[최종목표]ㅇ 상용화를 위한 부하 반응형 700W급 소형/경량화 수직형 무선전력전송 시스템 개발 및 시제품 제작[1차년도 목표]ㅇ 수직형 무선전력전송 시스템 설계 및 1차 시제품 제작[2차년도 목표]ㅇ 부하 반응형 700W 소형/경량화 수직형 무선전력전송 시스템 개발 및 2차 시제품 제작[3차년도 목표]ㅇ 상용화를 위한 제품 고도화, 소형화, 경량화 및 E...

본 연구는 변압기 대신 물리적으로 분리되어 중전압 절연에 유리한 무선전력전송 코일을 적용해 절연구조의 혁신을 가지는 LCR-SST의 최적 파라메터 설계, 코일 형상 설계 및 제작과 위상 천이 PWM을 이용한 전력 제어 기법 개발, 그리고 절연 함체 제작 및 통합 운영을 그 최종 목표로 함.

본 과제는 동력분산식 고속열차의 주전력회로에서 무게를 줄이고 작게 만들기 위해 컨버터 일체형 반도체 변압기를 개발하고, 고속철도차량에 적용하는 운영기술을 마련하는 연구임. 연구목표는 주전력변환장치 경량화·소형화와 고장대응까지 포함한 시스템 운영기술 확보에 있음. 핵심 연구내용은 고주파 변압기 소형 경량화, 특고압 절연·방열 해석, 컨버터 일체형 전력변환 모듈 제어 및 통합 제어기술, 냉각·EMC·패키징 기구, 반도체 변압기 운영 시퀀스·적용 알고리즘·차량간 인터페이스·고장 시나리오 분석임. 기대효과는 기존 유입식 주변압기 대비 중량 약 10% 수준 경량화로 축중 감소 및 유지보수성 향상, EMU-260 적용 시 고효율·온실가스 감축·속도 증대, 세계 경쟁력 및 HVDC·신재생에너지 등 확장 가능성 확보임.

본 과제는 전기차와 철도차량의 급속·대용량 무선충전을 위해 중전압 계통에 직결 가능한 Xformerless, Sensorless 멀티레벨 무선전력전송 시스템을 개발하는 연구임. 연구 목표는 저주파 변전 설비와 고주파 변압기를 제거하고 excitation coil과 transmitter coil의 강한 자기 쇄교로 전력을 전달하는 구조 구현에 있음. 이를 위해 공진 회로 최적 설계, excitation coil 형상 설계, transmitter 및 receiver 코일 설계, impedance matching network, active rectifier 및 고주파 인버터 토폴로지, 절연체 형상, 제어 모듈 최적화, 동기 좌표계 기반 급전 코일 전류 제어기, 상태관측기 기반 센서리스 부하 전압/전류 제어기 개발을 수행함. 기대 효과는 시스템 단순화, 전력 밀도 및 효율 향상, 비용 절감, 자율주행자동차·트램 등 미래 모빌리티 충전 인프라 확산 기반 마련임.