동적 접촉력 측정을 통한 차세대 고속열차의 집전성능 분석

Abstract

판토그래프와 전차선간의 접촉력 특성은 차량에 대한 안정적 전원공급 특성인 집전성능을 평가하는 중요한 지표이다.본 연구에서는 HEMU-430x판토그래프의 동적 접촉력 특성을 속도에 따라 분석하였다. 그 결과 판토그래프의 접촉력 표준편차가 속도에 따라 증가함을 확인하였고, 주파수 분석을 통하여 전차선의 경간이 접촉력에 매우 큰 영향을 미치는 인자임을 확인하였다. 또한 400km/h 이상의 속도에서 안정적인 집전특성을 확보하려면 판토그래프와 가선간의 접촉력 표준편차가 작아져야 한다. 이를 위하여 전차선 장력증가, 판토그래프 집전판 경량화 등의 방안을 적용하였으며, 이에 대한 접촉력 측면에서의 효과를 정량적으로 분석하였다. 또한 개활지와 터널에서의 접촉력 특성의 차이에 대하여서도 주파수 분석을 통해서 분석하였다. The contact force between the pantograph and the catenary is a key factor determining the current collection quality, as they can ensure stable electrical power to the train. In this study, we analyzed the dynamic contact force for HEMU-430X depending on the train speed. It was confirmed through the results that the standard deviation of the contact force increases with an increase in the train speed. It was also verified that the span of the catenary system is a very important factor with regard to the contact force when analyzed with frequency analysis. To secure stable power in speed that exceeds 400km/h, the statistical variation of the contact force should be minimized. To realize this, the catenary tension was increased and the mass of the pan-head was decreased. The ensuing effects were then quantitatively analyzed in terms of the contact force. In addition, the differences in the contact force between a tunnel and an open field were analyzed based on a frequency analysis.