KR101403696B1 - Tube railroad system using propellant activate device of magneto hydro-dynamics using non-contacting quick charge - Google Patents

Tube railroad system using propellant activate device of magneto hydro-dynamics using non-contacting quick charge Download PDF

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Abstract

본 발명은 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템에 관한 것으로서, 중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 기 설정된 수위의 해수(도전성 유체)를 담수하도록 구성되고, 내측에 복수개의 가이드 트랙(110)을 형성한 튜브 구조물(100); 튜브 구조물(100) 내부에 담수된 해수 상부에 부양되되, 그 측면에 구성된 복수개의 가이드 휠(210)이 가이드 트랙(110)에 형성된 홈에 맞닿도록 구성되어 철도차량(200)의 주행을 안내하고 튜브 구조물(100)의 내벽에 충돌하는 것을 방지하도록 구성되는 철도차량(200); 철도차량(200) 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 튜브 구조물(100)에 담수된 해수에 수용되며, 그 하부에 구비된 초전도 DC 마그넷으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수와의 자기장에 따라 철도차량(200)의 추진 및 제동을 제어하는 자기유체역학 추진장치(300); 및 튜브 구조물(100) 하측에 매립되어 자기유체역학 추진장치(300)로 전력을 공급하는 비접촉 급전시스템(400);을 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 비접촉 급전 기술을 자기유체역학 추진장치 및 튜브철도 시스템에 적용함으로써, 차량에 탑재되는 MHD 추진시스템에서 요구되는 DC 전력을 간단하게 철도차량에 급전하며, 시스템 구축비용이 저렴한 경제적인 시스템을 제공하는 효과가 있다.[0001] The present invention relates to a tube railway system using a non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device, which is composed of a hollow tunnel and is configured to desalinate seawater (conductive fluid) at a predetermined level therein, A tube structure (100) forming a guide track (110); A plurality of guide wheels 210 floated on the upper part of the seawater desiccated inside the tube structure 100 so as to abut the grooves formed in the guide track 110 to guide the running of the railway car 200 A railway vehicle 200 configured to prevent collision with the inner wall of the tube structure 100; A plurality of modules are provided at a lower end portion of each of the railway cars 200 and are accommodated in seawater desiccated in the tube structure 100. DC voltage is applied to the superconducting DC magnet provided at the lower portion thereof to perform the function of a conductive fluid (300) for controlling the propulsion and braking of the railway vehicle (200) according to the magnetic field with the seawater; And a noncontact power feeding system (400) embedded under the tube structure (100) and supplying power to the magnetostrictive propulsion device (300).
According to the present invention, by applying the non-contact power feeding technique to the hydrodynamic propulsion device and the tube railway system, DC power required in the MHD propulsion system mounted on the vehicle can be simply fed to the railway vehicle, There is an effect of providing an economical and economical system.

Description

비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템{TUBE RAILROAD SYSTEM USING PROPELLANT ACTIVATE DEVICE OF MAGNETO HYDRO-DYNAMICS USING NON-CONTACTING QUICK CHARGE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tubular railway system using a non-contact power feeding technology,

본 발명은 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템에 관한 것으로써, 차량에 탑재되는 MHD 추진시스템에서 요구되는 DC 전력을 차량에 급전하기 위한 대용량의 에너지 저장장치 및 에너지 저장장치의 충전을 위한 에너지 저장장치 교환시스템 또는 플러그 방식을 필요로 하지 않는 간단하며, 시스템 구축비용이 저렴한 경제적인 시스템에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a tube rail system using a non-contact power feed technology magnetic fluid propulsion device, and more particularly, to a large-capacity energy storage device and an energy storage device for feeding DC power required for a MHD propulsion system mounted on a vehicle An energy storage device exchange system for charging, or an economical system which does not require a plug system and which is low in system construction cost.

도 1을 참조하여 종래의 자기유체역학(Magneto Hydro-Dynamic, MHD) 추진시스템을 적용한 튜브열차 시스템의 기본적 구조를 살펴보면 아래와 같다.Referring to FIG. 1, a basic structure of a tube train system to which a conventional magnetohydrodynamic (MHD) propulsion system is applied will be described below.

