[HEMU 특집 2편] 차세대 고속열차 HEMU-430X. 동력분산형 고속열차의 특성 및 시제차량의 동력분산 구조 분석 (1)

본 포스팅에서 기술하는 내용의 90% 이상은 필자가 공학(철도공학) 적 개념을 바탕으로 실차를 관찰ㆍ연구하여 분석해 낸 내용입니다.

객관적인 정황 자료와 확신할 수 있는 근거를 바탕으로 최대한 공신력 있는 정보만을 제공할 수 있도록 최선의 노력을 기울였습니다.

차세대 고속철도 시제차량 HEMU-430X 그 두번째 포스팅 입니다.

지난편에 이은 2편부터 본격적으로 차량을 해부하기 시작합니다.

차량 분석내용이 들어가기 때문에, 글 내용이 방대하게 나가는게 불가피합니다.

처음부터 깊게 들어가다 보면 눈이 침침해질 우려가 있으니, 사진 몇장으로 간단히 분위기 정화를 하고 시작토록 하겠습니다.

지난 편에서는 보여드리지 않았던, 입 벌린 해무 사진 넉장 나갑니다

(차량측면에 HEMU-400X 라고 새겨져 있는것는 2012년 2월에 공장에서 찍은 사진분이기 때문입니다.)

지난편에서는 시속 430km 하나만을 높고 이 고속열차의 우수성에 대해 역설하였죠.
이번에는 동력분산형 고속열차인 HEMU-430X에 대해 이야기 하려 합니다.

동력분산식 이라는 것이 그 자체로서 워낙 핵심적인 것 이기 때문에 이번 포스팅 전반에 걸쳐 이야기 해도 모자를 만큼 중요합니다.

동력집중식 VS 동력분산식 논란은 철도관련 포럼에서 상당히 자주 회자되는 주제인것 같습니다.

심심찮게 보이는 내용으로는 동력 집중식 차량이 좋다. 아니다, 분산식이 이러한 장점이 있으니 훨씬 유리하다. 라는 내용이 주를 이루더군요.
결론적으로 어느 하나가 더 우수한 방식이다. 라고 쉽게 귀결짓기 참 애매한 부분입니다.

한가지 방식이 월등히 우수하다 라고 확 꼬집어 말하기 어려운 것이, 집중식은 집중식 나름의 장점이 있고 분산식 또한 나름의 장점을 갖고 있습니다.
열차의 운용형태, 조성등에 따라 분명히 집중식이 유리할 수 도 있고 분산식이 유리한 경우도 있습니다.

다만 잘라말하면 지금 말하고자 하는 고속열차에 대해서는 분산식을 채용했을 때 유리한 요소가 집중식 보다는 더 많습니다.

물론, 분산형 고속철도에도 치명적인 단점은 존재하게 됩니다.

그래도 단점보다는 장점이 많고 단점으로 쉽게 부각 될 만한 요소를 기술적으로 최대한 커버할 수 있기 때문에 분산식 고속열차가 전 세계적으로 각광받고 있으며, 전 세계적인 동향이 분산형 고속철에 집중되어 있습니다.

아래에서 동력분산형 고속열차의 특장점 위주로 나열 하겠지만, 결코 동력분산이 무조건 정답은 아니라는것을 꼭 이야기 하고 싶습니다.

이번 포스팅의 주제에 걸맞게 가장 먼저 동력분산식의 정의부터 차근 차근 훑고 넘어갑시다.

제 성격상, 뭐든 대충 설명하는건 질색이기도 하고 하나를 알아도 확실히 또 정확하게 알려야 한다고 생각합니다.

모든 학문을 통틀어 해당 학문에 대해 배우기 위해서 무엇보다도 뒷밤침 되어야 하는것이 기본개념과 정의라는건 불변의 진리이구요.

그러므로 여지없이 정의부터 깔끔 명료하게 짚어 나가도록 하겠습니다.

결코 쓸데 없는 말 뜯어 붙이는게 아닙니다. 1장에서 분산식의 정의를 확실하게 하고 동시에 ‘동력’ 이라는 것이 무엇인지 짚고 넘어가야 2장과 3장에서 이야기 하고자 하는 내용을 보다 원활하게 이해 할 수 있을 것입니다.

2-1, 철도차량에서 ‘동력’의 의미. 그리고 동력집중식과 동력분산식의 구분.

여기서는 동력방식의 정의를 위주로 언급했습니다.
주제가 HEMU-430X 인데 이에 대해 개념적 내용에 대해 좀 오버를 한 감이 없지 않은데, 사실 글을 쓰기 이전에 HEMU-430X 특집포스팅 2편과는 별도로 ‘동력분산식 VS 동력집중식’에 초점을 두어 개념적 내용을 바탕으로 정리한 글을 먼저 올리려 했습니다.

