 얻기 위한 Halbach 배열과 비자성체인 알루미늄 전도판의 대향된 면은 대차방향의 내측으로 향하게 일정각을 갖는 대각선으로 형성하여 비상시에 주행안정성을 향상시키는 구성이 기재되어 있다.On the other hand, if you look at the Republic of Korea Patent Registration No. 10-895899 (magnetic levitation train system using a switched reluctance motor (LSRM) and Halbach arrangement), the track has a structure surrounding the bogie to generate the electrical equipment of LSRM and magnetic levitation train Reduces possible noise propagation under the track, and the Halbach arrangement for gaining floating force and the opposing face of the non-magnetic aluminum conduction plate are formed diagonally at an angle toward the inside of the bogie direction to ensure driving stability in an emergency. A configuration for improving this is described.

그러나, 종래의 철도차량용 선형유도전동기의 경우, 공극의 변화에 대처하는 방안을 갖추지 못하고 있으며, 지하철도차량의 운행 후 기준 공극에 맞게 차량 대차 하부에 장착되어 1차측 전기자의 위치를 재조정하는 불편한 방법을 차용하고 있는 실정이다.However, in the case of the conventional linear induction motor for railway vehicles, there is no way to cope with the change of the air gap, and it is an inconvenient method of repositioning the primary armature mounted on the lower side of the vehicle bogie according to the standard air gap after the operation of the subway road vehicle. The situation is borrowing.

또한, 도 1b에 도시된 바와 같이, 기존의 지하철도차량에 적용된 편측식 선형유도전동기의 경우, 운행 중 차량 대차 하부에 설치된 1차측 전기자와 궤도에 설치된 2차측 리액션 플레이트 사이의 수직력의 존재함에 따라, 차량의 운행 정도에 따라 1차측 전기자와 2차측 리액션 플레이트 사이의 수직력에 의한 피로 누적으로 공극의 변이가 발생이 되기 때문에 일정 공극을 유지하기 위한 주기적인 유지보수가 필요한 문제점이 있다.In addition, as shown in FIG. 1B, in the case of a unidirectional linear induction motor applied to a conventional subway road vehicle, there is a vertical force between the primary armature installed in the lower part of the vehicle bogie and the secondary reaction plate installed in the track. According to the driving degree of the vehicle, there is a problem that periodic maintenance is required to maintain a certain air gap because a change in air gap occurs due to the accumulation of fatigue due to the vertical force between the primary armature and the secondary reaction plate.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 철도차량의 대차 양측면에 편측식 선형유도전동기의 1차측 전기자를 병렬로 설치하고, 차륜레일이 설치된 궤도의 양측면에 단을 형성하여 단면에 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트를 병렬로 설치함으로써, 편측식 선형유도전동기의 진행 중 발생되는 수직력이 서로 상쇄되어 추진 효율이 향상되며 보다 안정적인 시스템 구축함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, by installing the primary armature of the one-sided linear induction motor in parallel on both sides of the trolley of the railroad car, forming a stage on both sides of the track rail is installed in the cross-section linear By installing the secondary side reaction plates of induction motors in parallel, the purpose is to establish a more stable system by improving the propulsion efficiency by canceling the vertical forces generated during the progress of the unilateral linear induction motors.