구체적으로, 도 1의 (a)에서 알 수 있듯이 일정 수위의 해수(도전성 유체)를 수용하고 있는 튜브 구조물과, 해수위에 부양된 철도차량, 부양된 철도차량을 추진시키기 위한 MHD 추진시스템, 및 철도차량과 튜브 내부 벽 사이의 충돌을 방지하고 철도차량의 주행을 안내하기 위한 가이드 휠로 구성된다.Specifically, as can be seen from FIG. 1 (a), a tube structure accommodating a certain level of seawater (conductive fluid), an MHD propulsion system for propelling a railway vehicle, a MHD propelled railway vehicle, And a guide wheel for preventing collision between the vehicle and the tube inner wall and for guiding the running of the railway vehicle.

또한, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 부양된 차량을 추진시키기 위해서 차량 하부에 장착되는 MHD 추진시스템은 다수개의 모듈이 모여서 하나의 차량용 추진시스템 모듈을 구성하며, 차량당 다수개 모듈이 설치되게 된다.As shown in Fig. 1 (b), the MHD propulsion system mounted on the lower portion of the vehicle for propelling the levitated vehicle includes a plurality of modules to constitute one vehicle propulsion system module, and a plurality of modules .

또한, 튜브차량에 적용하기 위한 MHD 추진시스템 모듈의 기본구조는, 균일한 高 자기장을 발생시키기 위한 초전도 코일을 이용한 초전도 DC 마그넷 및 초전도 DC 마그넷을 담는 극저온 용기와, 도전성 유체에 전류를 흐르게 할 DC 전원 및 (+), (-) 전극판과, 해수와 같은 도전성 유체를 포함하여 구성된다.The basic structure of the MHD propulsion system module for application to a tube vehicle includes a cryogenic temperature vessel housing a superconducting DC magnet and a superconducting DC magnet using a superconducting coil for generating a uniform high magnetic field, A power supply, a positive (+) electrode plate, and a conductive fluid such as seawater.

아울러, 차량에 탑재되는 MHD 추진시스템에서 요구되는 DC 전력(초전도 DC 마그넷을 초기에 자화시키기 위한 DC 전원(영구전류 모드로 동작)과 (+), (-) 전극판 양단에 걸어줄 DC 전원)을 차량에 급전하기 위한 방법은 아래와 같다.DC power required to magnetize the superconducting DC magnet in the MHD propulsion system mounted on the vehicle (DC power source (operated in the permanent current mode) and DC power applied to both the (+) and (-) electrode plates) A method for supplying power to the vehicle is as follows.

먼저, 차량 내에 대용량의 에너지 저장장치를 탑재하고, 대용량의 에너지 저장장치를 교환식 시스템으로 구성하여 에너지 저장장치가 방전 시 차량 기지에서 충전이 완료된 에너지 저장장치로 교체하는 시스템을 갖추거나, 정거장 역사에 정차 시 플러그-인 방식으로 대용량 에너지 저장장치를 충전하게 된다.First, a large-capacity energy storage device is installed in a vehicle, and a large-capacity energy storage device is configured as an exchangeable system to replace the energy storage device with a charged energy storage device at the time of discharging. When stopped, the large-capacity energy storage device is charged in a plug-in manner.

그러나, 기존의 차량 내에 대용량의 에너지 저장장치를 탑재하고 대용량의 에너지 저장장치를 교환식 시스템으로 구성하여 에너지 저장장치가 방전 시 차량 기지에서 충전이 완료된 에너지 저장장치로 교체하는 방식의 경우, 대용량의 에너지를 저장하기 위한 대형 에너지 저장장치가 필요하여, 차량의 전체 중량이 증가되어 추진 에너지가 많이 소모되는 단점이 있다.However, in the case of mounting a large-capacity energy storage device in a conventional vehicle and configuring a large-capacity energy storage device as an exchangeable system and replacing the energy storage device with a charged energy storage device at the time of discharging, A large energy storage device is required to store the energy of the vehicle, which increases the total weight of the vehicle and consumes much propelling energy.

또한, 에너지 저장장치를 교환하기 위하여 차량이 차량 기지로 들어가게 되면 그 만큼의 여유 차량이 확보가 되어야 하기 때문에 전체적인 운영차량의 수가 증대되어 운영비용이 상승되는 단점이 있다.In addition, when the vehicle enters the vehicle base in order to replace the energy storage device, a sufficient number of spare vehicles must be secured, which increases the number of operating vehicles as a whole and increases operating costs.