다만, 글을 쓰다보니 해무편에서 ‘동력분산형 고속열차의 우수성’ 을 역설하기 위해 끌어다 쓴 내용에서 포괄적인 관점에서 동력분산형 차량의 이점에 대해 먼저 설명하게 될까 염려가 되었습니다.

앞서 말씀 드렸듯이 열차형태에 따라 분산형 및 집중형의 장점이 각기 나뉘는데, 분산형이 유리한 케이스 중에서도 고속열차에 적용했을 때, 특효를 볼 수 있는 부분이 상당수 존재합니다. 이번 포스팅에서 그 이야기를 할 것입니다.

그런데 이것을 고속열차를 포함한 전동차(EMU)를 대상으로 폭넓게 잡아버리면, 애초에 두번째 HEMU 특집포스팅의 기획 의도를 살리기가 조금 어려워 질것 이라는 판단이 앞섰습니다.

그래도 이왕 쓴게 또 아깝기도 해서 군더더기 처럼 보이는 부분까지 같이 따라와 버렸습니다..

나중에 본격적으로 동력집중식 VS 동력분산식 이야기에 대한 포스팅을 별도로 한번 올려 보겠습니다.

(여기에 공개한 부분은 동력방식의 정의와 분류 파트 까집니다. 나머지 내용은 고속철도 차량에 한정하여 초점을 맞추었습니다.)

철도차량이라 붙리워지는 모든 운송수단의 가장 기본적인 특징은 정해진 궤도를 따라 달린다는 것. 그 다음으로 ‘길으니 기차’ 라고 할 수 있겠습니다.

대체로 장편성으로 이루어진 철도차량은 원활한 추진력을 얻기 위해 편성내 구성차량 곳곳에 동력차를 배치하게 됩니다.

이 때, 동력차를 어떤 방식으로 배치하느냐 그리고 어떤 형태의 동력차를 배치하느냐에 따라 큰 범주에서 동력집중식 / 동력분산식을 구분 지을 수 있습니다.

일단 간단히 느낌만 잡고 가겠습니다.

동력집중식은 말 그대로 동력이 열차 편성의 맨 앞에 쏠려 있거나, 편성 맨 앞과 맨 뒤에 나뉘어 앞에서 당기고 뒤에서 미는 구조를 가집니다.

전자를 단두동력식 이라고 하고 후자를 전후동력식 으로 분류합니다.

그리고 앞/뒤에 동력장치가 있으면서 중간에 동력차가 더 끼어들어가는 형태도 있는데, 이를 동력거점식 이라고 세분화 하기도 합니다.

여기서 동력거점식은 동력분산식과 비교하기에 그 의미가 모호해 지기 쉬운데, 아래에서 명쾌하게 구분지어 놓았습니다.

그리고 편성 전반에 걸쳐 동력차가 고루 분산되어 배치되는 것을 동력분산식 이라 부릅니다.

정리하자면, 철도차량 동력방식 구조는 다음과 같이 네 가지로 쪼갤 수 있겠습니다.

단두동력식 / 동력집중식 / 동력거점식 / 동력분산식
크게는 집중식과 분산식의 하위 부류로 편입시킬 수 있는 개념이 되며, 이 네가지 동력방식을 확실하게 구분시킬 수 있습니다.

어떻게 구분하느냐에 대해서 뭐 대충 편성 절반이상이 동력차면 분산식이다.

편성내 동력차 비율이 20% 미만이면 집중식이다.

맨 앞 맨 뒤가 동력차면 무조건 집중식이다.

차내에 승객탑승용 공간이 없고 모두 동력실로 이루어진 동력차가 있으면, 집중식이다.

뭐 요런걸 기대 하실 수 도 있는데, 아닙니다.

일단 제가 말하고 싶은 공학에서의 ‘정의’는 이런게 결코 아닙니다.

정의란, 딱 한번 원칙을 제정해 놓으면, 어떠한 특수한 상황이 오더라도 애매한 상황에 부딫히면 안됩니다. 그런건 정의가 아니죠

위에 대충 언급한 네개의 사례 모두 실재하는 예시로 충분히 반론할 수 있습니다.

저도 지금껏 어떤 기준으로 분산식과 집중식을 나누어야 하나 참 많은 고민을 했는데, 오랜 시간을 투자하여 머리를 싸매고 백방으로 뛰어다니며 사고를 거듭한 끝에 분산식과 집중식을 확실하게 구분하여 귀결시킬 수 있는 잣대가 제가 생각한 가설과 일치한다는 것을 확신 했습니다.

용어 자체의 의미를 놓고 생각해 보아도, 어떠한 관점에서 들여다 보아도 그리고 이 가설의 실증을 위해 국내는 물론 해외의 무수한 사례들에 대입해 보아도 맞아 떨어집니다.

