[전기동차 구조 및 기능] 총설

 

1. 철도의 역사

 - 1530년경 독일 탄광에서 시작

 - 1776년 제임스와트의 증기기관

 - 1801년 영국 리파드 트레비식의해 철도 응용

 - 1829년 영국 리버풀~맨체스터간 46km 조지 스티븐슨의 의해 운행, 1435mm 궤간

 

2. 한국철도의 역사

 - 1899년 노량진~제물포간 33.2km 개통

 - 1973년 중앙선 청량리~제천 구간 전기철도 운행 시작

 - 1974년 8월 15일 서울지하철 1호선, 수도권 전철 개통

 

3. 전기동차 발달과정

 - 1863년 영국 런던, 세계 최초의 지하철도. 증기기관차로 운영

 - 1904년 스위스에서 단상교류방식이 개발

 - 1954년 프랑스에서 25kV, 50Hz상용주파수 사용하는 전기동차 개발

 

4. 한국의 지하철

 - 1899년 서대문~동대문간 직류600V 노면전차 첫 운행

 - 1974년 8월 15일 수도권 전철, 지하철 1호선과 직통운행 위해 직류직권전동기 장착한 저항제어 교직류전동차 운행

 - 1980년대 서울2~4호선, 부산1호선 개통 후 저항제어 단점을 개선하여 싸이리스터를 이용한 쵸퍼제어전동차 투입

 - 1995년 후반기 서울5~8호선 개통, ATC/ATO 시스템기반 자동운행이 가능한 열차 등장

 - 현재 교류유도전동기 장착, 가변전압가변주파수제어(VVVF), ATC/ATO시스템으로 운행하는 전기동차 보편화

 

5. 전기동차 특징

총괄제어 가능	전부운전실에서 일괄적으로 동시에 제어. 일부기기는 후부운전실에서만 제어 가능
동력분산	일부 차량 고장 발생시에도 정상인 차량의 동력으로만 응급운전 가능
고가속/고감속 운행 가능	열차횟수를 증가시켜 고밀도 운전이 가능
차량 사용효율이 높다	고정편성으로 입확작업 불필요, 종착역에서 반복운전 용이
출입문 많아 신속한 승하차	정차시분 단축으로 표정속도를 높일 수 있음

6. 저항제어전동차

 - 기동시 전저항을 통해 약화된 전력을 견인전동기에 공급, 서서히 출발

 - 순차적으로 저항을 단락시켜 공급전력 증가에 의해 속도 상승

 - 8직렬 -> 4직2병렬로 직병렬제어

 - 최종적으로 주전동기 계자에 병렬저항을 삽입, 계자전류를 약화시켜 제어하는 약계자방식을 사용

 - 감속시 주전동기를 발전기로 사용하는 발전제동을 이용하여 열로 소모

 

7. 쵸퍼제어전동차

 - 싸이리스터를 설치하여 공급되는 전력을 제어

 - 제동시 주전동기는 차축과 차차에 의해 직결되어 회전하는 상태에서 부하를 연결, 가선으로 회생시키는 회생제동 채택

 

8. VVVF전동차

 - ATC/ATS, HRDA제동장치, 교직류 회생제동 공기스프링 볼스터레스 대차 등 이용 

 - 차량비율을 6M4T 에서 5M5T로 동력비를 낮춤

 - 3상 교류전원의 전압,주파수를 적절히 조절하여 속도제어

 - 유도전동기는 유지보수 용이, 수명이 반영구적

 

9. 교류3상 유도전동기 특징

 - 브러쉬, 정류자가 필요없어 유지보수 시간, 비용단축, 전동기 신뢰 높음

 - 접촉기, 절환기, 회로차단기 많이 감소 -> 전체 시스템의 크기 무게 축소 가능

 - 직류직권전동기에 비해 30%정도 소형 경량화

 - 높은 점착특성을 이용한 회생제동, Cross Blending 제동방식 채택으로 에너지절감

 - 차축공전에 대한 점착성능 향상으로 전기동차비율절감, 높은 가감속

 - 고속운전에 의한 속도향상 가능