본 발명의 또 다른 목적은, 철도차량의 주행 시 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 전기자와 궤도 양측면에 설치된 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트 사이의 최소공극 유지가 가능하도록 선형유도전동기 양 단부에 공극유지장치를 설치함으로써, 최소공극을 유지하기 위한 궤도 양측면의 리액션플레이트 정밀시공이 불필요하여 건설비 저감이 가능하며, 별도의 공극제어장치가 불필요하여 시스템 제작비용을 절감토록 함에 그 목적이 있다.It is still another object of the present invention to provide a minimum air gap between the armature of the linear induction motors installed on both sides of the trolley and the secondary reaction plates of the linear induction motors installed on both sides of the track when the railroad vehicle is driven. By installing the air gap holding device, it is possible to reduce the construction cost by eliminating the reaction plate precision construction on both sides of the track to maintain the minimum air gap, and to reduce the system manufacturing cost by the need of a separate air gap control device.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량은, 터널과 레일을 포함하는 궤도 구조물; 지하철도차량을 지지하는 대차 및 차륜; 지하철도차량의 대차 하부와 궤도 레일 사이에 설치된 전력변환장치 및 선형유도전동기를 포함하는 차량용 추진시스템에 전력을 전달하는 유도급집전모듈; 및 대차의 양 끝단에 설치되어 지하철도차량의 추진을 위한 선형유도전동기 이동자와 선형유도전동기 리액션플레이트를 포함하는 병렬식 선형유도전동기;를 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the parallel road induction motor and the air vehicle applying the air gap maintaining apparatus of the present invention, a track structure including a tunnel and a rail; A bogie and a wheel supporting the subway road vehicle; An induction supply current collecting module for transferring electric power to a vehicle propulsion system including a power converter and a linear induction motor installed between a lower portion of a subway vehicle and a track rail; And a parallel linear induction motor installed at both ends of the bogie and including a linear induction motor mover and a linear induction motor reaction plate for propulsion of a subway vehicle.

또한, 지하철도차량의 대차 양측면에 편측식 선형유도전동기가 각 1 set로 설치되고, 대차 1대에 2 set의 편측식 선형유도전동기가 병렬로 설치되는 것을 특징으로 한다.In addition, unilateral linear induction motors are installed on each side of the trolley on each side of the trolley, and two sets of unilateral linear induction motors are installed on each side of the trolley.

또한, 대차 양측면에 1차측 선형유도전동기 전기자가 병렬로 설치되고, 차륜레일이 설치된 궤도의 양측면에 플랫폼 구성을 위한 단을 형성하며, 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트가 단 양 측면에 병렬로 설치되되, 궤도 측에 설치되는 2차측 알루미늄 플레이트가 대차의 양측면에 설치된 1차측 선형유도전동기 전기자와 기 설정된 간격의 공극을 유지하도록 단의 양 측면에 고정 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, primary linear induction motor armatures are installed on both sides of the bogie in parallel, platform stages are formed on both sides of the track where the wheel rails are installed, and secondary linear induction motor reaction plates are installed on both sides in parallel. In addition, the secondary aluminum plate is installed on the track side is characterized in that it is fixed to both sides of the stage so as to maintain a gap between the primary linear induction motor armature installed on both sides of the bogie and a predetermined interval.

또한, 병렬식 선형유도전동기가 적용된 지하철도차량의 주행 시, 상기 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 전기자와 궤도 양측면에 설치된 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트 양자간에 기 설정된 공극 또는 기 설정된 최소공극의 유지가 가능하도록 선형유도전동기 전기자 양 단부에 배치되는 공극유지장치;를 포함한다.In addition, when driving a subway road vehicle to which a parallel linear induction motor is applied, a predetermined air gap or a predetermined minimum air gap between the armature of the linear induction motor installed on both sides of the vehicle and the secondary linear induction motor reaction plate installed on both sides of the track. And a pore holding device disposed at both ends of the linear induction motor armature so as to be maintained.

또한, 공극유지장치는, 1차측 선형유도전동기 전기자의 양 단부에 고정부를 포함하여 설치되며, 지하철도차량의 주행 중 상기 1차측 선형유도전동기 전기자와 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트 사이의 공극이 줄어들 경우, 1차측 선형유도전동기 전기자의 양 단부에 설치된 공극유지장치의 휠이 상기 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트와 먼저 접촉하도록 구성되어 공극이 기 설정된 범위 내로 줄어들지 않고 최소공극을 유지토록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the air gap holding device includes a fixing part at both ends of the primary linear induction motor armature, and the gap between the primary linear induction motor armature and the secondary side linear induction motor reaction plate is formed during driving of the subway vehicle. When reduced, the wheels of the pore holding devices installed at both ends of the primary linear induction motor armature are first contacted with the secondary linear induction motor reaction plate so that the voids are configured to maintain the minimum void without decreasing within the preset range. It features.

