KR101859443B1 - 전기철도차량용 1c2m 추진 제어 시스템 및 이를 구비한 전기철도차량 - Google Patents

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Abstract

전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템 및 이를 구비한 전기철도차량이 제공되며, 1C2M 추진 제어 시스템은 제 1 대차에 장착된 제 1 및 제 2 견인 전동기를 추진력을 제어하는 제 1 추진제어인터버 및 제 2 대차에 장착된 제 3 및 제 4 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 2 추진제어인버터를 포함하되, 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 제 1 대차 또는 제 2 대차가 취부된 어느 하나의 차량에 장착된다.

Description

전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템 및 이를 구비한 전기철도차량{1C2M PROPULSION CONTROL SYSTEM FOR ELECTRIC MULTIPLE UNIT AND ELECTRIC MULTIPLE UNIT INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전기철도차량의 추진 제어 시스템 및 이를 구비하는 전기철도차량에 관한 것이다.
일반적으로 도시철도차량은 전동차(electric multiple unit)인 전기철도차량으로 운영된다. 이러한 전동차는 궤도 위에 전차선을 가설하고 가선(catenary, 전력공급용 전선)으로부터 전원을 공급받아 운행하는 동력분산식 전동차이다. 전동차의 운행을 위해서는 전력 변환 장치가 필요하며, 특히 도시철도차량의 경우 전력 변환 장치로서 추진력을 만들기 위한 추진 제어 장치 및 추진력을 제외하고 차량에서 요구되는 전원(제어기, 냉난방기, 냉각팬, 공기압축기, 승객편의기기 등)을 공급하는 보조 전원 장치를 필요로 한다.
일반적인 도시철도차량의 추진 제어 장치는 1대의 추진제어인버터가 4대의 견인 전동기(Traction Motor)를 제어함으로써, 결국 2대의 대차를 운행하는 것인 "1C4M" 제어 방식을 적용한다. 이러한 도시철도차량은 이용하는 승객의 규모에 따라 10량, 8량, 6량, 4량 등으로 편성 구성될 수 있다. 대부분의 경우 추진제어인버터 및 견인 전동기가 설치되어 추진력을 갖는 동력차(Motor-car, M)와, 그렇지 않은 객차(Trailer-car, T)의 비율이 1:1로 편성이 조성된다. 예를 들어, 10량 1편성의 경우 5량의 동력차와 5량의 객차로 구성되며, 8량 1편성의 경우 4량의 동력차와 4량의 객차로 구성된다.
도 1은 종래의 IC4M 제어 방식의 추진제어시스템을 적용한 전기철도차량을 나타낸 도면이다.
이러한 종래의 1C4M 전기철도차량에서 추진제어인버터 1대가 고장일 경우를 가정할 때, 10량 편성의 경우 전체 추진력의 20 %, 8량 편성의 경우 25 %, 6량 편성의 경우 약 33 %, 4량 편성의 경우 50 %의 추진력이 감쇄된다. 이러한 추진력 감쇄 조건에 기준하여 도시철도차량의 운행을 제어하므로, 일반적으로 75 % 이하의 추진력으로는 도시철도차량의 정상운행이 불가능하다고 판단되어 해당 차량은 운행을 중단하게 된다.
