도시형 자기부상열차 소개

Введение в городской маглев
(система машин)
도시형 자기부상열차 소개(차량시스템)
13 ноября 2012 г.
(АО) Hyundai Rotem
-1-
Содержание(목차)
1. Принципы маглева
자기부상열차의 원리
2. Представление городского маглева
도시형 자기부상열차 소개
3. Технические особенности городского маглева
도시형 자기부상열차 기술적 특징
4. Концепция новой модели маглева
새로운 모델 자기부상열차 컨셉
5. Заключение
결론
-2-
1. Принципы маглева(자기부상열차의 원리)
□ Что такое маглев (поезд на магнитной подушке)? (자기부상열차란?)
○ Поезд передвигающийся при помощи линейно-индукционного двигателя, леветирующий под действием
магнитной силы без колес. (바퀴가 없이 자석의 힘으로 떠서, 선형전동기의 힘으로 달리는 열차 )
○ Различия с существующими поездами колесного типа(기존 바퀴식 열차와의 차이점) :
Категория
Опора
(차량 지지)
Управление
(차량 가이드)
Тяга
(차량 구동)
Поезд колесного типа
(바퀴식 열차 )
Маглев
(자기부상열차)
Физический контакт
колес и рельс
(바퀴와 레일의
물리적 접촉)
Сила магнитного
поля
(자석의 자기력)
Вращающийся электродвигатель
+передача+колеса
(вращающиеся движения =>
прямолинейное движ-е)
회전형 전동기 +
Driving Gear + 바퀴
(회전운동 => 직선운동)
Линейно-индукционн.
электродвиг.-ль
(Движение по
прямой)
선형전동기
(직접 직선운동)
Примеч.
(비 고)
- Постоянный магнит
(영구자석)
- Электромагнит(전자석)
- Высокопроводимый магнит
(초전도자석)
□ Особенности маглева (자기부상열차의 특징)
○ Бесконтактное с рельсами движение, низкий уровень шума и вибрации, отсутствие пыли
(궤도와의 비접촉 주행으로, 소음/진동이 작고, 분진이 발생하지 않음)
○ Экономически выгодная система с точки зрения расходов на техобслуживание, из-за
отсутствия вращающихся частей. (회전체가 없는 관계로, 유지보수비가 저렴한 경제적인 시스템 )
 Флагман стратегии «зеленого роста и низких выбросов углеродов» среди других ж/д систем.
(자기부상열차는 철도차량시스템 중 저탄소 녹색기술의 대표 주자 임 )
-3-
1. Принципы маглева(자기부상열차의 원리)
□ Левитация/принципы управления (부상/안내의 원리)
Левитация(부상)
제어를 하지않을 경우
При отсутствии контроля
제어를 할 경우
С контролем
Управление(안내)
복원력이 작을 경우
При малой силе притяжения
복원력이 클 경우
При большой силе притяжения
• Левитация кузова достигается за счет скольжения магнитом, установленным на тележке, по рельсам.
(대차에 설치되어 있는 전자석과 궤도의 레일간 흡인력에 의해 차체가 부상)
• Зазор левитации между рельсами и магнитами поддерживается фиксированно контроллером,
отсутствие контакта между рельсами и корпусом.
(전자석과 레일과의 부상공극은 부상제어기에 의해서 일정하게 유지되며, 차량은 궤도와 비접촉으로 주행)
• Боковое направление выполняется благодаря силе притяжения электромагнитов.