또한, 대차와 1차측 선형유도전동기 전기자 사이에 구비되어 대차와 선형유도전동기 1차측 전기자 사이의 발생 충격을 흡수하는 스프링 댐퍼;를 포함한다.In addition, the spring damper is provided between the bogie and the primary side linear induction motor armature to absorb the generated shock between the bogie and the primary induction motor primary side armature.

그리고, 분기 레일 구간에서 분기가 시작되는 지점과 분기가 끝나는 지점 사이에 병렬식 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트를 설치하지 않고 타행으로 지하철도차량이 분기 구간을 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, between the point where the branch starts in the branch rail section and the point where the branch ends, the subway road vehicle passes through the branch section without installing the secondary side reaction plate of the parallel linear induction motor.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 철도차량의 대차 양측면에 편측식 선형유도전동기의 1차측 전기자를 병렬로 설치하고, 차륜레일이 설치된 궤도의 양측면에 플랫폼 구성을 위한 단을 형성하여 플랫폼 단의 양 측면에 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트를 병렬로 설치함으로써, 편측식 선형유도전동기의 진행 중 발생되는 수직력이 선형유도전동기의 병렬 설치에 따른 상호 상쇄 효과를 이용하여 추진 효율이 향상되며 진동이 저감되어 보다 안정적인 시스템 구축이 가능한 효과가 있다.According to the present invention as described above, both sides of the platform by installing the primary armature of the unilateral linear induction motor in parallel on both sides of the trolley of the railway vehicle, and forms the stage for platform configuration on both sides of the track rail is installed By installing the secondary side reaction plates of the linear induction motor in parallel, the vertical force generated during the progress of the unilateral linear induction motor is improved by using the mutual offset effect of parallel installation of the linear induction motor and the vibration is reduced. It is possible to build a more stable system.

또한, 본 발명에 따르면, 철도차량의 주행 시 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 전기자와 궤도 양측면에 설치된 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트 사이의 일정공극 및 최소공극 유지가 가능하도록 선형유도전동기 1차측 전기자 양 단부에 휠을 이용한 구조의 공극유지장치를 설치하고, 대차와 선형유도전동기 1차측 전기자 사이에 스프링 댐퍼를 설치함으로써, 최소비용으로 최소공극 유지가 가능한 시스템 구축이 가능하고, 최소공극을 유지하기 위한 궤도 양측면의 리액션플레이트 정밀시공이 불필요하여 건설비 저감이 가능하며, 별도의 공극제어장치가 불필요하여 시스템 제작비용을 절감하는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the linear induction motor 1 so as to maintain a constant air gap and the minimum air gap between the armature of the linear induction motor installed on both sides of the bogie and the secondary reaction plate of the linear induction motor installed on both sides of the track when running the railway vehicle 1 By installing a pore-holding device using wheels at both ends of the armature and installing a spring damper between the bogie and the primary armature of the linear induction motor, it is possible to construct a system that can maintain the minimum porosity at a minimum cost. It is possible to reduce the construction cost because the reaction plate precision construction of both sides of the track to be maintained is unnecessary, and there is no effect of a separate air gap control device, thereby reducing the system manufacturing cost.