따라서, 기존 1대의 추진제어인버터로 4대의 견인 전동기를 제어하는 1C4M 제어방식은, 차량의 추진력을 량 단위로 제어하여 재점착 요소 발생 시 추진력 감쇄가 크게 발생하는 단점이 있다. 특히, 4량 편성의 경우 추진제어인버터 1대 고장 시 추진력의 50%가 감쇄되어 정상운행이 불가능하여, 다른 차량에 의한 별도의 견인이 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 기존의 1C4M 제어 방식을 사용할 경우 고장 발생 시 추진력이 급감되는 문제점을 해결하기 위한 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템 및 이를 적용한 전기철도차량을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 전력 스택 설계를 최적화한 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템 및 이를 구비한 전기철도차량을 제공하고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 더 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템은, 제 1 대차에 장착된 제 1 및 제 2 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 1 추진제어인터버; 및 제 2 대차에 장착된 제 3 및 제 4 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 2 추진제어인버터를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 상기 제 1 대차 또는 상기 제 2 대차가 취부된 어느 하나의 차량에 장착된다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 1C2M 추진 제어 시스템을 구비한 전기철도차량은, 제 1 대차에 장착된 제 1 및 제 2 견인 전동기를 추진력을 제어하는 제 1 추진제어인터버; 및 제 2 대차에 장착된 제 3 및 제 4 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 2 추진제어인버터를 포함하는 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템이 수납된 외함이 장착되며, 상기 외함은 상기 제 1 대차 또는 상기 제 2 대차가 취부된 어느 하나의 차량에 장착되고, 상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 각각 상기 제 1 내지 제 4 견인 전동기로부터 속도 신호를 피드백 받고, 상기 피드백된 속도 신호에 기초하여 기준 속도를 연산하고, 상기 연산된 기준 속도 및 상기 피드백된 속도 신호에 기초하여 재점착 제어를 수행하고, 각각 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍을 2식으로 포함하는 적어도 하나의 전력 스택으로 구성되며, 상기 전력 스택은 각각 상부에 1식의 상기 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되고, 하부에 2식의 상기 듀얼 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되는 2층 구조이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 하나의 추진제어인버터가 두 개의 견인 전동기를 제어함으로써, 어느 하나의 동력차에 장착된 추진제어인버터의 결함 또는 고장이 발생되더라도 사용을 중지시키는 견인 전동기의 개수를 최소화함으로써 추진력을 최대한으로 유지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 하나의 동력차에 2식 추진제어인버터를 장착하되, 각 추진제어 인버터가 2식에 대응된 견인 전동기로부터 속도 신호를 모두 피드백받아 기준 속도를 산정함으로써 정확한 기준을 적용하여 재점착 제어 등의 내부 제어 알고리즘을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 2식 추진제어인버터의 전력 스택 설계를 최적화함으로써 기존의 1C4M 제어방식의 추진제어인버터가 설치된 전기철도차량에도 사용이 용이하며, 특히 4량 이하로 구성된 편성에 적용하여 운행 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 기존 1C4M 제어 방식의 추진제어인버터 및 인터페이스를 그대로 사용 가능하기 때문에 설치에 따른 공간적 제약이 없으며 정시성 극대화가 가능하다.
도 1은 종래의 IC4M 제어 방식의 추진제어시스템을 적용한 전기철도차량을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템을 적용한 전기철도차량을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진제어인버터의 주회로도의 일례이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진제어인버터의 전력 스택에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 추진제어인버터의 전력 스택에 대한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진제어인버터의 전력 스택이 외함에 장착되는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템을 적용한 전기철도차량을 나타낸 도면이다.
도 2에서는 복수의 철도 차량(도 2에서는 "4량"을 나타냄)을 연결하여 편성된 전기철도차량을 예로서 나타내었으며, 차량 중 추진 제어 시스템이 취부된 동력차(M1, M2)와, 추진 제어 시스템을 제외한 보조 전원 장치(미도시) 등이 취부되거나 또는 순수하게 승객 탑승용인 객차(Tc1, Tc2)가 포함된 것을 나타내었다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템은, 1대의 추진제어인버터(즉, "1C")가 2대의 견인 전동기(즉, "2M")를 제어한다. 견인 전동기는 추진 제어 시스템에 포함된 추진제어인버터로부터 전기적인 에너지를 공급받아 차량을 구동시키는 장치이다.