(횡방향 안내는 부상용 전자석의 복원력에 의해 수행)
-4-
1. Принципы маглева(자기부상열차의 원리)
□ Принцип тяги
(추진의 원리)
Индукционный двигатель ротационного типа (회전형 전동기)
Линейно-индукционный двигатель (선형 유도전동기)
Обмотка/катушка 1 слой (статор) (1차측 코일)
Обмотка со стороны поезда 1 (1차측 코일)
Сила тяги(추진력)
Сила вращения(회전력)
Разрез(짤라)
Выпрямление(펼침)
Токопроводящая плита
со стороны рельс
(궤도측 2차 도체판)
2-ой слой со стор. поезда (Ротор)
(2차측 회전자)
• Маглев движется за счет линейного двигателя типа раскручивающегося ротационного двигателя
(자기부상열차는 회전형 전동기를 펼쳐 놓은 형태의 Linear Motor에 의해 추진)
• Сила тяги возникает благодаря подвижному магнитному полю между токопроводящей плитой (2 сл.)
при подаче питания на обмотку 1.
(1차측 코일에 전원을 인가하면 2차측 도체판 사이에서 이동자계에 의한 추진력이 발생)
• Линейно-индукционный двигатель контролирует силу тяги инвертором VVVF (с-ма регулирования с
переменным напряжением и переменной частотой переменного тока)
(선형 유도전동기는 VVVF 인버터에 의해 추진력이 제어 됨)
-5-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Основные технические характеристики поезда (차량 주요 사양)
Наименование
Технические хар-ки маглева
1. Тип поезда (차량 형식)
- Маглев (электромагнитная подвеска, EMS) 상전도 흡인식 도시형자기부상열차
2. Состав (열차 편성)
- Состав из 2 вагонов (MC1+MC2) 2량1편성(Mc1+Mc2)
3. Условия путей (선로조건 )
- Зазор(궤간): 1.850 мм
- Большой подъем(최급구배): 60 ‰
способность к преодолению уклонов(등판능력) : 70 ‰
- Мин. радиус кривой(최소 곡선반경): 60 mR
способность преодолевать кривую(곡선 통과능력): 50 м
- Подаваемое напряжение(가선전압) : 1.500 В прямого тока (1,500VDC)
- Способ питания: установка линии электропередачи по обе стороны от рельс
(급전 방식 : 궤도의 양측면에 전차선 설치방식)
4. Тех. Условия (열차 성능)
- Макс. проектная скорость(최고 설계속도) : 110 км/ч
- Возможность ускорения/замедления(가/감속도): 4,0 км/ч/с
- Уровень шума в салоне(실내 소음): менее 65 dB(А)
- Магнитный зазор(부상 공극): 8 мм
5.1 Габариты
(차량치수)
5. Основные данные
(주요 제원)
- 12(длина)x2,7 (высота)x3,475(высота) м/вагон
- Длина состава(편성 길이) : 24,5 м
5.2 Пассажировместимость - Заполненный вагон(만차 정원) : 115 чел/вагон
(탑승인원)
5.3 Вес (중량)
: кол-во мест(좌석 인원): 22 чел./вагон, стоячие места(입석인원) : 93 чел./вагон
- Пустой вагон: менее(공차 중량) : 19 тонн/вагон
- Заполненный вагон(만차 중량) : 26,5 тонн/вагон
-6-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Изображение и чертеж поезда (차량 디자인 조감도 및 일반도)
-7-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Кузов поезда (차체/Car Body)
Корпус производится из прессованного алюминия (차체는 알루미늄 압출제로 제작)
Roof : Single Skin
Крыша: один слой
Double Skin
Двойной слой
U/F : Double Skin
Подрама: Двойной слой
End : Single Skin
Хвостовая часть: один слой
Bolster Box
Перегородка
Side : Single Skin
Сбоку: один слой
-8-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Оборудование внутри салона (실내 설비)
Окна: затуманенные/ полупрозрачные (в местах охраны частной жизни окна делаются непрозрачными)
창문 : Mist Window(사생활 보호지역에서 창문 흐림) 적용
Указатели управления в салоне: по обе стороны вагона устанавливается LCD монитор
객실 안내표시기 : 차량 양끝단 LCD Monitor 설치
Сиденья: легковесные, разнообразной формы
의자 : 경량화 및 다양한 형태 배치
-9-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ тележка
Категория
(주행장치/Bogie)
Комплектующие и проектирование (구성품 및 설계 개념)
Состав
тележки
(대차 구성)
•
•
•
•
Кол-во тележек(대차 수량) : по 4 на вагон (량당 4대)
Кол-во подвесок(현수장치 수량) : по 4 набора на тележку (대차당 4셋트)
Механизм передачи применен (Steering 메커니즘 적용)
Устр-во поглощения смещения : применены скользящие детали (скользуны)
(횡변위 흡수를 위한 sliding table적용)
Особенность
(특징)
• Улучшение показателей хода по кривой (곡선 주행성능 향상)
• Приглушение вибрации удовлетворит. – улучшена комфортность пассажиров
(진동흡수 양호 – 승차감 향상)
-10-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Запасные колеса и защита от бокового увода
(비상 바퀴 및 횡방향 Stopper)
Комплектующие и проектирование
Наименование
Посадочное
шасси и
аварийные
колеса
(Landing skid
&
비상 바퀴)
(구성품 및 설계 개념)
Примеч.
