프로젝트 소개
본 과제는 고속철도 추진을 위해 필수적인 동력원인 전동기를 개발하는 연구임. 특히, 희귀하고 가격 변동성이 큰 희토류 사용량을 줄이면서도 높은 성능을 유지하는 영구자석 동기전동기와 이를 효율적으로 제어하는 시스템을 개발하는 데 목적이 있음. 이를 통해 친환경적이고 경제적인 고속철도 운행을 가능하게 함.
연구 목표는 기존 대비 10% 이상 희토류를 저감하며 효율 97%, 출력밀도 0.85kW/kg 이상을 만족하는 380kW급 고성능 전동기 및 최적 냉각 시스템 개발임. 더불어, SiC 소자를 적용한 460kW급 고효율 추진제어시스템 개발, 센서리스 제어 및 Flying Start 기법 적용, '철도안전관리체계 기술기준'에 부합하는 RAMS 분석을 통한 고신뢰도 달성임. 핵심 연구 내용은 희토류 저감형 영구자석 동기전동기 최적화 설계, 열특성 해석, VVVF 1C1M 인버터 설계 및 제작, RAMS 분석, 고효율 및 센서리스 제어기법 개발, 시작품 제작 및 성능 시험임. 이후 시제품 공인인증 및 현차 실증 시험, 상용화 모델 개발 및 사업화 준비를 진행함. 기대 효과는 기존 견인전동기 유지보수 비용 절감, 철도차량 하중 저감을 통한 인프라 비용 절감, 유도전동기 시장 대체 및 국내 부품 공급망 강화임. 희토류 사용량 저감으로 제작 원가 절감 및 국제 경쟁력 확보, 중국의 희토류 자원 무기화 정책 대응, 국내 산업 기술경쟁력 강화 및 일자리 창출에 크게 기여할 것으로 전망됨.
협동수행기관명
한국교통대학, 현우시스템, 경진부로아(주), 오텍캐리어(주), (주)비츠로이엠, 정경유압(주), (주)디에이치엠, 유진기공산업(주), 한국철도기술연구원, 한국철도기술연구원, 한국철도공사, (주)다원시스, 유진기공산업(주)
공동/위탁수행기관명
(재)한국전기연구원, 동아대학, (주)큰날개, 하이젠모터(주), (주)우진산전, (주)지이엠
과제 수행기간
2021.04.01 ~ 2025.12.31