도 2에서는 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템이 각각 동력차(M1, M2)의 차체 하부에 장착된 것을 나타내었으며, 추진 제어 시스템에 포함된 추진제어인버터가 각 동력차 별로 2식으로 배치된 것을 나타내었다. 이때, 제 1 동력차(M1)에는 제 1 및 제 2 추진제어인버터(110, 120)가 함께 장착되며, 제 2 동력차(M2)에는 제 3 및 제 4 추진제어인터버(130, 140)가 함께 장착된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도차량은 하나의 대차에 두 개의 견인 전동기가 장착되는 것이다. 이에 따라 하나의 추진제어인버터가 하나의 대차의 견인 전동기를 제어하므로, 하나의 동력차에 장착된 2식 추진제어인버터에 의해 두 대차의 견인 전동기가 제어될 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도차량은 차체(즉, 전동차량 차체) 하부에 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템이 수납된 외함이 장착된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템은, 제 1 대차에 장착된 제 1 및 제 2 견인 전동기를 추진력을 제어하는 제 1 추진제어인터버, 및 제 2 대차에 장착된 제 3 및 제 4 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 2 추진제어인버터를 포함하며, 이러한 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 제 1 대차 또는 상기 제 2 대차가 취부된 어느 하나의 차량에 장착된다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진 제어 시스템에 대해서 좀 더 상세히 설명하도록 한다.
구체적으로, 추진제어인버터(110 내지 140)는 가선으로부터 입력받은 직류전압을 필터링하여 저주파 맥동을 제거하고 각각 직류단이 제공하는 전압을 소정의 전압 이득을 갖도록 변환하여 열차 운행 속도 및 운전 지령에 따라 견인 전동기로 공급한다. 이에 따라, 전압이 공급된 견인 전동기의 토크가 기어 박스(미도시)를 통해 차륜에 동력을 전달한다. 예를 들어, 추진제어인버터(110 내지 140)는 가변전압 가변주파수(Variable Voltage Variable Frequency; VVVF) 제어를 하는 VVVF 인버터일 수 있으며, 1개의 추진제어인버터가 2개의 견인 전동기를 동일 주파수로 제어할 수 있다.
이에 따라, 차량의 추진력을 대차 단위로 제어하여 차량의 주행 성능 향상과 회생에너지 활용 측면에서 에너지 절감을 극대화할 수 있다. 특히, 4량 편성의 경우, 추진제어인버터 1대 고장 시 추진력의 25%가 감소되어 차량이 정상운행 가능하며 정시성 및 운행 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진제어인버터의 구성 및 전력 스택에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 1C2M 제어 방식의 추진제어인버터의 주회로도의 일례이다. 그리고 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 추진제어인버터의 전력 스택에 대한 사시도 및 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 추진제어인버터의 전력 스택이 외함에 장착되는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
앞서 도 2에 도시한 하나의 동력차(M1, M2)에는 차체(즉, 차량의 차체) 하부에 추진 제어 시스템이 수납된 외함이 장착된다. 이때, 추진 제어 시스템에 포함된 추진제어인버터(110 내지 140)는 각각 3개의 전력 스택으로 구성되며, 각 전력 스택은 소정의 직류 전압을 3상 전압 중 어느 하나로 변환하여 견인 전동기에 에너지가 공급되도록 스위칭 동작을 한다.
구체적으로, 도 3에 도시한 바와 같이, 하나의 동력차에 장착되는 2식 추진제어인버터(110, 120)는 각각 견인 전동기(TM1 내지 TM4)를 구동하기 위한 3상(U-V-W) 전압을 출력한다. 도 3에서는 제 1 추진제어인버터(110)가 두 개의 견인 전동기(TM1 및 TM2)로 3 상 전압을 제공하고, 제 2 추진제어인버터(120)가 두 개의 견인 전동기(TM3 및 TM4)로 3상 전압을 제공하는 것을 나타냈다. 이처럼, 2식 추진제어인버터의 전력 스택은 공간적으로는 하나의 외함 내에 설치되나, 견인 전동기 제어 측면에서는 완전히 분리되어 개별 제어를 수행하는 것이다.
