[전기동차 구조 및 기능] 제동장치 - 제동개요

1. 제동장치 개요

  - 전동차를 목표지점에 정확이 정차시키기 위해 설치한 기기

  - 차량이 가지는 운동에너지를 소비하여 급속히 정차시켜야 함

  - 마찰계수가 적어 제동거리가 김

  - 고가속/고감속에 잘 적응되는 높은 정밀도의 제동장치 장착 필요

  - 열차의 편성되는 량수, 승객수에 상관없이 일정한 제동력 확보해야함

  - 제동취급이 간편, 보수가 용이

  - 열차분리, 이상사태, 필요시 신속하게 자동적으로 급정차

  - 제동취급중에도 적절한 승차감을 유지해야함

 

2. 제동장치 종류

  - 기계적 제동장치 : 수동제동, 진공제동, 공기제동, 전자제동

  - 전기적 제동장치 : 발전제동, 회생제동 (모두 사용)

 

3. 제동장치 분류

  - 마챨력 발생기구에 의한 분류 : 답면제동, 디스크제동, 드럼제동, 레일제동

  - 조작방법에 의한 분류 : 상용제동, 비상제동, 보안제동, 주차제동, 정차제동

 

4. 기초 제동장치

  - 답면 제동장치

      : 구동차에 설치됨

      : 1차륜에 1개의 제동통 설치

      : 1개 대차에 4개의 제동통 설치

      : 전달경로 : 제동통 - 제동레버 - 제륜자Hook - 제륜자 Head - 제륜자 - 차륜답면

                      (통레훅헤자답)

 

  - 디스트 제동장치

      : 부수차에 설치됨

      : 차축에 2개의 원판을 부착하여 제륜자가 압착하여 제동력을 얻음

      : 전달경로 : 제동통 - 제동레버 -제륜자 Head - 라이닝 - 디스크

                      (통레헤라디)

 

5. 전기제동

  - 발전제동

      : 발전제동회로에 부하로서 주저항기를 설치

      : 회로에 전류가 흐르면 역회전력은 제동력이 되어 열차속도를 감속시킴

 

  - 회생제동

      : AC구간 - 견인전동기 -> INV -> CON -> MT -> MCB -> Pan -> 전차선

      : DC구간 - 견인전동기 -> INV ->L1 -> MCB -> Pan -> 전차선

 

6. 공기제동

  - 직통공기 제동장치

      : CM공기 ->MR관 ---- 제동취급시 -> MR공기 -> SAP(직통관)에 충기 ->SAP공기 제동통에 들어감 ->제동

      : SAP관 파손시 제동체결 불능

      : 장대편성의 경우 충격 발생

 

  - 자동 제동장치

      : 저항차의 경우 비상제동으로 사용

      : SR(보조공기통) 공기를 제동통에 공급하여 제동을 체결시킴

      : 열차 분리시 자동으로 제동이 체결됨

 

  - 전자직통 제동장치 (저항차에 사용)

      : 전차량에 인통된 전기선을 통해 각 차량마다 전자급밸브(AV,RV)를 작용시킴

      : 동시에 직통관 압력공기를 급, 배기함으로서 차량별 시차 없이 각각 제동작용을 함

      : 제동취급시 - 152선 가압 ->  전차량 제동전자변(AV) 여자 ->아래로향하는힘으로 공급변 개방 ->

                         MR공기 SAP관으로 충기 -> 제동통 -> 제륜자 압착 -> 제동작용

      : 제동완해시 - 151선 가압 -> 완해전자변(RV) 여자 -> 152선 무여자 ->  제동전자변 소자 ->

                         제동전자변 공급변 닫힘 -> MR공기 유입차단 -> 완해전자변 배기변 개방 -> SAP공기 배기

 

  - 전자지령식 제동장치 (VVVF열차에 사용)