그리고, 정거장 역사에 정차 시 플러그-인 방식으로 대용량 에너지 저장장치를 충전하는 방식의 경우, 유선의 플러그가 필요하며, 정거장의 충전기에 설치된 플러그를 차량에 접속시키기 위한 기구적 시스템이 추가로 요구되어 시스템이 복잡해지며, 안전의 문제 및 운영비용이 상승하는 단점이 있다.In addition, in the case of charging the large capacity energy storage device by plug-in method when stopping in the station history, a wired plug is required, and a mechanical system for connecting the plug installed in the station charger to the vehicle is further required The system becomes complicated, and safety problems and operating costs increase.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 비접촉 급전 기술을 자기유체역학 추진장치 및 튜브철도 시스템에 적용함으로써, 차량에 탑재되는 MHD 추진시스템에서 요구되는 DC 전력(초전도 DC 마그넷을 초기에 자화시키기 위한 DC 전원(영구전류 모드로 동작)과 (+), (-) 전극판 양단에 걸어줄 DC 전원)을 차량에 급전하기 위한 대용량의 에너지 저장장치 및 에너지 저장장치의 충전을 위한 에너지 저장장치 교환시스템 또는 플러그 방식을 필요로 하지 않는 간단하며, 시스템 구축비용이 저렴한 경제적인 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made in an effort to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a magnetorheological propulsion device and a tube railway system, Energy storage for the charging of large capacity energy storage devices and energy storage devices for feeding the vehicle with DC power for magnetization (operating in the permanent current mode) and DC power to be applied across the (+) and (-) electrode plates It is an object of the present invention to provide an economical system which does not require a device exchange system or a plug system and which is simple and low in system construction cost.

또한, 본 발명은, 비접촉으로 전력을 차량에 전달하는 방식이므로 안전하며, 유지보수비를 절감하는데 그 목적이 있다.Further, the present invention is a method of transmitting electric power to a vehicle in a noncontact manner, and therefore, it is safe and has a purpose of reducing the maintenance cost.

그리고, 본 발명은, 차량의 감속 시 MHD 추진시스템이 발전기 역할을 수행함에 따라, MHD 추진시스템의 전극판에 일정량의 회생전력이 유기되게 되어, 이 회생전력의 저장 및 재사용이 가능한 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a system capable of storing and reusing regenerative electric power because a certain amount of regenerative electric power is induced in the electrode plate of the MHD propulsion system as the MHD propulsion system functions as a generator when decelerating the vehicle It has its purpose.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템은, 중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 기 설정된 수위의 해수(도전성 유체)를 담수하도록 구성되고, 내측에 복수개의 가이드 트랙(110)을 형성한 튜브 구조물(100); 튜브 구조물(100) 내부에 담수된 해수 상부에 부양되되, 그 측면에 구성된 복수개의 가이드 휠(210)이 가이드 트랙(110)에 형성된 홈에 맞닿도록 구성되어 철도차량(200)의 주행을 안내하고 튜브 구조물(100)의 내벽에 충돌하는 것을 방지하도록 구성되는 철도차량(200); 철도차량(200) 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 튜브 구조물(100)에 담수된 해수에 수용되며, 그 하부에 구비된 초전도 DC 마그넷으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수와의 자기장에 따라 철도차량(200)의 추진 및 제동을 제어하는 자기유체역학 추진장치(300); 및 튜브 구조물(100) 하측에 매립되어 자기유체역학 추진장치(300)로 전력을 공급하는 비접촉 급전시스템(400);을 포함한다.
To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the present invention, as embodied and broadly described herein, there is provided a tubular railway system using a non-contact feeder-applied magnetrophodynamic propulsion device, which comprises a hollow tunnel and is configured to desalinate seawater (conductive fluid) A tube structure 100 having a plurality of guide tracks 110 formed therein; A plurality of guide wheels 210 floated on the upper part of the seawater desiccated inside the tube structure 100 so as to abut the grooves formed in the guide track 110 to guide the running of the railway car 200 A railway vehicle 200 configured to prevent collision with the inner wall of the tube structure 100; A plurality of modules are provided at a lower end portion of each of the railway cars 200 and are accommodated in seawater desiccated in the tube structure 100. DC voltage is applied to the superconducting DC magnet provided at the lower portion thereof to perform the function of a conductive fluid (300) for controlling the propulsion and braking of the railway vehicle (200) according to the magnetic field with the seawater; And a noncontact power feeding system (400) embedded under the tube structure (100) and supplying power to the magnetostrictive propulsion device (300).

