[전기동차 구조 및 기능] 주회로 - 주회로 장치 및 흐름

특고압 장치는 팬터그래프에서 AC25000V 또는 DC1500V를 받아 동작하는 기기, 즉 주변환장치 전까지의 장치들을 알아보았습니다.

 

주회로장치는 MT(주변압기) 과천선 AC840V×2(4호선 AC855V×2)의 교류 전류를 컨버터에서 DC1800V(DC1650V)로 변환한 뒤, 다시 인버터를 거쳐 주전동기 까지 고압전원이 공급되는 부분을 주회로 라고 합니다.

 

과천선 VVVF 전동차 회로도를 보면

과천선 VVVF 전기동차

이렇게 간단히 구성되어있습니다.

 

세부적으로 부분별로 나누어 보면 3가지로 나눌 수 있습니다.

 

  *특고압장치 - 팬터그래프에서 주변압기 까지

  *주회로장치 - 주변압기에서 수전받은 전원이 주변환기를 지나 견인전동기 까지

  *고압보조장치 - SIV, CM, 등 보조회로

 

1. 주회로 전원의 흐름

 1) 교류구간

교류구간 주회로 흐름

역행운전시

전차선 전원 AC 25000V -> Pan -> MCB -> ADCg -> MT(AC840V×2) -> 교류접촉기(K) ->
                                                     컨버터(DC1800V) -> 인버터(AC 3상 1100V) -> 견인전동기

보조회로

Pan -> MCB -> ADCg- > MT -> 컨버터 -> L3 -> ADd2 -> BF2 -> SIV -> 각종 보조장치

 

 2) 직류구간

역행운전시

전차선 전원 DC1500V -> Pan -> MCB -> ADCg -> L1 -> FL -> L2 -> L3 ->
                                                                              인버터(AC 3상 1100V) -> 견인전동기

보조회로

Pan -> MCB -> ADCg -> L1 -> ADd1 -> BF2 -> SIV -> 각종 보조장치

 

2. VVVF 전기동차 장점

  - 직류직권전동기와 달리 정류자와 브러쉬가 필요 없어 유지보수비 경감

  - 인버터에 의한 견인전동기제어 사용으로 역행/회생제동 절환을 위한 RV, PBCg 등이 필요하지 않아 간단

  - 직류직권전동기를 사용하는 차량에 비해 주회로 고장이 적음

  - 운전 정보장치 (TGIS, TCMS)가 설치되어 운전/검수업무 기능이 크게 향상

 

3. CONVERTER

  - 주변압기와 인버터 사이에 설치된 전력변환장치, GTO-Tyristor 이용하여 전력을 변환

  - 역행시 MT 2차권선에서 AC840V×2(4호선 AC855V×2)을 DC1800V(DC1650V)로 변환, 인버터에 공급

  - 회생제동시 유도전동기에서 발생한 DC전류를 AC로 변환하여 다시 MT로 보내주는 작용

  - 컨버터는 직류구간엣 가동할 필요 없음

 

4. CONVERTER 구조 및 작용

  - 단상 전압형 PWM 제어방식 컨버터

  - 2개의 컨버터를 병렬로 접속시킨 구조

  - 출력전압과 전류를 일정하게

  - 전류를 변환

 

5. INVERTER

  - 각종 운전지령 및 차량상태 등 정보 수집, 연산철하여 GTO-싸이리스터의 ON/OFF 주기를 조절

  - 직류를 3상교류로 변환하거나 3상교류를 직류로 변환

  - 전압, 주파수, 슬립주파수를 변경시켜 유도전동기 속도와 회전력을 제어하는 주회로 기기

 

6. INVERTER 작용 

  - 동력운전시 전압, 전류, 주파수를 제어하여 속도조절

  - 회생제동시 전압, 전류, 주파수를 제어하여 제동력 조절

  - 차륜 헛돌기, 미끄럼 발생시 동력, 제동력 조절

  - 전후진제어

  - 전압을 변환함

과천선	교류구간 DC1800V 직류구간 DC1500V	AC 0~1100V / 0~200Hz 로 변환
4호선	교류구간 DC1650V 직류구간 DC1500V	AC 0~1250V / 0~160Hz 로 변환 AC 0~1100V / 0~160Hz 로 변환