도 1a는 종래의 편측식 선형유도전동기를 적용한 지하철도차량의 구조를 도시한 도면.
도 1b는 종래의 편측식 선형유도전동기의 운행속도에 따라 발생하는 수직력 특성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량의 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기 1차측 전기자의 구조를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량의 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 1차측 전기자와 2차측 리액션플레이트의 구조를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량의 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 공극유지장치 및 스프링 댐퍼의 설치 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량의 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 공극유지장치 및 스프링 댐퍼의 설치 구조를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량의 지하철도 분기 레일에서의 선형유도전동기 2차측 리액션플레이트 설치 구조를 도시한 도면.Figure 1a is a view showing the structure of a subway vehicle applying a conventional unidirectional linear induction motor.
Figure 1b is a view showing the vertical force characteristics generated according to the running speed of the conventional unidirectional linear induction motor.
Figure 2 is a block diagram showing a subway vehicle to which the parallel linear induction motor and the air gap maintaining apparatus according to the present invention.
Figure 3 is a view showing the structure of the linear induction motor primary armature installed on both sides of the trolley of the subway road vehicle to which the parallel linear induction motor and the air gap maintenance device according to the present invention.
Figure 4 is a view showing the structure of the primary side armature and the secondary side reaction plate of the linear induction motor installed on both sides of the trolley of the subway vehicle to which the parallel linear induction motor and the air gap maintenance device according to the present invention.
5 is a view showing the installation structure of the air gap retaining device and the spring damper of the linear induction motor installed on both sides of the trolley of the subway road vehicle to which the parallel linear induction motor and the air gap maintaining device according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing the installation structure of the air gap maintaining device and the spring damper of the linear induction motor installed on both sides of the trolley of the subway road vehicle to which the parallel linear induction motor and the air gap maintaining device according to the present invention.
7 is a view illustrating a structure of installing a linear induction motor secondary reaction plate on a branch rail of a subway road of a subway road vehicle to which a parallel linear induction motor and a space keeping device according to the present invention are applied.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted in terms of meaning and concept. It is to be noted that the detailed description of known functions and constructions related to the present invention is omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred.

도 2는 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량(100)을 도시한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량(100)은, 터널(10)과 레일(20)을 포함하는 궤도 구조물과, 지하철도차량(30)과 대차(40) 및 차륜(50)과, 지하철도차량용 대차 하부와 궤도 레일 사이에 설치된 차량용 추진시스템(전력변환장치와 선형유도전동기)에 전력을 전달하기 위한 유도급집전모듈(60) 및, 대차의 양 끝단에 설치되어 지하철도차량(30)의 추진을 위한 선형유도전동기 이동자(71)와 선형유도전동기 리액션플레이트(72)를 포함하는 병렬식 선형유도전동기(70)와 이의 제어를 위한 전력변환장치로 구성된다.2 is a block diagram illustrating a subway road vehicle 100 to which the parallel linear induction motor and the air gap maintaining device according to the present invention are applied. As shown, the subway road vehicle 100 to which the parallel linear induction motor and the air gap maintaining apparatus according to the present invention, the track structure including the tunnel 10 and the rail 20, and the subway road vehicle 30 And an induction power supply module 60 for transmitting electric power to a vehicle propulsion system (a power converter and a linear induction motor) installed between the supercar 40 and the wheel 50 and the undercarriage rail and the rail of the subway. Parallel induction motors 70 installed at both ends of the trolley including a linear induction motor mover 71 and a linear induction motor reaction plate 72 for the propulsion of the subway vehicle 30 and the power for control thereof. It consists of an inverter.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 대차(40)는 그 양측면에 선형유도전동기 이동자(71a, 71b)와 선형유도전동기 리액션플레이트(72a, 72b)를 포함하는 병렬식 선형유도전동기(70)가 가각 1 set로 설치되어 대차(40) 1대의 양측면에 2 set의 병렬식 선형유도전동기(70)가 병렬로 구성된다.Specifically, as shown in FIG. 2, the bogie 40 includes a linear induction motor 70 including linear induction motor movers 71a and 71b and linear induction motor reaction plates 72a and 72b on both sides thereof. 1 set each of two sets of parallel linear induction motors 70 in parallel on both sides of one bogie 40.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 대차(40) 양측면에는 병렬식 선형유도전동기(70)의 1차측 선형유도전동기 전기자(71a)가 병렬로 설치되고, 차륜(50)과 레일(20)이 설치된 궤도의 양측면에 플랫폼 구성을 위한 단을 형성하여 단 양 측면에 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트(72b)가 병렬로 설치된다.3, the primary linear induction motor armature 71a of the parallel linear induction motor 70 is installed in parallel on both sides of the trolley 40, and the wheels 50 and the rails 20 are provided in parallel. Secondary linear induction motor reaction plates 72b are installed in parallel on both sides of the track by forming stages for platform configuration on both sides of the installed track.