(비고)
- Исп-е посадочного шасси при аварийной остановке
(비상 착지시 landing skid 사용)
- Исп-е аварийных колес при аварийном управлении
(구원 운전시 비상바퀴 사용)
- Гарантия функции торможения при приземлении
(착지시 주차제동 기능 확보)
- Скорость исп-я аварийных колес: менее 25 км/ч
(비상바퀴 사용 속도 : 25km/h이하)
- Управление давлением масла(유압으로 작동)
- Защита от неправильного направления
Боковой увод
(Lateral skid)
(횡 방향 stopper 기능)
- Ограничение макс. смещения рельс
и электромагнитов
(전자석과 궤도의 최대 횡변위 제한)
-11-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Система левитации и управление (부상 및 안내시스템)
Наименование
Магнитный
привод
(Magnet
Driver)
Схема <левитации/управления
(부상/안내시스템 구성도)
Электромаг
нит
(ElectroMagnet)
Датчик
(Sensor)
Тех. хар-ки
Кол-во(수량)
8 мест/вагон(set/량)
ЦПУ(CPU)
32-битн. Микропроцессор
(32 bit Microprocessor)
Входящ. напряж.
(입력 전압)
350VDC
Переключатель
(Switching 소자)
БТИЗ – биполярный
транзистор с
изолированным
затвором
(IGBT)
Топология мощности
(Power topology)
Инвертор DC-DC
(DC-DC Chopper)
Зазор (при левитации)
(부상시 공극)
8 mm
Воздушная подушка
(при приземлении)
(착지시 공극)
14 mm
Поддерживающая сила
(부상력)
8.1 kN/magnet
8,1 кН/магнит
Кол-во(수량)
32 комплекта/вагон
(set/량)
Датчик зазора
(Gap Sensor)
Индуктивный
(Inductive Type)
Датчик ускорения
(Acceleration Sensor )
Линейный акселерометр
(Linear Accelerometer)
-12-
2. Представление городского маглева
(도시형 자기부상열차 소개)
□ Система тяги
Наименование
(추진시스템)
Инфертор
VVVF
(VVVF
Inverter)
Состав системы тяги
(추진시스템 구성도)
Linear
Induction
Motor
(SLIM)
Тех. хар-ки
Макс. Мощность(최대용량)
1,250 kVA
Входящ. напряж.(입력전압)
DC 1,500 V
Выходящ. напряж.(출력전압)
AC 3 Phase 1110V
Выходящ. Ток(출력전류)
0 ~ 660A
Выходящ. Частота
(출력주파수)
0 ~ 80 Hz
Коммутирующ. Элемент
(스위칭 소자)
БТИЗ (биполярный
транзистор с
изолированным затвором)
(IGBT)
Охлажд-е(냉각방식)
Принудит. вентиляц.