추진제어인버터(110 내지 140)는 각각 부하로서 연결된 2대의 견인 전동기로부터 속도 신호를 피드백 받는다. 이때, 추진제어인버터(110 내지 140)는 피드백 받은 2대의 견인 전동기 별 속도를 기반으로 기초하여 기준 속도(예를 들어, 평균 속도)를 연산한다. 이때, 하나의 추진제어인버터가 자신이 제어하는 2개의 견인 전동기에 대해서만 속도 신호를 피드백 받을 경우, 1축이 공전하게 되는 등의 임의의 영향이 발생하면 실제 속도를 반영하지 못하는 기준 속도가 연산될 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 추진제어인버터(110 내지 140)는 2식 단위(즉, 두 개의 추진제어인버터)로 견인 전동기 별 피드백 속도 신호(즉, 총 4대의 견인 전동기로부터 피드백되는 속도 신호)를 사용하여 기준 속도를 연산하여 내부 제어 알고리즘을 처리하기 위한 견인 전동기 제어를 수행한다. 참고로, 내부 제어 알고리즘은 벡터 제어 및 재점착 제어 등을 포함하며, 이에 한정되지 않는다.
즉, 하나의 추진제어인버터가 자신이 포함된 2식 추진제어인버터에 부하로서 연결되어 있는 4대의 견인 전동기로부터 속도 신호를 피드백 받아 기준 속도를 연산한다. 이때, 추진제어인버터는 기준 속도와 피드백 받은 4개의 견인 전동기 속도를 비교하고, 그 차이 값이 기설정된 임계값을 초과하면 재점착 제어를 수행한다. 이러한 기준 속도와 피드백된 4개의 견인 전동기의 속도 간에 임계값을 초과하는 차이는 공전 등의 요인에 의해 발생될 수 있다. 이에 따라, 1C2M 제어 방식 추진제어인버터의 기준 속도가 실제 속도를 반영하지 못하는 경우를 배제할 수 있다.
한편, 기존의 1C4M 제어 방식의 추진제어인버터를 사용하던 설비에 1C2M 제어 방식의 추진제어인버터 설비를 그대로 적용하여 설계 및 비용 측면에서 효율성을 높이기 위해서는, 1C2M 제어 방식의 추진제어인버터 전력 스택에 대한 최적화 설계가 필수적이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 가선 전압의 맥동을 필터링하기 위한 필터 리액터와 필터 커패시터는 기존 부품을 그대로 적용하고, 외함 내부에 1C4M 제어 방식의 추진제어인버터 전력 스택이 차지하고 있던 공간에 1C2M 제어 방식에 따른 2식 추진제어인버터 전력 스택을 설치함으로써, 기존 부품과의 기구적 인터페이스를 유지하여 기존 설비와의 호환성이 보존되며 냉각성능 또한 충분하도록 설계된다. 참고로, 필터 리액터 및 필터 커패시터는 둘 다 전기의 전압 변화율을 완화하여 회로 장치를 보호하는 역할을 한다.
또한, 1C2M 제어 방식 추진제어인버터 중 적어도 하나의 고장 발생 시 해당 장치를 전기적으로 분리할 수 있도록 개별 접촉기를 추가 구성할 수 있다.
