• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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• pp.177-178
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• 2012

기존의 기계적인 제동시스템은 고장 및 오작동이 잦고 유지보수가 어렵다. 본 논문에서는 부스트 컨버터를 이용한 전기적인 제동 방법을 제안하였다. 200 [W] 풍력발전기를 대상으로 부스트컨버터 제작 및 동작 실험을 하였다. 풍력발전기와 부스트 컨버터를 연계하여 제동 실험을 한 결과 풍력발전기의 최대 정격출력전압 이상이 되는 지점에서 제동이 되는 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.624-629
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• 2016

철도차량에서 기초제동장치의 제동레버는 제동통으로부터 발생되는 작용하중을 받아서 제동패드로 전달하는 중요한 안전장치로 설계 시 높은 안전성이 요구되는 기구이다. 그러나 철도차량의 설계기준인 【철도차량 안전기준에 관한 규칙】에 의하면 충분한 강도를 가져야 한다와 같이 정성적인 기준만을 제시하고 있어 실제 안전율 1.27로 설계된 전기기관차용 제동레버가 절손되어 재질을 바꿔 강도를 높인 적이 있고 또한 철도차량의 종류에 따라 각기 다른 구조의 제동레버를 사용하고 있어 본 논문에서는 분리형 구조로 설계된 고속철도차량과 일체형으로 설계된 전기동차와 전기기관차에 적용된 각각의 제동레버에 대해 이론적 해석, 구조해석을 시행하여 응력분포 및 취약부분을 확인하였다. 또한 제동 시 발생되는 수평응력과 굽힘 응력의 관계를 확인하기 위해 파단시험을 실시하여 제동레버가 굽힘 응력을 많이 받음을 확인하였다. 이와 같은 해석과 실험을 통해 실제 운행 중인 철도차량의 각 제동레버에 적용된 안전율을 확인하였으며, 실제 적용된 안전율을 바탕으로 최소 정량적인 안전율의 기준 값을 제시하였다. 그리고 일체형으로 제작된 전기동차의 제동레버에 대해 동일조건하에 분리형으로 설계 변경하여 구조해석을 시행하여 일체형으로 설계된 제동레버를 분리형으로 설계 변경하였을 경우 안전율 향상에 어느 정도 영향을 미치는지를 분석하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.1943-1952
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• 2011

철도차량의 제동장치는 움직이는 차량의 운동에너지를 다른 형태의 에너지로 일부 또는 전부를 변환시켜 속도를 감소시키거나 멈추게 한다. 이를 위해서는 정확한 제동력이 요구되며 특히 대향 운송 수단인 철도차량에서는 매우 중요한 장치로 여겨지고 있다. 이러한 제동력 산출의 기준이 되는 값이 바로 제동거리이다. 철도차량이 제작되어 영업운전에 투입되기 전 수십 차례의 제동거리 측정시험을 통해 그 차량에 맞는 제동력이 결정된다. 제동거리는 차량과 레일 조건에 따라 변화하며 그 요소로는 차량의 중량, 제동 직전의 속도, 제동디스크 온도 및 레일 상면의 상태 등이 있다. 본 연구는 이러한 요소들에 어떻게 제동거리에 영향을 미치지는 실제 시험결과를 통해 고찰하고자 한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2320-2322
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• 2004