또한, 궤도 측에 설치되는 2차측 알루미늄 플레이트는 대차(40)의 양측면에 설치되는 1차측 선형유도전동기 전기자(71a)와 일정 간격의 공극을 유지한 채 플랫폼 구성을 위해 형성된 단 의 양측면에 고정 배치되는 구조를 갖는다.In addition, the secondary aluminum plate installed on the track side is fixedly arranged on both sides of the stage formed for the platform configuration while maintaining a gap between the primary linear induction motor armature 71a provided on both sides of the bogie 40 at a predetermined interval. It has a structure.

또한, 도 2와 도 3에서 보는 바와 같이, 상기의 병렬식 선형유도전동기(70)가 적용된 지하철도차량의 경우, 대차(40) 하부와 궤도 레일 사이에 설치된 차량용 추진시스템(전력변환장치 및 선형유도전동기)에 전력을 전달하기 위한 유도급집전모듈(60)을 구성한다.In addition, as shown in Figures 2 and 3, in the case of a subway road vehicle to which the parallel linear induction motor 70 is applied, a propulsion system for a vehicle (power converter and linear) installed between the lower rail 40 and the track rail Induction power supply module 60 for delivering power to the induction motor) is configured.

여기서, 유도급집전모듈(60)은 지하철도차량(30)의 대차(40) 하부와 궤도 레일(20) 사이에 설치된 지상 유도급전모듈(61)과, 대차(40) 하부에 고정되는 차상 유도집전모듈(62)을 포함하여 구성된다.
Here, the induction feeding module 60 is a ground induction feeding module 61 installed between the lower portion of the trolley 40 and the track rail 20 of the subway road vehicle 30, and the vehicle induction fixed to the lower portion of the bogie 40 It is configured to include a current collector module 62.

구체적으로 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량(100)에 대해 살피면 아래와 같다.Specifically, referring to FIGS. 4 to 6, the following description will be given about a subway road vehicle 100 to which the parallel linear induction motor and the air gap maintaining device according to the present invention are applied.

선형유도전동기 공극유지장치(80)는 지하철도차량(30)의 주행 시 대차(40) 양 측면에 설치된 선형유도전동기 전기자(71a, 71b)와 궤도 양측면에 설치된 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트(72b) 사이의 일정공극 및 최소공극 유지가 가능하도록 1차측 선형유도전동기 전기자(71a) 양 단부에 설치된다.The linear induction motor air gap maintaining device 80 includes linear induction motor armatures 71a and 71b installed at both sides of the trolley 40 when the subway vehicle 30 is driven and secondary linear induction motor reaction plates 72b installed at both sides of the track. Are installed at both ends of the primary linear induction motor armature 71a so as to maintain a constant air gap and a minimum air gap therebetween.

또한, 선형유도전동기 공극유지장치(80)는 휠을 이용한 구조로써 1차측 선형유도전동기 전기자(71a) 양 단부에 고정부를 포함하여 설치된다.In addition, the linear induction motor void holding device 80 is a structure using a wheel, and is provided with fixed parts at both ends of the primary linear induction motor armature 71a.

즉, 지하철도차량(30)의 주행 중 1차측 선형유도전동기 전기자(71a)와 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트(72b) 사이의 공극이 줄어들 경우, 1차측 선형유도전동기의 전기자(71a 양 단부에 설치된 선형유도전동기 공극유지장치(80)의 휠이 먼저 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트(72b)와 접촉을 하게 되어 공극이 더 이상 줄어들지 않고 최소공극을 유지할 수 있도록 구성된다.That is, when the air gap between the primary linear induction motor armature 71a and the secondary linear induction motor reaction plate 72b decreases while the subway vehicle 30 is traveling, the armatures 71a of the primary linear induction motor are reduced at both ends. The wheel of the installed linear induction motor pore holding device 80 is first contacted with the secondary side linear induction motor reaction plate 72b is configured to maintain the minimum pore without further reducing the air gap.