(강제송풍)
Контроллер(제어기)
32-битн. Микропроцессор
(32 bit microprocessor )
Макс. сила
отталкивания/тяги
(최대 추진력)
3,413 N/SLIM
Кол-во полюсов(극수)
8
Номинальная воздушн.
Подушка (공극)
11 mm
Охлаждение(냉각)
Естественное(자연냉각)
Класс изоляции(절연등급)
класс H (H Class )
Реагирующая плита
(Reaction Plate 재질)
Алюминий (Aluminum )
-13-
3. Тех. хар-ки городского маглева
(도시형 자기부상열차 기술적 특징)
□ Экологичная система
(친환경 시스템)
● Макс. уровень шума в салоне/за бортом (실내 최대 소음레벨): 65dB(A)
Уровень
шума
(소음레벨)
● Сравнение с традиционным легковесным тр-том колесного типа меньше на 10 dB(A)
(종래 바퀴식 경전철(LRV) 대비 10 dB(A) 낮음)
● Нет необходимости в звукоизоляционной стене даже в городских районах
(도심구간에서도 방음벽 불필요)
● Вибрация легковесного ж/д тр-та колесного типа(индекс качества поездки) : 2.5Wz
Вибрация
(진동)
(바퀴식 경전철의 진동 : Ride Quality Index 2.5Wz (UIC Standard))
● Индекс вибрации маглева(자기부상열차 진동 측정치): 0.4Wz
 Не оказывает влиния на городские здания/квартиры
(도심에서의 빌딩/아파트 등에 영향이 없음)
● Колесный тип: при движении возникает пыль от металла или резины
Пыль
(분진)
(바퀴식 : 주행시 철 또는 고무분진 발생)
 Маглев: при движении нет никакой пыли
(자기부상열차 : 주행시 분진 발생이 없음)
-14-
3. Тех. хар-ки городского маглева
(도시형 자기부상열차 기술적 특징)
◆ Рез-ты измерения шума в салоне (실내 소음 측정결과 ):
ⓐ
ⓑ
ⓒ
ⓓ
ⓔ
ⓕ
ⓖ
ⓗ
ⓘ
Точки измер-я
(Measuring Point)
ⓐ
ⓑ
ⓒ
ⓓ
ⓔ
ⓕ
ⓖ
ⓗ
ⓘ
Средн.
(Average)
Уровень шума
(Noise Level)
dB(A)
62
62.3
63.9
63.1
63.5
64.6
63.5
63.7
63.3
63.3
※ Ниже примерно на 10 дБ(А) по сравн. с колесным типом (일반 바퀴식 경전철 보다 약 10dB(A) 낮음)
◆ Рез-т измерения вибрации : комфортабельность пассажиров
(진동 측정결과 : Ride Quality (UIC))
Трансп. ср-во
(차량 )
Мин.(최소치)
Макс.(최대치)
средн.(평균치)
Mc1
0.3045 Wz
0.5493 Wz
0.4438 Wz
Mc2
0.3340 Wz
0.5324 Wz
0.4194 Wz
Примеч.(비고)
-15-
3. Тех. хар-ки городского маглева
(도시형 자기부상열차 기술적 특징)
□ Превосходные тех. хар-ки и безопасность
(우수한 성능 및 안전성)
● Отсутствие явления скольжения или сдвига при движении
без контакта между рельсами и поездом
Тех. показатели
движ-я вперед
(주행성능)
(차량과 레일간 비접촉 주행으로 공전(slip) 또는 활주(slide) 현상이 없음)
 Высокий уровень ускорения и замедления
(가속도 및 감속도가 큼)
 Способность преодолевать подъем
(등판능력이 우수(70‰))
Уклон 70‰
 Возможность поддержания тех. хар-к даже в снежн. и дождлив. Погоду
(눈, 비 상태에서도 성능 유지 가능)
● В конструкции Маглева – тележка покрывает рельсы
(자기부상열차는 대차가 레일을 감싸는 구조)
 Нет нужды беспокоиться о схождении с рельс или крушении поезда
(탈선 또는 전복의 우려가 없음)
Безопас-ность
(안전성)
● Отсутствие у маглева колес (자기부상열차는 바퀴가 없음)
 Нет нужды беспокоиться о спуске шин колес и проч.
