같이보기 ☞ 4호선 분당선 전동차 편성표 http://www.bobaedream.co.kr/view?code=skybr&No=10823
과천 분당선용 전기동차는 고도의 전자 및 전기기술화를 추구한 다기능 및 고성능 차량으로서, 검수에 냉 □□□□□와 에너지 절약을 목표로 하여 제작된 전동차입니다.
과천 분당선용 차세대 전기동차는 기술 검토를 거쳐 1991년 12월 7일 최종 확정된 전기동차 제작 특수 □□□와의 폴스폭 변조방식 콘버터 및 가변전압 가변주파수 제어방식 인버터 시스템에 의한 유도전동기 구동시스템 차량으로 결정되었습니다.
이 전동차는 무엇보다도 고속전철 시대를 준비하는 차세대 차량으로서 철도청에서 최초로 PWM GTO 타입 콘버터를 채택, 교류구간 회생제동을 시행한다는데 가장 큰 의의를 두고 있으며, VVVF 인버터 시스템을 도입, 종전의 교류전동기 구동방식으로 전환함으로써, 저항제어방식에서 초퍼제어방식을 건너 곧바로 세계적인 흐름인 인버터 제어방식으로 전환한 전동차입니다.
이 신형 전기동차에 적용된 주 변환장치는 펄스폭 변조방식 컨버터와 가변전압 가변주파수 제어 인버터 방식으로 전력 전자기술의 발달과 마이크로프로세서 기술의 향상에 힘입어, 세계 선진 철도차량의 주역을 이룰 시스템입니다.
이 장치의 가장 큰 특징은 첫째, 교류구간에서 국내 최초로 교류 회생제어를 시행함으로써 전력의 30% 이상을 전차선으로 되돌려 에너지를 절약함은 물론, 과거 1호선 전동차가 발전제어를 사용하여 발생하는 저항기의 열을 발생치 않아, 승객에게 쾌적한 서비스를 제공하게 됩니다. 둘째, 종전의 주 제어기 제어방식은 많은 고전류 전기접촉편에 의해 전기검수시마다 요철부를 깎아내어야하는 불편함을 주었으나, 이 장치는 전력 전자기술의 발달로 인한 무접점 장치이기 때문에 기계적인 검수가 필요없으며 가변전압 가변주파수 제어방식에 의한 유도전동기의 사용으로, 종전 직류전동기의 각종 고장요인이 제거되고 무엇보다 카본프로쉬의 검수가 필요없고 정류자가 없기 때문에 무보수화를 이룩했습니다.
인버터제어에 의한 유도전동기 구동기술은 대용량 GTO 사이리스터와 마이크로프로세서 제어기술 발전에 의한 첨단기술로 무보수화와 동시에 높은 구동차별(?)을 낮추는데 성공했으며, 과천 분당선 신형 차량의 경우도 종전 120킬로와트급 직류전동기에서 200KWH급 유도전동기를 사용함으로써 과거 6M4T 차량구성을 3M3T, 5M5T의 MTV가 되도록 한 야심찬 신차종입니다.
이 차세대 차량의 주요 핵심장치는 교류구간 회생제동용 PWM 더블 컨버터, 유도전동기 구동무보수와 VVVF 인버터와 AC 트렉션 모터, 경량화, 선로보수비 경감을 위한 301L계열 경량 고장력 스텐레스 스틸 카바디 및 2차 에어스프링 타입 폴스터레스 포기(??), 고장 진단 및 운전정보용 TIS 모니터 시스템 및 전광판식 여객안내시스템, 구간 특성에 적합한 국내 최초 ATC/ATS 절환시스템 및 세일드 공기제동, DL 공기제동 및 4호선 차량 구원제동이 가능한 컨버터가 장착된 세븐스탭디지털 타입의 브레이크 시스템입니다.
ATC/ATS 장치는 차량 속도를 제어 또는 정지시킴으로써 안전운행을 위한 시스템입니다. 이 전동차는 2000년대를 대비하는 한국철도의 최첨단 EMU로 향후 20년 이상 사용에 적합한 차량입니다. 이 차량의 주요 설계목표는 정확하고 안전한 운전체계 확립이 가능한 차량, PWM 컨버터의 회생제동에 의한 운영전력비 절감 및 AC 지하구간의 발열방지, VVVF 인버터에 의한 차량 성능의 향상과 MTV의 최소화, 경량화 선로보수비 경감을 위한 301L 계열 경량 고장력 스테인레스 스틸 카바디, 안락한 승차감 유지와 첨단 여객편의설비로 서비스 향상, 전기전동차 부품의 표준화로 유지관리 용이성 확대, 무접점화 및 검수용이한 설계로 검수인공(?) 등을 절감하는 것입니다.