아직까지 국내에 유통된 그 어떠한 철도차량공학서 에서도 집중식과 분산식의 경계를 명확히 구분지어 놓은 것을 보지 못 했습니다.

공학 학문이라면서, 기본 개념에 대한 분류가 모호한 것이 의아하게 보이기 참 쉽지만, 실무와 직결되는 학문인 철도차량공학의 특성상 이론을 먼저 세운 후 실시 설계에 반영하는 것 보다, 경험적 사례를 바탕으로 어떠한 이론 및 개념이 정립되는 경우가 상당히 많습니다. 애초부터 차량을 개발하기도 전에 집중식과 분산식 이라는 틀을 만들어 놓고 철도차량을 개발하기 시작한 것이 아닙니다.

철도차량공학은 그 어느 기술공학 시스템에 뒤지지 않을만큼 국제적으로 발달 되어 있는 학문입니다. 항공이나 우주 산업과는 달리, 전 세계적으로 무궁한 다양성을 지닙니다.

세계적으로 광범위하게 퍼져 있는 각국의 철도차량들에서도 기술적인 면에서 공통되는 부분이 있었고 자연히 포괄적인 관점에서 이들을 구분지을 수 있는 기준점이 생겨나게 되었습니다.

수십년의 세월동안 수많은 철도차량이 보급되었는데, 나중에 와서 각국의 수 많은 철도차량들의 형태적 특성을 분석해 보니, 동력집중식과 동력분산식 으로 크게 구분 지을 수 있는 경계가 자연히 생겨난 것 입니다.

다만 앞서 언급 했던대로 이론을 먼저 세운것이 아니기 때문에, 동력집중식 차량의 조건을 정확하게 칼로 자른듯 정의 내리기가 쉽지 않습니다.

한 두개의 기준을 바탕으로 이들을 구분짓고자 하려 해도, 워낙 차종이 다양하고 또 특수한 케이스가 존재하기 때문에 종종 원칙에 부합하지 않는 경우가 생긴것이죠.

제가 이제 겨우 스무살 되는 꼬꼬마라 최소한 이 바닥에선 철도차량 현업에 오래간 종사했거나, 관련 계통에서 어떠한 학위(석ㆍ박사등) 을 지닌 처지는 되지 못합니다.

어찌 보면 상당히 원론적인 내용이라 할 수 있는 분산식 VS 집중식 논란에 대해 예전부터 많은 관심을 가지고 있었고, 두가지 동력방식을 구분짓는 기준에 대해 이따금씩 전문직(연구원등) 에 계시는 분들을 통해 이에 관하여 여쭙기도 했었지만, 아직까지도 속 시원한 대답을 들어보질 못 했습니다.

어차피 동력집중식 / 동력분산식 으로 나누는 기준도 철도차량을 만들어 놓고 나서 이들을 간편히 분류하기 위해 만들어 낸 것이니, 같은 방법으로 뒤에서 부터 유추해 나가기 시작했습니다. 전 세계의 무수한 고속열차, EMU 차량의 사례를 샅샅히 뒤져 혹시라도 제 가설에 부합하지 않는 사례가 있는지 수차례 검증까지 해 보았는데, 아직까지 전기차량에 대해 이 개념을 적용시켰을 때, 들어 맞지 않는 경우를 못 봤습니다.

계속 빙빙 돌려 말하는 것 같아 읽는 분들이 슬슬 답답하실 때가 되어 오는 것 처럼 느껴지는군요.

“그래서, 니가 말한다는 동력집중식의 정의가 대체 뭔데?”

칼로 그은듯 반듯하게 구분내리기 전에 여기서 말하는 ‘동력’ 이라는 것이 정확하게 무엇을 뜻하는지에 대해서 부터 조금 더 자세히 이야기 해봐야 할 것 같습니다.

기본적인 것 부터 차근 차근 실상을 설명한 후에 시원하게 풀어 놓겠습니다.
그래야, 근거없는 억측이라고 치부받지 않고 최대한 설득력 있게 어필할 수 있게 될테니까요.

너무 큰 기대는 마세요. 그리 대단한 것은 아닙니다. 그저 워낙에 분산식과 집중식의 경계선에서 갈피를 못정하는 차량이 너무도 많아서 본질적으로 탐구하려 애를 써 봤을 뿐..

철도차량에서 ‘동력‘ 이란 어떤 의미를 지니느냐.
일반객차가 동력차(Motor Car) 혹은 동력객차(Motor coach)로 의미를 갖기 위해서는 단 한가지 조건만 성립하면 됩니다.

철도차량의 발 이라고 할 수있는 대차장치가 동력대차로 이루어지면 됩니다.
다시 말해 윤축에 구동장치가 탑재되면 그 차는 동력차가 되는 겁니다.