그리고, 본 발명의 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 운영방법은, 튜브 구조물(100) 하측부에 매립되어 설치된 공진형 인버터(410)가 50Hz 내지 60Hz 전력을 수십 kHz의 고주파 전력으로 변환하는 (a) 단계; 공진형 인버터(410)가 변환한 고주파 전력을 튜브 구조물(100) 하측부에 매입되어 설치된 비접촉 1차측 급전모듈(420)을 통해 철도차량(200)의 하부면에 설치된 비접촉 2차측 집전모듈(430)로 공급하는 (b) 단계; 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 급속충전기(440)가 비접촉 2차측 집전모듈(430)로부터 전력을 공급받는 (c) 단계; 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 에너지 저장장치(450)가 탑재용 급속충전기(440)로부터 공급받은 전력을 저장하는 (d) 단계; 및 양방향 DC/DC 컨버터(460)가 에너지 저장장치(450)로부터 공급받은 전력을 자기유체역학 추진장치(300)로 공급하는 (e) 단계;를 포함한다.In the method of operating a tube railway using the non-contact feeder-applied magnetostatic propulsion device according to the present invention, a resonant inverter 410 embedded in a lower portion of a tube structure 100 is used to transmit 50 Hz to 60 Hz power to high frequency power of several kHz (A); The high frequency power converted by the resonant inverter 410 is supplied to the noncontact secondary collecting module 430 installed on the lower surface of the railway car 200 through the noncontact primary power feeding module 420 embedded in the lower portion of the tube structure 100 (B); (C) receiving power from the non-contact secondary current collecting module 430 by the onboard fast charger 440 installed in the railway vehicle 200; (D) storing the power supplied from the onboard energy storage device (450) installed in the railway vehicle (200) from the onboard fast charger (440); And the step (e) of supplying the electric power supplied from the energy storage device 450 to the magnetorheological propulsion device 300 by the bi-directional DC / DC converter 460.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 비접촉 급전 기술을 자기유체역학 추진장치 및 튜브철도 시스템에 적용함으로써, 차량에 탑재되는 MHD 추진시스템에서 요구되는 DC 전력(초전도 DC 마그넷을 초기에 자화시키기 위한 DC 전원(영구전류 모드로 동작)과 (+), (-) 전극판 양단에 걸어줄 DC 전원)을 차량에 급전하기 위한 대용량의 에너지 저장장치 및 에너지 저장장치의 충전을 위한 에너지 저장장치 교환시스템 또는 플러그 방식을 필요로 하지 않는 간단하며, 시스템 구축비용이 저렴한 경제적인 시스템을 제공하는 효과가 있다.According to the present invention, by applying the non-contact power feeding technique to the hydrodynamic propulsion device and the tube railway system, the DC power required in the MHD propulsion system mounted on the vehicle (DC power for initial magnetization of the superconducting DC magnet A large-capacity energy storage device for feeding the vehicle to a vehicle (DC power supply to be connected to the (+), (-) electrode plate) and an energy storage device exchange system for charging the energy storage device There is an effect of providing an economical system that is simple and does not require a system construction cost.

또한, 본 발명에 따르면, 비접촉으로 전력을 차량에 전달하는 방식이므로 안전하며, 유지보수비를 절감하는 효과가 있다.Further, according to the present invention, since power is transmitted to the vehicle in a noncontact manner, it is safe and has an effect of reducing the maintenance cost.

그리고, 본 발명에 따르면, 차량의 감속 시 MHD 추진시스템이 발전기 역할을 하여 MHD 추진시스템의 전극판에 일정량의 전압이 유기되게 되어, 유기된 전압을 양방향 DC/DC 컨버터를 이용하여 튜브열차 차량 내부에 설치된 탑재용 에너지 저장장치에 전력을 재 저장할 수 있으므로 에너지 이용효율을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, the MHD propulsion system at the time of deceleration of the vehicle acts as a generator, and a certain amount of voltage is induced in the electrode plate of the MHD propulsion system, and the induced voltage is supplied to the inside of the tube train vehicle It is possible to restore the electric power to the onboard energy storage device installed in the vehicle, thereby improving the energy utilization efficiency.

도 1은 종래의 자기유체역학 추진시스템을 적용한 튜브철도차량을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템의 추진시 자기유체역학 추진시스템의 에너지 흐름을 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템의 제동시 자기유체역학 추진시스템의 에너지 흐름을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 운영방법을 도시한 순서도.
도 6은 본 발명의 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 운영방법의 제50단계 이후과정을 도시한 순서도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a tube railway vehicle to which a conventional magnetostatic propulsion system is applied. FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a tube-type railway system using a non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device.
3 is a view showing an energy flow of a propulsive hydrodynamic propulsion system in a tube railway system using a non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device according to the present invention.
4 is a view showing an energy flow of a magnetostrictive propulsion system during braking of a tube railway system using a non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a method of operating a tube railway using the non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device of the present invention.
6 is a flowchart showing a process after the 50 th step of the method of operating a tube railway using the non-contact feeder-applied magnetostrictive propulsion device of the present invention.