      : 제어차로부터 제동지령이 각 차량에 부여되면 전기지령을 공기압력으로 변환하는 방식

      : 응답성, 제어성, 전기제동과 혼합되있음, 공주시간 단축, 속도-점착 특성에 의한 제동제어, 제동장치 소형,경량

      : SAP(직통관), BP(제동관) 필요없음 => 신뢰성, 보수성, 경제성 우수, 공기배관이 간편

      : 디지털, 아날로그 방식 존재

          - 디지털방식 : 각 차량에 인통된 3개의 상용제동선(27.28.29선)을 제동핸들, 주간제어기로부터

                             여자,소자시켜 제동신호 부여

          - 아날로그방식 : 인통선을 통해 주간제어기/ATO,ATC장치로부터 전류,주파수,전압 등 아날로그 시그널을 받음

                                제동전자장치에서 연산처리하여 제동출력값을 결정하는  최근의 방식임

전기지령식 제동장치 특징

제동작용이 확실하고 원활함

제동력 가감이 자유로움

제동제어(제동력의 과부족, 응하중제어)는 각 차량이 객관적으로 조절함

비상제동은 동시에 자동적으로 신속작용하며, 제동거리가 단축됨

간단한 조작 등 차량 전체에 비상제동을 작용할 수 있음

열차분리 등 이례상황 발생시 자동적으로 비상제동 체결됨

조작이 간단, 정밀한 제동력제어가 가능

모니터 장치 등으로 고장유무를 확인하기 용이함

7. 공기압축기 및 부속기기

  - 전동기와 스크류 공기압축기로 구성

  - 8~9kg의 공기를 생성하여 주공기통에 저장 / 약 2000L/min의 공기를 생성함

  - 강제 흡입송풍 공랭식을 채택

자유공기 유출 방출량	1600L/min ± 10%
토출 압력	9Kgf/cm^2
오일 최대용량	8~10L
구동축 회전수	1750 rpm
냉각방식	공냉식
운활유 냉각방식	기름냉각기에 의한 강제송풍냉각

  - 교류전동기

       : SIV에서 발생된 AC440V (4호선 380V)를 이용하여 CMSB(자체기동장치)에서 인버터 제어

       : 정류자와 브러쉬가 필요없어 고장이 적고, 소음적고, 저압전원 사용으로 정격도 향상

 

  - 스크류식(=나사식)

       : 본체 외 유냉각기, 유분리기 등 설치됨

       : 구동시 진동 및 토출공기의 맥동을 최소화

       : 최소 회전속도 이하로 구동되지 않도록 해야 함

 

  - CM-G 및 안전변

       : 조압기 8~9kg에서 가동/정지 (4호선 8~10)

       : 주공기압력 9.7Kg±0.1 이상시 안전변 동작 (4호선 11)

  - 공기건조기 및 유분리기

       : 공기건조기 - 주위 온도범위에서 수분이 잔류하지 않도록 함

       : 유분리기 - 응결수나 오일을 최대한 제거

 

8. 공기통 및 콕크

MR공기통	약 300L CM에서 생성된 MR압력을 저장함 자동배수변 취부되어있음 공기압력 : 8~9kg/cm^2
SR공기통	약 120L 주로 제동작용공기로 사용됨 공기압력 : 8~9kg/cm^2
SBR공기통	약 70L 보안제동에 사용되는 공기통 공기압력 : 8~9kg/cm^2
CR공기통	약 50L 출입문, 각종제어기기 제어압력으로 사용 공기압력 : 5kg/cm^2)
역지벨브(역지변)	압력공기의 역류를 차단시킴 MR관 파열시에도 공기통의 공기를 확보하기 위한 장치
차단콕크	공기흐름을 차단시킴
차단토출 콕크	취급시 공급을 차단, 이미 공급된 공기는 토출하는 벨브임

 

9. 제동의 3작용

  - 제동 : 작용공기실에서 공기가 공급되면 공급밸브가 열리고, 공급공기가 유입되어 제동공기로 공급, 제동작용

  - LAP : 고무막판을 중심으로 상실과 하실의 공기압이 같은상태

  - 완해 : 작용공기실 작용공기가 배기되면 제동공기가 배기벨브를 통해 대기로 배기