고속전철용 제동저항기의 열해석 및 설계

Abstract

본 논문은 제안된 고속전철 모터블럭 제동저항기의 실용화 가능성을 확인하기 위해 수치해석을 통한 열해석 및 제동특성실험을 수행하였다.

제동저항기용 재질의 성분분석을 통한 올바른 선재의 선정과 다양한 구조적 배치에 따른 특성분석을 수행하여 제안된 제동저항기의 저항 값이 설계기준안에 적합함을 확인하였다.

제안된 제동저항기의 우수성을 확인하기 위해 기존모델과 제안된 모델의 열전도, 자연대류를 고려한 과도열전달 해석을 수행하여 제동전류에 따른 온도상승분포를 분석하였다. 또한 기존모델과 제안된 모델의 강제대류에 의한 과도열전달 시뮬레이션 및 실험을 수행하여 제안된 모델의 냉각특성의 우수성을 확인하였고 제안된 해석기법의 타당성을 확인하였다.

제안된 제동저항기를 사용하여 속도-제동전류변화, 속도-온도변화특성 시뮬레이션 및 실험을 수행하였다. 실험 및 시뮬레이션 결과분석을 통해 제안된 제동저항기가 실용화에 적합함을 확인하였다.

다양한 속도변화에 대한 온도상승변화를 예측하기 위해 제동전류 및 온도추정함수를 제시하였고 제시된 함수를 이용하여 고속전철의 고속화에 따른 제동전류 및 온도 상승치를 예측할 수 있음을 확인하였다.