이때, 대차(40)와 1차측 선형유도전동기 전기자(71a) 사이에 스프링 댐퍼(90)를 구비하여 대차(40)와 1차측 선형유도전동기 전기자(71a) 사이의 발생 충격을 흡수하도록 구성된다.At this time, a spring damper 90 is provided between the bogie 40 and the primary linear induction motor armature 71a to be configured to absorb the generated shock between the bogie 40 and the primary linear induction motor armature 71a.

그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 병렬식 선형유도전동기(70)가 추진시스템으로 적용된 지하철도의 경우, 분기 레일 구간에서는 분기가 시작되는 지점과 분기가 끝나는 지점 사이에 병렬식 선형유도전동기(70)의 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트(72b)를 설치하지 않고 타행으로 지하철도차량이 분기 구간을 통과하도록 구성할 수 있다.And, as shown in Figure 7, the parallel linear induction motor 70 is applied to the propulsion system in the subway, the parallel rail induction motor between the branch start point and the branch end point in the branch rail section The secondary side linear induction motor reaction plate 72b of 70 may be configured to pass through the branch section by the other line without installing the reaction plate 72b.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

100: 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량
10: 터널 20: 레일
30: 지하철도차량 40: 대차
50: 차륜 60: 유도급집전모듈
61: 지상 유도급전모듈 62: 차상 유도집전모듈
70: 병렬식 선형유도전동기
71a: 1차측 선형유도전동기 전기자
71b: 2차측 선형유도전동기 전기자
72a: 1차측 선형유도전동기 리액션플레이트
72b: 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트
80: 공극유지장치 90: 스프링 댐퍼100: Subway vehicle with parallel linear induction motor and air gap maintenance
10: tunnel 20: rail
30: Underground car 40: Bogie
50: wheel 60: induction supply module
61: ground induction feed module 62: on-board induction collector module
70: parallel linear induction motor
71a: primary linear induction motor armature
71b: Secondary linear induction motor armature
72a: primary linear induction motor reaction plate
72b: secondary side linear induction motor reaction plate
80: void holding device 90: spring damper

Claims (7)