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 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템을 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing a tube railway system using a non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템(S)은, 튜브 구조물(100), 철도차량(200), 자기유체역학 추진장치(300) 및 비접촉 급전시스템(400)을 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the tube railway system S using the non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device according to the present invention includes a tube structure 100, a railway vehicle 200, a magnetostrictive propulsion device 300, And a power supply system 400.

먼저, 튜브 구조물(100)은 중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 기 설정된 수위의 해수(도전성 유체)를 담수하도록 구성되고, 내측에 복수개의 가이드 트랙(110)을 형성한다.First, the tube structure 100 is formed of a hollow tunnel, and is configured to desalinate seawater (conductive fluid) at a predetermined water level therein, and a plurality of guide tracks 110 are formed inside.

또한, 철도차량(200)은 튜브 구조물(100) 내부에 담수된 해수 상부에 부양되되, 그 측면에 구성된 복수개의 가이드 휠(210)이 가이드 트랙(110)에 형성된 홈에 맞닿도록 구성되어 철도차량(200)의 주행을 안내하고 튜브 구조물(100)의 내벽에 충돌하는 것을 방지하도록 구성된다.The railway car 200 is floated on the seawater desalinated inside the tube structure 100 so that a plurality of guide wheels 210 formed on the side surface of the railway car 200 are abutted against grooves formed in the guide track 110, (200) and prevent collision with the inner wall of the tube structure (100).

또한, 자기유체역학 추진장치(300)는 철도차량(200) 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 튜브 구조물(100)에 담수된 해수에 수용되며, 그 하부에 구비된 초전도 DC 마그넷으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수와의 자기장에 따라 철도차량(200)의 추진 및 제동을 제어한다.The magnetostrictive propulsion device 300 includes a plurality of modules at the lower end of each of the railway cars 200 and is accommodated in seawater desiccated in the tube structure 100 and a superconducting DC magnet DC voltage is applied to control the propulsion and braking of the railway car 200 in accordance with the magnetic field with the seawater that performs the function of the conductive fluid.

그리고, 비접촉 급전시스템(400)은 튜브 구조물(100) 하측에 매립되어 자기유체역학 추진장치(300)로 전력을 공급하되, 공진형 인버터(410), 비접촉 1차측 급전모듈(420), 비접촉 2차측 집전모듈(430), 탑재용 급속충전기(440), 탑재용 에너지 저장장치(450) 및 양방향 DC/DC 컨버터(460)를 포함하여 구성된다.The noncontact power feeding system 400 is embedded in the lower side of the tube structure 100 and supplies power to the magnetostrictive propulsion device 300. The resonant inverter 410, the noncontact primary power feeding module 420, A vehicle side current collecting module 430, a mounting fast charger 440, a mounting energy storage device 450, and a bidirectional DC / DC converter 460.

구체적으로, 공진형 인버터(410)는 복수개로 구성되어 상용 주파수 전원을 고주파 주파수 전원으로 변환한다.More specifically, the resonant inverter 410 is composed of a plurality of inverters, and converts the commercial frequency power source into the high frequency power source.

또한, 비접촉 1차측 급전모듈(420)은 복수개로 구성되어 정차역의 튜브 구조물(100) 하측부에 매입되어 설치된다.Further, the non-contact primary-side power feeding module 420 is composed of a plurality of units and is embedded in the lower portion of the tube structure 100 at the stopping station.

또한, 비접촉 2차측 집전모듈(430)은 복수개로 구성되어 비접촉 1차측 급전 모듈(420)과 대응하는 위치에 일정 공극을 두고 철도차량(200)의 하부면에 설치된다.The noncontact secondary current collecting module 430 is formed of a plurality of units and is disposed on the lower surface of the railway car 200 with a predetermined gap at a position corresponding to the noncontact primary power feeding module 420.

또한, 탑재용 급속충전기(On-Board Charger)(440)는 철도차량(200) 내부에 설치되어 비접촉 1차측 급전모듈(420) 및 비접촉 2차측 집전모듈(430)을 경유하여 공진형 인버터(410)로부터 공급받은 전력을 탑재용 에너지 저장장치(450)에 충전한다.The on-board charger 440 is installed inside the railway vehicle 200 and is connected to the resonant inverter 410 via the non-contact primary-side power feeding module 420 and the non-contact secondary- To the energy storage device 450 for mounting.