(펑크 등의 발생 우려가 없음)
● Установка аварийных колес на поезде (차량에 비상바퀴 설치)
 Возможность движ-я даже в аварийной ситуации
(비상상황에서도 주행이 가능)
Тех.
Обслуживание
(유지보수성)
Тележка
● Отсутствие вращающейся системы типа передачи (Driving Gear와 같은 회전체가 없음)
 Возможность минимизации работ и работников по тех. Обслуживанию
(유지보수 업무 및 인력의 최소화가 가능)
 Отсутствие надобности особого оборудования для проверок.
(특수 검수설비 불필요)
-16-
3. Тех. хар-ки городского маглева
(도시형 자기부상열차 기술적 특징)
● Результаты испытаний на ускорение и снижение скорости
(가속도 및 감속도 측정 결과)
Ускорение
(가속도 값)
Замедление
(감속도 값 )
Проектные значения (설계치)
4.0km/h/s
4.0 km/h/s
Измеряемые значения (측정치)
4.2km/h/s
4.15km/h/s
-17-
4. Концепция новой модели маглева
(새로운 모델 자기부상열차 컨셉)
□ Состав поезда и пассажировместимость
(차량 구성 및 승객 수송량 )
Поезд состоит из 3 вагонов, возможен сдвоенный вариант поезда из 6 вагонов
(열차는 3량으로 구성되며 중련(multiple couple)으로 6량 편성도 가능)
○ Состав поезда (열차 구성):
- Основной состав (기본 편성) : 3 вагона (Mc1 – M – Mc2)
- Сдвоенный состав (중련 편성) : 6 вагона ((Mc1 – M – Mc2) + (Mc1 – M – Mc2))
○ Данные поезда (열차 제원)
- Основн. Поезд (기본편성) : 37,100(L/длина) x 2,700(W/шир.) x 3,475(H/выс.) mm
- Сдвоенный поезд (중련편성) : 74,200(L) x 2,700(W) x 3,475(H) mm
-18-
4. Концепция новой модели маглева
(새로운 모델 자기부상열차 컨셉)
□ Кол-во пассажиров в обычном составе
(기본편성시 승객 탑승수)
○ Кол-во посадочных мест на состав(편성당 좌석수) : 66 passengers (пасс.)
○ Кол-во стоячих мест(편성당 입석수) : 279 passengers (6 пасс./м2)
○ Общее кол-во пассажиров(편성당 총 탑승인원) : 345 passengers (пасс.)
□ Пассажировместимость по направлениям и часам в зависимости
от временного интервала (시격에 따른 시간당 방향당 승객 수송능력 )
Мин. интервал
Основн. состав (3 вагона)
Сдвоенный состав (6 вагонов)
최소시격[min.]
(기본 편성시)
(중련 편성시)
5.0
4,140
8,280
4.0
5,175
10,350
3.0
6,900
13,800
2.0
10,350
20,700
(мин.)