도 4 및 도 5에서는 추진제어인버터의 전력 스택 한 개의 구성을 나타내었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2식 추진제어인버터의 전력 스택(A)은, 냉각장치(310), 전력반도체 소자(IGBT)(320), 전력반도체 구동 회로(GDU; Gate Drive Unit)(330), 버스바(bus bar)(340) 및 스너버 커패시터(Snubber capacitor)(350)를 포함한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 스택의 냉각장치(310)는 히트파이프 형태일 수 있으며, 전력반도체 소자(320)는 모듈형일 수 있다. 이러한 히트파이프 형태의 냉각장치(310) 상에 추진제어인버터 2식의 전력반도체 소자 4개(320)가 취부된다. 즉, 1식 추진제어인버터의 1상(110-1) 및 2식 추진제어인버터의 1상(120-1)의 암(arm)을 각각 구성하는 2개의 모듈형 IGBT(320)와 듀얼 타입(dual type)으로 병렬 장착되어 허용 전류량을 증가시킨다. 이에 따라 듀얼 타입 모듈형 IGBT(320)에 대응하는 구동회로(330)도 한 쌍으로 구성된다. 이처럼, 듀얼 타입의 전력반도체 소자(320)를 사용하기 때문에, 전력 스택(A)에 전력반도체 구동회로(330)를 포함시켜 전력반도체까지의 연결선을 최소화하고 임피던스에 따라 실제 스위칭에 차이가 발생하지 않도록 한다.
이때, 전기철도차량의 주행시 발생되는 주행풍에 의한 냉각 효과 극대화와 버스바(bus bar) 연결을 최적화하기 위하여 전력반도체 소자(320)를 일렬 배치한다. 그리고 전력 스택의 일측(도 4 및 도 5에서는 "좌측")으로 입력 전원용 "+, -" 버스바(bus bar)가 위치하고, 타측(도 4 및 도 5에서는 "우측")으로 출력용 버스바(bus bar)가 위치한다. 또한, 전류 불평형 해소를 위하여 공통 버스바(bus bar)로 구성함으로써 전력반도체 소자의 안정적인 스위칭 및 진동 내구성을 향상시킬 수 있으며, 시스템 전체의 신뢰성을 증가시킨다.
또한, 전력 스택(A)에는 고속 스위칭으로 인한 전력반도체 소자의 턴 온(turn on) 및 턴 오프(turn off) 시 발생하는 스파이크 전압에 의한 영향을 줄이기 위하여 스너버(Snubber) 회로가 구성된다. 이러한 스너버 회로는 일종의 완충 회로로서, 각 전력반도체 소자(320)로의 급격한 변화를 누그러뜨리고 입력 신호에서 원하지 않는 노이즈 등을 제거하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서는 전력반도체 소자(320) 당 1개의 스너버 커패시터(350)가 대응되며, 이에 따라 하나의 전력 스택 별로 4개의 스너버 커패시터(350)를 포함할 수 있다.
한편, 도 6에 도시한 바와 같이, 2식 추진제어인버터의 전력 스택이 외함(400) 내 배치될 수 있다. 참고로, 외함(400)은 내부에 추진 제어 시스템의 각 구성(예를 들어, 냉각기, 컨버터, 추진제어인버터, 직류단, 초퍼 회로 등)이 수납되도록 수평 및 수직 프레임이 구비될 수 있며, 수평 및 수직 프레임에 의해 공간이 분리될 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 2 식 추진제어인버터는 외함 내 일부 공간 상에 동일 구성의 3개의 전력 스택(A1, A2, A3)이 수납된다. 이때, 도 6에서와 같이, 2 식 추진제어인버터의 전력 스택 별로 상부에 2개의 전력반도체 소자(320) 및 구동회로(330) 쌍이 1식(110)으로 구비되고, 하부에 2개의 전력반도체 소자(320) 및 구동회로(330) 쌍이 2식(120)으로 구비되며, 각각 1 상 전압을 출력하여 결과적으로 3상 전압을 출력한다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템에 있어서, 추진제어인버터는 각각 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍을 2식으로 포함하는 전력 스택으로 구성된다. 이때, 3개의 전력 스택은 각각, 상부에 1식의 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되고, 하부에 2식의 듀얼 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되는 2층 구조일 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 20: 1C4M 추진제어장치
110, 120, 130, 140: 1C2M 추진제어인터버
A: 전력스택
310: 냉각장치
320: 전력반도체 소자
330: 전력반도체 구동 회로
340: 버스 바
350: 스너버 커패시터

Claims (9)

  1. 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템에 있어서,