또한, 탑재용 에너지 저장장치(450)는 철도차량(200) 내부에 설치된다.The on-board energy storage device 450 is installed inside the railway vehicle 200.

그리고, 양방향 DC/DC 컨버터(460)는 에너지 저장장치(450)로부터 인가받은 전력을 자기유체역학 추진장치(300)로 공급하거나 자기유체역학 추진장치(300)로부터 인가받은 전력을 에너지 저장장치(450)로 공급한다.
The bidirectional DC / DC converter 460 supplies the power received from the energy storage device 450 to the magnetostrictive propulsion device 300 or the power supplied from the magnetostrictive propulsion device 300 to the energy storage device 450).

한편, 도 3은 본 발명에 따른 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템(S)의 철도차량의 추진시 자기유체역학 추진장치(300)의 에너지 흐름을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram showing an energy flow of a magnetostrictive propulsion device 300 during propulsion of a railway vehicle of a tube railway system (S) using the non-contact feeder-applied magnetrophodynamic propulsion device according to the present invention.

철도차량(200)이 정차역에 정차한 경우, 튜브 구조물(100) 하측부에 매립되어 설치된 공진형 인버터(410)가 50Hz 내지 60Hz 전력을 수십 kHz의 고주파 전력으로 변환한다.When the railway vehicle 200 stops at the stopping station, the resonance inverter 410 embedded in the lower portion of the tube structure 100 converts 50 Hz to 60 Hz power into high frequency power of several tens of kHz.

이어서, 변환된 고주파 전력을 튜브 구조물(100) 하측부에 매입되어 설치된 비접촉 1차측 급전모듈(420)을 통해 철도차량(200)의 하부면에 설치된 비접촉 2차측 집전모듈(430)로 공급한다.The converted high frequency power is supplied to the noncontact secondary current collecting module 430 installed on the lower surface of the railway car 200 through the noncontact primary power feeding module 420 embedded in the lower portion of the tube structure 100. [

뒤이어, 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 급속충전기(440)가 비접촉 2차측 집전모듈(430)로부터 전력을 공급받고, 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 에너지 저장장치(450)가 탑재용 급속충전기(440)로부터 공급받은 전력을 저장한다.Subsequently, the onboard rapid charger 440 installed in the railway vehicle 200 receives electric power from the non-contact secondary power collection module 430, and the onboard energy storage device 450 installed in the railway vehicle 200 is mounted And stores the electric power supplied from the rapid charger 440 for use.

그리고, 양방향 DC/DC 컨버터(460)가 에너지 저장장치(450)로부터 공급받은 전력을 자기유체역학 추진장치(300)로 공급한다.
The bidirectional DC / DC converter 460 supplies the power supplied from the energy storage device 450 to the magnetostrictive propulsion device 300.

그리고, 도 4는 본 발명에 따른 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템(S)의 철도차량의 제동시 자기유체역학 추진장치(300)의 에너지 흐름을 도시한 도면이다.4 is a view showing the energy flow of the hydrodynamic propulsion device 300 during the braking of the railway vehicle of the tube railway system S using the non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device according to the present invention.

플레밍의 오른손 법칙에 따르면, 균일한 자기장하에서 도체를 자기장에 수직인 방향으로 속도를 가지고 이동시키면, 도체는 전압이 유기되어 자기장과 속도 벡터가 이루는 면에 수직한 방향으로 도체에 전류가 흐르게 된다.According to Fleming's right-hand rule, when a conductor is moved at a velocity perpendicular to a magnetic field under a uniform magnetic field, the conductor is energized and a current flows through the conductor in a direction perpendicular to the plane of the magnetic field and the velocity vector.