-19-
4. Концепция новой модели маглева
(새로운 모델 자기부상열차 컨셉)
□ Схема поездного состава
12000
(차량 편성도)
11600
12000
3475
2700
12000
11600
12000
-20-
4. Концепция новой модели маглева
(새로운 모델 자기부상열차 컨셉)
□ Кривые технических показателей поезда (차량 성능곡선 )
Line Voltage
Train Form ation
Gross Weight
No. of SLIM
4500
:
:
:
:
5,000
1000
1,500V DC
Mc1-M-Mc2
26.5 Ton/Car
8 EA/Car (4S2P)
600
Line Voltage
: 1,650V DC
Train Formation : Mc1-M-Mc2
Gross Weight
: 26.5 Ton/Car
No. of SLIM
: 8 EA/Car (4S2P)
950
4,500
900
550
850
500
4,000
750
Line Current
Tractive Effort
3500
700
650
3000
600
550
2500
500
450
2000
400
SLIM Current
350
1500
300
Braking Effort[N/SLIM], Inverter Voltage[V]
800
Line Current[A/Car], SLIM Current[A]
Tractive Effort[N/SLIM], Inverter Voltage[V]
4000
450
Line Current
3,500
400
Regenerative Braking Effort
3,000
350
2,500
300
SLIM Current
250
2,000
200
1,500
Inverter Output Voltage
150
250
Inverter Output Voltage
1000
200
Line Current[A/Car], SLIM Current[A]
5000
1,000
100
150
500
100
500
50
50
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Speed[km/h]
Кривые при активации хода
(Powering시 성능곡선 )
90
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Speed[km/h]
Кривые при торможении
(Braking시 성능곡선)
-21-
4. Концепция новой модели маглева
(새로운 모델 자기부상열차 컨셉)
□ Сравнение технических характеристик поездов (차량 사양 비교)
Наименование
Тех. хар-ки новой модели
(새로운 모델 사양)
Тех. хар-ки коммерциализации
(실용화 사양)
1. Состав
(차량편성)
- 3 вагона (Mc1-M-Mc2)
- 2 вагона (Mc1+Mc2)
2. Условия пути
(궤도조건 )
- Зазор(궤간) : 1,850 mm
- Макс. Уклон(최급구배) : 70 ‰
- Мин. Кривая(최소곡선) : 50 mR
- Подаваемое напряж-е(가선전압) : 1,500 VDC
- Зазор : 1,850 mm
- Макс. Уклон : 70 ‰
- Мин. Кривая : 50 mR
- Подаваемое напряж-е : 1,500 VDC
3. Тех.
хар-ки поезда
(열차 성능)
- Макс. проектн. Скорость(설계 최고속도) : 90km/h
- Макс. эксплуатац. Скорость(운영 최고속도) : 80km/h
- Макс. Ускорение(최대 가속도) : 3.6km/h/s
- Макс. снижение скорости(최대 감속도) : 3.6km/h/s
- Уровень шума в салоне(실내 소음레벨) : 65dB(A)
- Магнитн. Зазор(부상공극) : 8mm
- Макс. проектн. Скорость : 110km/h
- Макс. эксплуатац. Скорость : 100km/h
- Макс. Ускорение : 4.0km/h/s
- Макс. снижение скорости : 4.0km/h/s
- Уровень шума в салоне : 65dB(A)
- Магнитн. Зазор : 8mm
4. Данные поезда
(차량 제원)
- Mc : 12.5(L) x 2.7(W) x 3.475(H) m
- M : 12.1(L) x 2.7(W) x 3.475(H) m
- Длина состава(편성길이) : 37.1m
- Mc : 12.5(L) x 2.7(W) x 3.475(H) m
- Длина состава : 25m
5. Макс. кол-во
пассажиров
(최대 탑승인원)
- 115 чел./вагон(명/량)
- 115 чел./вагон
6. Вес
(중량)
- Пустой вагон(공차) : 19 тон/вагон(톤/량)
- Полный вагон(만차) : 26,5 тон/вагон(톤량)
- Пустой вагон: 19 тон/вагон
- Полный вагон: 26,5 тон/вагон
-22-
5. Заключение (결론)
Корейский городской маглев (한국의 도시형 자기부상열차는):
- экологичная система
(환경친화적 시스템)
- система с превосходными тяговыми характеристиками
(주행성능이 우수한 시스템)
- экономичная система с точки зрения техобслуживания
(유지보수비가 저렴한 시스템으로 )
Самая современная система городского транспорта!
(미래 첨단 도시형 교통수단 임!)
-23-
Thank You !
Спасибо!
-24-