    제 1 대차에 장착된 제 1 및 제 2 견인 전동기를 추진력을 제어하는 제 1 추진제어인터버; 및
    제 2 대차에 장착된 제 3 및 제 4 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 2 추진제어인버터를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 상기 제 1 대차 또는 상기 제 2 대차가 취부된 어느 하나의 차량에 장착된 것이고,
    상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는,
    각각 상기 제 1 내지 제 4 견인 전동기로부터 속도 신호를 피드백 받고, 상기 피드백된 속도 신호에 기초하여 기준 속도를 연산하고, 상기 연산된 기준 속도 및 상기 피드백된 속도 신호에 기초하여 재점착 제어를 수행하되,
    각각 상기 기준 속도와 상기 피드백된 제 1 내지 제 4 견인 전동기의 속도 신호를 비교하여, 상기 기준 속도와 견인 전동기의 속도 신호 간의 차이 값이 기설정된 임계값을 초과하면 재점착 제어를 수행하며,
    상기 기준 속도는 상기 제 1 내지 제 4 견인 전동기로부터 피드백된 속도 신호의 평균인 것인, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 각각 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍을 2식으로 포함하는 전력 스택으로 구성된 것인, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는 각각 동일한 구성의 상기 전력 스택을 3개 포함하며, 상기 3개의 전력 스택을 통해 3상 교류 전압을 출력하는 것인, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 3개의 전력 스택은 각각 상부에 1식의 상기 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되고, 하부에 2식의 상기 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되는 2층 구조인 것인, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 전력 스택은 전기철도차량의 차체 하부에 설치되는 외함의 내부에 배치된 것인, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 전력 스택은,
    상기 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되는 냉각 장치,
    입력 전원용, 전압 출력용 및 공통 버스 바 중 적어도 하나를 포함하는 버스 바, 및
    상기 전력반도체 소자 별로 대응되는 스너버 커패시터 중 적어도 하나를 더 포함하는, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 냉각 장치는 히트파이프 형태인 것인, 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템.
  9. 1C2M 추진 제어 시스템을 구비한 전기철도차량에 있어서,
    제 1 대차에 장착된 제 1 및 제 2 견인 전동기를 추진력을 제어하는 제 1 추진제어인터버; 및 제 2 대차에 장착된 제 3 및 제 4 견인 전동기의 추진력을 제어하는 제 2 추진제어인버터를 포함하는 전기철도차량용 1C2M 추진 제어 시스템이 수납된 외함이 장착되며,
    상기 외함은 상기 제 1 대차 또는 상기 제 2 대차가 취부된 어느 하나의 차량에 장착되고,
    상기 제 1 및 제 2 추진제어인버터는,
    각각 상기 제 1 내지 제 4 견인 전동기로부터 속도 신호를 피드백 받고, 상기 피드백된 속도 신호에 기초하여 기준 속도를 연산하고, 상기 연산된 기준 속도 및 상기 피드백된 속도 신호에 기초하여 재점착 제어를 수행하되, 각각 상기 기준 속도와 상기 피드백된 제 1 내지 제 4 견인 전동기의 속도 신호를 비교하여, 상기 기준 속도와 견인 전동기의 속도 신호 간의 차이 값이 기설정된 임계값을 초과하면 재점착 제어를 수행하며, 각각 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍을 2식으로 포함하는 적어도 하나의 전력 스택으로 구성되며,
    상기 기준 속도는 상기 제 1 내지 제 4 견인 전동기로부터 피드백된 속도 신호의 평균인 것이고,
    상기 전력 스택은 각각 상부에 1식의 상기 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되고, 하부에 2식의 상기 듀얼 타입의 전력반도체 소자 및 전력반도체 구동회로 쌍이 장착되는 2층 구조인, 1C2M 추진 제어 시스템을 구비한 전기철도차량.
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