즉, 도 4에 도시된 바와 같아, 초전도 DC 마그넷에서 높은 균일 자기장을 형성하고, 전극판 사이를 해수(도전선 유체)가 일정 속도로 이동하게 되면 전극판 양단에 전압기 유기된다.That is, as shown in FIG. 4, a high uniform magnetic field is formed in the superconducting DC magnet, and when the seawater (conductive wire fluid) moves between the electrode plates at a constant speed, voltage is induced across the electrode plate.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 철도차량(200)의 감속시 자기유체역학 추진장치(300)가 발전기 역할을 수행하여, 양방향 DC/DC 컨버터(460)를 이용하여 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 에너지 저장장치(450)에 전력을 재 저장할 수 있다.
4, the magnetostrictive propulsion device 300 at the time of deceleration of the railway vehicle 200 acts as a generator, and the bidirectional DC / DC converter 460 is used to control the internal It is possible to restore the power to the on-board energy storage device 450 installed in the on-

이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 운영방법에 대해 살피면 아래와 같다.Hereinafter, a method of operating a tube railway using the non-contact feeder-applied magnetostrictive propulsion device of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 튜브 구조물(100) 하측부에 매립되어 설치된 공진형 인버터(410)가 50Hz 내지 60Hz 전력을 수십 kHz의 고주파 전력으로 변환한다(S10).First, the resonance inverter 410 embedded in the lower portion of the tube structure 100 converts 50 Hz to 60 Hz power into high frequency power of several tens of kHz (S10).

이어서, 공진형 인버터(410)가 변환한 고주파 전력을 튜브 구조물(100) 하측부에 매입되어 설치된 비접촉 1차측 급전모듈(420)을 통해 철도차량(200)의 하부면에 설치된 비접촉 2차측 집전모듈(430)로 공급한다(S20).The high frequency power converted by the resonant inverter 410 is supplied to the noncontact secondary power collecting module 300 installed on the lower surface of the railway car 200 through the noncontact primary power feeding module 420 embedded in the lower portion of the tube structure 100, (Step S20).

뒤이어, 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 급속충전기(440)가 비접촉 2차측 집전모듈(430)로부터 전력을 공급받는다(S30).Subsequently, the onboard rapid charger 440 installed in the railway vehicle 200 receives power from the non-contact secondary collection module 430 (S30).

이어서, 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 에너지 저장장치(450)가 탑재용 급속충전기(440)로부터 공급받은 전력을 저장한다(S40).Subsequently, the mounting energy storage device 450 installed in the railway car 200 stores the power supplied from the mounting rapid charger 440 (S40).

그리고, 양방향 DC/DC 컨버터(460)가 에너지 저장장치(450)로부터 공급받은 전력을 자기유체역학 추진장치(300)로 공급한다(S50).
The bidirectional DC / DC converter 460 supplies the power supplied from the energy storage device 450 to the magnetostrictive propulsion device 300 (S50).

그리고, 도 6을 참조하여 본 발명의 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 운영방법의 제50단계 이후과정에 대해 살피면 아래와 같다.Referring to FIG. 6, the operation after the 50 th step of the method of operating the tube railway using the non-contact feeder-applied magnetostrictive propulsion device according to the present invention will be described below.

제S50단계 이후, 철도차량(200)의 감속시 자기유체역학 추진장치(300)가 발전기 역할을 수행하여, 양방향 DC/DC 컨버터(460)가 철도차량(200) 내부에 설치된 탑재용 에너지 저장장치(450)에 전력을 재 저장한다(S60).
After the operation S50, the magnetostrictive propulsion unit 300 acts as a generator when decelerating the railway vehicle 200, so that the bidirectional DC / DC converter 460 is connected to the onboard energy storage device The power is restored to the memory 450 (S60).

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.

S: 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템
100: 튜브 구조물 110: 가이드 트랙
200: 철도차량 210: 가이드 휠
300: 자기유체역학 추진장치 400: 비접촉 급전시스템
410: 공진형 인버터 420: 비접촉 1차측 급전모듈
430: 비접촉 2차측 집전모듈 440: 탑재용 급속충전기
450: 탑재용 에너지 저장장치 460: 양방향 DC/DC 컨버터S: Tube railway system using non-contact feeding technology
100: tube structure 110: guide track
200: railway vehicle 210: guide wheel
300: Magnetohydrodynamic propulsion device 400: Non-contact feeding system
410: Resonant-type inverter 420: Non-contact primary-side feed module
430: Noncontact secondary current collecting module 440: Rapid charging device for mounting
450: On-board energy storage device 460: Bi-directional DC / DC converter

Claims (5)