전자제어식 미끄럼방지 제동장치 (ABS, Antilock Brake System)는 차량의 급제동시 발생할 수 있는 바퀴의 슬립을 방지하여 차량의 제동거리를 단축시키고 주행 성능을 향상시키는 차량 내 안전장치이다. 지난 몇 년 동안 공압식 제동시스템을 사용하는 대형차량에 적합한 미끄럼방지 제동 제어기를 연구해 왔다. 이 제어기는 바퀴의 슬립율과 그 변화량을 이용한 제어 법칙을 유도하여, 제어 파라미터로 사용하고 있다. 이러한 제어 파라미터의 튜닝에는 맡은 반복적인 실험이 요구된다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 차량의 제동을 실시간으로 모사 할 수 있는 HILS (Hardware In-the Loop Simulation) 시스템을 개발, 구축하였다. 개발 HILS는 공압식 브레이크 시스템 및 14 자유도를 가지는 차량 동역학 모델 및 타이어-바퀴 동역학을 소프트웨어 모델로 사용하고, 개발 중인 전자제어식 미끄럼 방지 제동 제어기를 하드웨어로 사용하여, 바퀴속도 센서 신호 모의 장치 및 공압 엑추에이터 모의 신호등의 인터페이스 장치를 사용하여 제동중인 차량의 상태를 실시간으로 시뮬레이션 및 감시할 수 있다. 이 개발 HILS를 이용하여 제동 제어기의 제어 파라미터의 튜닝을 짧은 시간에 성공적으로 끝낼 수 있었을 뿐만 아니라, HILS 실험을 마친 제어기는 미끄럼 방지 제동 시험장에서 실차 주행 시험을 무사히 마침으로써, 개발 기간과 비용을 절감할 수 있는 하드웨어를 이용하는 시뮬레이션의 효용성을 간접적으로 증명하였다.

• 대한교통학회지
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• 제27권1호
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• pp.43-51
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• 2009

이 논문은 타이어-노면간 마찰계수(drag factor)와 노면에 발생된 스키드마크를 통해 제동직전 속도(pre-braking speed) 산정을 정확하게 하기 위한 방법론을 제시하고자 한다. 제동직전 속도(pre-braking speed)와 활주직전 속도(pre-skidding speed)간 어떠한 상관관계가 있는지 판단하기 위해 실차 주행 및 제동실험을 통해 데이터가 수집되었다. 두 대의 차량에 fifth wheel(오륜) 장비, 스피드건, vericom 2000 등 다양한 측정장비를 탑재하여 제동실험이 수행되었으며, 자동차 속도, 제동거리, 활주거리, 감속도 등이 정밀 측정되었다. 실험자료의 분석을 통해 노면 마찰계수값과 활주직전 속도를 산정하고, 이후 활주직전 속도와 제동직전 속도를 비교하여 이들간의 상관관계를 규명하였다. 결과적으로 산정된 마찰계수값은 현재 일반적으로 적용되고 있는 0.8보다 높았으며, 제동직전 속도는 활주직전 속도보다 $5{\sim}10km/h$ 정도 높은 것으로 나타났다. 향후에는 다양한 차종과 노면조건에 대한 후속실험을 통해 더욱 정교한 한국형 분석모형의 개발과 실무적용이 필요할 것으로 판단된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제37권1호
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• pp.29-36
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• 2017

최근 KTX (Korean Train Express) 열차의 사고의 대부분은 기기의 오작동, 차량 부품의 노후와에 따른 고장 및 장애발생, 신호장치에 대한 인적오류 등이 주된 원인이였다. 특히, 차량부품 중 제동 디스크의 파손은 하부 차축 및 차륜에 충격을 가해 탈선의 우려와 고속 충돌 등 대형 인명 피해를 낳을 수 있다. 따라서 본 연구에서 KTX의 제동 디스크(Solid Type, Ventilation Type)를 형상화하고, 이를 동작시켜 균열을 측정하여 DB화 할 수 있는 균열검측시스템을 구축하였다. 제동 디스크의 표면균열을 검사하기 위하여 Rayleigh wave를 이용하였으며 수침기법으로는 제동디스크 장착상태에서 탐상의 어려움이 인하여 국부수침 탐상기법을 활용하여 제동디스크의 초음파 검사모듈을 개발하였다. 또한 제동디스크의 회전에 따라 측정된 균열을 저장할 수 있는 균열검측 자동화장치와 제동 디스크의 초음파 검사모듈을 이용하여 제동 디스크의 표면결함을 평가하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.223-227
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• 2014