선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량에 있어서,
터널과 레일을 포함하는 궤도 구조물;
상기 지하철도차량을 지지하는 대차 및 차륜;
상기 지하철도차량의 대차 하부와 궤도 레일 사이에 설치된 전력변환장치 및 선형유도전동기를 포함하는 차량용 추진시스템에 전력을 전달하는 유도급집전모듈; 및
상기 대차의 양 끝단에 설치되어 상기 지하철도차량의 추진을 위한 선형유도전동기 이동자와 선형유도전동기 리액션플레이트를 포함하는 병렬식 선형유도전동기;를 포함하되,
상기 지하철도차량의 대차 양측면에 편측식 선형유도전동기가 각 1 set로 설치되고, 상기 대차 1대에 2 set의 편측식 선형유도전동기가 병렬로 설치되며,
상기 대차 양측면에 1차측 선형유도전동기 전기자가 병렬로 설치되고, 차륜레일이 설치된 궤도의 양측면에 플랫폼 구성을 위한 단을 형성하며, 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트가 단 양 측면에 병렬로 설치되고,
궤도 측에 설치되는 2차측 알루미늄 플레이트가 상기 대차의 양측면에 설치된 1차측 선형유도전동기 전기자와 기 설정된 간격의 공극을 유지하도록 상기 단의 양 측면에 고정 배치되는 것을 특징으로 하는 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량.In the subway road vehicle applying the linear induction motor and the air gap maintaining device,
Track structures including tunnels and rails;
A trolley and a wheel supporting the subway road vehicle;
An induction supply current collecting module for transmitting electric power to a propulsion system for a vehicle including a power converter and a linear induction motor installed between a lower portion of a subway vehicle and a track rail; And
Included at both ends of the bogie, a linear induction motor including a linear induction motor mover and a linear induction motor reaction plate for the promotion of the subway vehicle;
One set of one-sided linear induction motors are installed on both sides of the trolley of the subway vehicle, and two sets of one-sided linear induction motors are installed in parallel to each of the trolleys.
Primary linear induction motor armatures are installed in parallel on both sides of the trolley, and stages for platform configuration are formed on both sides of a track on which wheel rails are installed, and secondary linear induction motor reaction plates are installed in parallel on both sides of the track.
The parallel linear induction motor and the secondary side aluminum plate installed on the track side is fixedly arranged on both sides of the stage so as to maintain a gap between the primary linear induction motor armature installed on both sides of the bogie and a predetermined interval. Subway cars with air gap retention system. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 병렬식 선형유도전동기가 적용된 지하철도차량의 주행 시, 상기 대차 양 측면에 설치된 선형유도전동기의 전기자와 궤도 양측면에 설치된 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트 양자간에 기 설정된 공극 또는 기 설정된 최소공극의 유지가 가능하도록 상기 선형유도전동기 전기자 양 단부에 배치되는 공극유지장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량.The method of claim 1,
Maintaining a predetermined air gap or a predetermined minimum air gap between both the armature of the linear induction motors installed on both sides of the vehicle and the secondary side linear induction motor reaction plates installed on both sides of the track when driving the subway road vehicle to which the parallel linear induction motor is applied. And a pore holding device disposed at both ends of the linear induction motor armature so that the linear induction motor and the pore holding device are applied. 제 4 항에 있어서,
상기 공극유지장치는,
1차측 선형유도전동기 전기자의 양 단부에 고정부를 포함하여 설치되며, 상기 지하철도차량의 주행 중 상기 1차측 선형유도전동기 전기자와 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트 사이의 공극이 줄어들 경우,
상기 1차측 선형유도전동기 전기자의 양 단부에 설치된 공극유지장치의 휠이 상기 2차측 선형유도전동기 리액션플레이트와 먼저 접촉하도록 구성되어 상기 공극이 기 설정된 범위 내로 줄어들지 않고 최소공극을 유지토록 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량.The method of claim 4, wherein
The void holding device,
If the air gap between the primary linear induction motor armature and the secondary linear induction motor reaction plate is reduced, the fixing unit is installed at both ends of the primary linear induction motor armature.
Wheels of the pore holding device installed at both ends of the primary linear induction motor armature are configured to contact the secondary linear induction motor reaction plate first so that the voids are not reduced within a predetermined range and are configured to maintain the minimum void. A subway road vehicle using a parallel linear induction motor and a space keeping device. 제 4 항에 있어서,
상기 대차와 1차측 선형유도전동기 전기자 사이에 구비되어 상기 대차와 선형유도전동기 1차측 전기자 사이의 발생 충격을 흡수하는 스프링 댐퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량.The method of claim 4, wherein
The linear linear induction motor and the air gap maintaining device, comprising: a spring damper provided between the bogie and the primary linear induction motor armature to absorb the generated shock between the bogie and the linear induction motor primary armature. Subway cars. 제 1 항에 있어서,
분기 레일 구간에서 분기가 시작되는 지점과 분기가 끝나는 지점 사이에 병렬식 선형유도전동기의 2차측 리액션플레이트를 설치하지 않고 타행으로 상기 지하철도차량이 분기 구간을 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 병렬식 선형유도전동기와 공극유지장치를 적용한 지하철도차량.The method of claim 1,
Parallel way characterized in that the subway vehicle is configured to pass through the branch section by the other side without installing the secondary reaction plate of the parallel linear induction motor between the branch start point and the branch end point in the branch rail section Subway car with linear induction motor and air gap retaining device.
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