열차 효율 상승 시키고 소음과 비용은 저감
현대로템이 국내 최초로 개발한 전동차용 영구자석 동기전동기 추진시스템 기술이 상용화 됐다. 추진시스템은 전동차의 엔진에 해당하는 모터와 이를 컨트롤하는 인버터를 뜻한다. 이를 통해 약 1,000억 원의 수입대체 효과가 예상된다.
현대로템은 16일 서울교통공사와 함께 전동차에 사용되는 영구자석 동기전동기(PMSM, Permanent Magnet Synchronous Motor)와 이를 제어하는 추진제어장치(1C1M VVVF 인버터)를 개발했으며, 이날 서울시 6호선 열차에 개발된 장치를 적용해 첫 영업운전을 실시했다고 밝혔다.
현대로템은 지난 2016년 6월 서울교통공사와 MOU를 맺고 신기술인 PMSM을 국산화하는 개발에 착수했다.
기존 전동차에는 제작이 쉬운 개방형 구조인 전자기유도방식의 유도전동기(개방형 모터)가 장착됐었다. 이 방식은 개방형 구조로 인해 먼지등이 유입돼 주기적인 청소와 정비가 필요하고 저속에서 소음이 크며 효율이 낮은 단점이 있다. 기존 전동차가 출발할 때 꽤 큰 소음을 내는 이유가 여기에 있다.
이번에 개발된 영구자석 동기전동기는 밀폐형 구조로 청소가 불필요하며 소음이 적고 에너지 효율이 뛰어난 것으로 알려졌다.
기존 6호선 전동차에 영구자석 동기전동기를 적용했더니 실내소음은 저속에서 10dB가 감소하고 고속에서는 3dB 정도가 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 승객들이 확연히 소음 감소를 체감할 수 있는 변화다. 전동기 효율은 96%로 기존 대비 4%가 증대됐으며, 에너지 소비는 26%가 저감됐다고 한다.
현대로템은 이번에 개발한 영구자석 동기전동기 추진시스템 기술을 6호선 열차에 적용할 경우 향후 30년간 약 396억원의 비용 절감이 가능하다고 전했다.
해외 수입품에 의존하던 동기전동기가 국산화되면 서울교통공사가 앞으로 교체할 1,200량의 노후전동차 부품 교체비용 1,000억원을 외국에 보낼 필요가 없어진다.
현대로템이 개발한 신기술은 이달 말 ‘한국철도학회 춘계학술대회’에서 발표될 예정으로 올 3월 특허 등록을 마쳤으며, 향후 수소연료전지 트램, 고속차량 및 기관차용 영구자석 동기전동기 추진시스템 기술로 확대 개발될 예정이다.