제동 패드는 철도차량의 기초제동요소 중 하나이다. 제동 패드는 제동 캘리퍼로부터 압부력을 전달받아 제동디스크와의 마찰력으로 철도차량에 제동작용을 한다. 따라서 제동 패드는 주어진 고압의 압부력을 견뎌야 하므로 제동 패드의 주요 성능평가항목으로 압축강도를 관리한다. 압축강도를 측정하는 규격은 KRS, KRCS, KRT 등이 있다. 이들 규격은 압축강도를 측정하기 위한 시험편의 크기를 $20mm{\times}10mm{\times}15mm$ (가로${\times}$세로${\times}$높이)로 규정하고 있다. 압축강도에 대한 불확도를 줄이기 위하여 불확도 요인을 분석한 결과, 단면의 치수를 변경함으로써 불확도를 줄일 수 있음을 알았다. 새로운 단면치수에 의한 불확도를 평가하여 불확도 감소에 대한 유효성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.170-177
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• 2020

본 논문은 전기기계식제동장치(EMB : Electro Mechanical Brake, 이하 EMB)의 제동 압부력(clamping force) 제어방법과 제동시험장비(dynamo test equipment)를 활용한 제동성능 평가결과에 대하여 다룬다. EMB와 관련한 연구는 자동차 분야에서 대부분 수행되었으며, 다양한 제어방법에 대한 정적상태의 압부력 시험결과를 주로 다루고 있으나 본 논문은 동적상태에서의 성능평가를 수행하였다. EMB의 구동을 위해 3상 매입형 영구자석 동기전동기(IPMSM : Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, 이하 IPMSM)가 적용되었으며 유한요소법(FEM : Finite Element Method, 이하 FEM) 해석 소프트웨어인 JMAG을 통하여 설계 및 해석을 수행하였다. EMB의 압부력제어를 위해 전류제어, 속도제어 및 위치제어가 수행되었으며, 전류제어기는 단위전류당 최대토크제어(MTPA : Maximum Torque Per Ampere, 이하 MTPA)가 적용되었다. 제동성능평가는 공압식 제동장치의 비상제동 성능시험 절차와 동일한 방법으로 수행되었으며 시험장비에 설치된 고속철도차량의 차륜을 110 km/h, 230 km/h 및 300 km/h로 회전하는 상태에서 각각의 속도 조건에 따른 EMB의 제동 압부력을 인가하여 감속성능을 확인하였다. 최고속도(300 km/h) 상태에서 비상제동 시험결과는 73초의 시간이 소요되었으며 차세대고속철도차량(HEMU-430X)에 적용된 공압식 제동장치의 성능시험 결과와 비교를 통하여 제동소요 시간 및 감속패턴의 유사함 확인하였다.

• 전력전자학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.313-321
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• 2002

영구자석 동기전동기의 제동 알고리듬을 제안한다. 전동기의 고정자 저항을 제동저항으로 사용함으로써 전동기의 운동에너지를 부가적인 제어회로 없이 고정자권선에서 소모한다. 제안된 제동 알고리듬은 고정자권선에서 전력소모를 최대화하고 DC 링크 콘덴서전압 제한 및 인버터 전류제한 조건하에서 최대의 제동토크를 발생하여 제동시간을 최소화 할 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1217-1219
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• 2001

본 논문은 경량전철차량시스템의 하부장치별로 정의된 목표신뢰도를 바탕으로 제동장치의 구성품에 대한 신뢰도를 예측했다. 신뢰도를 예측하기 위하여 제동장치의 주요 구성품에 대한 모델방법 정의, 국내 외 차량시스템에 사용된 제동장치의 요구신뢰도를 조사 분석 하였다. 신뢰도예측결과는 제동장치의 작동환경에 따라 커다란 차이를 갖고 있다. 본 논문의 신뢰도 예측에 필요한 자료는 신뢰도분석 Tool의 데이터 및 현 차량시스템에 적용된 제품의 데이터를 활용하였다. 향후 차량시스템의 상세설계와 함께 보다 정확한 제동장치의 신뢰성예측이 이루어질 것이다.