결과적으로 한국철도는 이 차량시스템을 도입함으로써 1990년 일본이 최초로 운영하기 시작한 최첨단 고속전철인 300계 차량과 완전히 동일한 설계방식의 주 전장품을 도입하게 됐으며, 오일타입 필터개폐CT(?) 채택 등으로 FCCT 감지방식이 대폭 개선되었고, 구조적으로 컨버터 인버터 박스구조를 컨버터와 인버터 유니트(Unit)를 박스 분해없이 분해 가능하도록 요구하여 고압 부수바(?)를 개선시킴으로써 분해 검수시간이 종전의 4분의 1 정도로 대폭 경감되었고, 한국의 동절기 이후에 적합하도록 설계했을 뿐만 아니라 구간 특성 및 차량 특성상 고 가감속 제어 기술개선을 통하여 획기적인 시스템의 국내도입과 최첨단 마이크로프로세서 제어의 고속전철 기술이전 및 주요 전장품 조기국산화에 기여했으며, 이번 기술협력을 통하여 검수 기술자 양성은 물론, 최근 개발된 4500볼트 3000암페어 급 GTO와 무접점 회로, 환경보호 차원의 히트파이프 방식 경량 냉각시스템 등은 한국철도의 전력 전자 및 마이크로프로세서 발전의 큰 획을 긋는 시스템이 될 것으로 확신합니다.
[ 제동장치 ]
과천 분당선 전동차의 제동장치에 대해 설명드리겠습니다. 제동방식은 디지털의 전기지령에 의해 작동되며 전자회로에 의해 연산 제어하며, 회생 제동과 공기 제동를 병용하는 일괄교차 연산식 HRDA 전공제동으로서 응답이 빠르고 정밀한 제어가 가능하며, 신뢰성과 안전성이 우수합니다.
제동장치는 구동차와 부수차를 한 유니트(Unit)로 제어하며, 전기제동에 의한 필요제동력을 차량과 승객을 고려한 응하중 방식의 전기 연산식으로 계산하여 구동차에 회생제동지령을 보내고 회생제동력을 피드백(Feedback)받아 부족분에 대해서만 공기제동으로 작용토록 설계되었습니다.
제동력의 우선순위는 구동차의 회생제동력, 부수차의 공기제동력, 구동차의 공기제동력 순서로 제동력이 할당되도록 되어있어, 구동차의 점착한계 내에서 회생제동으로 최대의 에너지를 회수함과 함께, 제동패드의 마모를 줄이며 공기 제동력의 경우 부수차에 우선 할당함으로써 전체적인 점착 효율을 최대한 높이는 결과가 되어 제동거리를 무리없이 단축할 수 있게 되어있습니다. 또한 공기제동 시 저크(Jerk) 제어기능이 있어 감속도의 급격한 변화를 규제하여 승차감을 향상시켰습니다. 비상제동기능은 상시 여자방식(勵磁方式)으로 되어있어 운전자의 스위치 조작 뿐 아니라 ATS/ATC의 작용, 주 공기압력의 부족, 열차 분리상황, 상용 제동력의 부족 등에서 자동적으로 작동함으로써 안전을 보장하고 있습니다.
또한 안티 스키드(anti-skid) 즉 탈주방지장치(?)는 차륜의 미끄러짐을 감지하여 즉각 제동실린더에 공기를 대게 함으로써, 재 점착을 시키고 다시 제동공기압력을 높이는 반복 작업을 통해 차륜과 레일의 마모를 줄이며 제동거리를 단축시키는 기능을 합니다.
이 제동장치에는 기존 철도청 전동차 및 서울지하철 4호선용 전동차 및 디젤기관차와의 상호 구원운전 시 상용, 비상제동 및 완해가 가능토록 제동 중계장치가 Tc 차에 각각 1개씩 취부(?)되어있습니다. 제동제어장치의 각 배관입구와 공기 배관의 모든 공기필터 위에는 금속 소결형(燒結型) 필터를 설치하여 여과작용의 향상을 도모했으며, 공기 배출구에는 소음기를 설치하여 소음을 최대로 감소시켰습니다. 공기제동장치의 주요 부품은 실내성(?) 및 유지보수성 등의 향상을 위하여, 각 차의 제동장치 앞에 유니트(Unit)화 했으며, 동절기에 각 기기의 동결방지를 위하여 전기 히터를 설치했습니다.
이 제동장치는 제동부족, 불완해 검지 및 원격제어 기능을 가지고 있으며, 제동통합력이 너무 낮거나 제동시스템에 고장이 있을 때 경보 기능 및 종합제어 감시 장치에 전송기능이 가능하도록 되어있습니다.
과천 분당선의 전체 제동시스템은 다음과 같은 하부 시스템들로 구성되어 있습니다. 첫째 상용제동시스템, 둘째 비상제동시스템, 셋째 보안제동시스템, 넷째 주차제동시스템, 다섯째 구원제동시스템입니다.