중공형의 터널로 구성되어 그 내부에 기 설정된 수위의 해수(도전성 유체)를 담수하도록 구성되고, 내측에 복수개의 가이드 트랙(110)을 형성한 튜브 구조물(100);
상기 튜브 구조물(100) 내부에 담수된 해수 상부에 부양되되, 그 측면에 구성된 복수개의 가이드 휠(210)이 가이드 트랙(110)에 형성된 홈에 맞닿도록 구성되어 철도차량(200)의 주행을 안내하고 튜브 구조물(100)의 내벽에 충돌하는 것을 방지하도록 구성되는 철도차량(200);
상기 철도차량(200) 각 량의 하단부에 복수개의 모듈 형태로 구비되어 상기 튜브 구조물(100)에 담수된 해수에 수용되며, 그 하부에 구비된 초전도 DC 마그넷으로 DC전압을 인가하여 도전성 유체의 기능을 수행하는 해수와의 자기장에 따라 상기 철도차량(200)의 추진 및 제동을 제어하는 자기유체역학 추진장치(300); 및
상기 튜브 구조물(100) 하측에 매립되어 자기유체역학 추진장치(300)로 전력을 공급하는 비접촉 급전시스템(400);을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템.A tube structure 100 composed of a hollow tunnel and configured to desorb seawater (conductive fluid) having a predetermined water level therein, and having a plurality of guide tracks 110 formed therein;
A plurality of guide wheels 210 floated on the upper part of the seawater desiccated inside the tube structure 100 are abutted against grooves formed in the guide track 110 to guide the running of the railway car 200 A railway vehicle (200) configured to prevent collision with the inner wall of the tube structure (100);
A DC voltage is applied to the superconducting DC magnet provided at the lower part of the railway vehicle 200 in the form of a plurality of modules at the lower end of the railway vehicle 200 and accommodated in seawater desiccated in the tube structure 100, (300) for controlling the propulsion and braking of the railway vehicle (200) in accordance with the magnetic field with the seawater performing the seawater; And
And a non-contact power feeding system (400) embedded in the lower side of the tube structure (100) and supplying power to the magnetostrictive propulsion device (300). system. 제 1 항에 있어서,
상기 비접촉 급전시스템(400)은,
복수개로 구성되어 상용 주파수 전원을 고주파 주파수 전원으로 변환하는 공진형 인버터(410);
복수개로 구성되어 정차역의 튜브 구조물(100) 하측부에 매입되어 설치되는 비접촉 1차측 급전모듈(420);
복수개로 구성되어 상기 비접촉 1차측 급전 모듈(420)과 대응하는 위치에 일정 공극을 두고 상기 철도차량(200)의 하부면에 설치되는 비접촉 2차측 집전모듈(430);
상기 철도차량(200) 내부에 설치되는 탑재용 에너지 저장장치(450); 및
상기 에너지 저장장치(450)로부터 인가받은 전력을 상기 자기유체역학 추진장치(300)로 공급하거나 상기 자기유체역학 추진장치(300)로부터 인가받은 전력을 상기 에너지 저장장치(450)로 공급하는 양방향 DC/DC 컨버터(460);를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템.The method according to claim 1,
The non-contact power feeding system 400 includes:
A resonant inverter 410 configured to convert a commercial frequency power source into a high frequency power source;
A non-contact primary-side power feeding module 420 installed in a lower portion of the tube structure 100 at a stopping station;
A noncontact secondary current collecting module 430 formed of a plurality of units and having a predetermined gap at a position corresponding to the noncontact primary power feeding module 420 and installed on a lower surface of the railway car 200;
An on-board energy storage device 450 installed inside the railway vehicle 200; And
A bi-directional DC power supply 450 for supplying power received from the energy storage device 450 to the magnetostrictive propulsion device 300 or supplying power received from the magnetostatic propulsion device 300 to the energy storage device 450, / DC converter (460). The tube railway system using the non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device. 제 2 항에 있어서,
상기 비접촉 급전시스템(400)은,
상기 철도차량(200) 내부에 설치되어 상기 비접촉 1차측 급전모듈(420) 및 비접촉 2차측 집전모듈(430)을 경유하여 상기 공진형 인버터(410)로부터 공급받은 전력을 상기 탑재용 에너지 저장장치(450)에 충전하는 탑재용 급속충전기(On-Board Charger)(440);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉 급전 기술 적용 자기유체역학 추진장치를 이용한 튜브철도 시스템.3. The method of claim 2,
The non-contact power feeding system 400 includes:
The power supplied from the resonant inverter 410 via the non-contact primary-side power feeding module 420 and the non-contact secondary-side power collecting module 430, installed in the railway vehicle 200, 450). The tube railway system using the non-contact feeder-applied magnet hydrodynamic propulsion device according to claim 1, further comprising: an on-board charger (440) for charging the tubular railroad car. 삭제delete 삭제delete
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