윤축에 구동장치가 붙는다는게 무슨 의미냐면,


[차축 디스크가 압입된 무동력 대차의 윤축]

[차축에 맞물린 기어박스 및 2단 감속기구가 연결된 윤축]

두장의 윤축(Wheel Set) 사진을 나열해 보았습니다. HEMU-430X 의 것으로 하려다가, 신선도가 떨어지는 것을 방지하기 위해 KTX-산천의 사진을 썼습니다.

(향후에는 해무의 사진도 올릴겁니다. 차기 포스팅에서요.)

위는 KTX-산천의 단부객차(End Trailer)의 전방 대차를 주행방향 방면에서 바라본 모습입니다.

보시다시피, 차축에 3개의 환기식 디스크만이 압입되어 있고, 어떠한 기계적 링크를 통해서 차축을 회전할 수 있는 기구는 연결되지 않은 모습입니다.

이것과 같은게 일반적인 무동력 대차의 윤축 부 모습입니다.

아래 사진은 KTX-산천 동력제어차(Power car with Cab)의 2위측 후방 대차를 주행방향 방면에서 바라본 모습입니다.

위 사진과 비교할 때, 차축 오른쪽에 기어박스라고 하는 물체가 매달려 있습니다.

가장 위쪽에 있는, 견인전동기 (철도차량의 모터) 에서 회전력을 제공하면, 감속기-유압식 동력전달장치(슬라이딩 드라이브)를 통해 기어박스에 최종 치차 회전력을 전달하는 구조를 취하고 있습니다.

아래 사진과 같이 윤축에 동력전달 기구가 삽입 되어야 동력대차가 되며, 동력대차를 가지는 차량이 곧 동력차로의 의미를 지니게 됩니다.

흔히들 동력분산식이면 각 차마다 인버터 라고 불리우는 주전력변환장치(Main Converter Inverter)의 탑재 유무를 가지고 해당 차량이 동력차 인지를 따지는데, 주전력변환장치가 탑재되지 않은 동력차도 있고 C/I는 한량 또는 두량 앞에 있는 동력차에 몰아 놓고 선을 따 와서 동력을 공급하는 형태의 차량도 존재합니다.

전기차량에서 차량을 구동하는 모터는 인버터장치(전력변환장치)가 아니라, 견인전동기 입니다.

동력차 출력이 1,000kW다. 라고 하면 이는 해당 동력차 내에 탑재되는 견인전동기 출력을 환산한 것이 1,000kW라는 것을 의미합니다.

주전력변환장치는 변압기로 부터 출력되는 교류 혹은 직류전원을 받아 전압과 주파수를 자유자재로 변환시켜 출력하여 전동기의 회전수와 토크를 제어하는 장치를 말합니다.
그리고 이 장치의 성능이 철도차량 동력차의 속도를 제어하는데 아주 중요한 역할을 수행하며, 전기차량에서 분명 핵심적인 전장품은 맞습니다.

하지만, 이것은 모터를 제어하기 위해 탑재되는 장치이지 모터가 아니란 것입니다.
대차에 견인전동기가 탑재된 차량은 동력차가 되는것이고 아무리 C/I(Main Converter Inverter)을 2개, 4개씩 탑재 하더라도 동륜이 무동력으로 구성되면 그차는 동력차라고 할 수 없는겁니다. (물론, 이런 경우는 거의 없습니다.)

여기까지, 동력의 유무를 무엇으로 따지느냐에 대해. 전동기 탑재 유무로 따진다고 했습니다.

그리고 지금 언급까지 저는 계속해서 전기차량에 한해 설명해 왔습니다. 그렇다면, 과연 디젤동력 차량의 경우는 어떨까.

디젤차는 조금 다른 각도로 봐야 합니다. 아래에서 조금 더 언급한 후에 다시 언급하는게 흐름상 잘 맞을것 같으니, 간단하게만 언급하고 일단은 넘어갑니다. 디젤동차는 디젤-액압방식의 경우 차축에 감속기 탑재 유무. 디젤-전기 방식의 경우 전동기 탑재 유무로 구별합니다.

동력의 유무를 판가름하는 기준이 ‘견인전동기’ 라는것을 알았습니다.

이제 그 동력의 기준을 바탕으로 어떤것이 동력집중이고 어느것이 분산인지 알아봅시다.
일반적으로 열차 편성이 길다면, 편성내 동력차 구성 비율과 배치가 적나라하게 보이면서 그 열차가 동력집중식인지, 동력분산식인지 쉽게 알 수 있습니다.

하지만, 편성량수가 아주 짧다면 어떨까요.
여기에 아주 좋은 예가 있습니다. 예로 부터 누리로를 보고 전후동 력형인지, 동력분산형 인지 헷갈려 하시는 모습들을 종종 보아왓습니다.

누리로로 운행되고 있는, 4량편성 EMU 인 TEC가 바로 그것입니다.
TEC는 MC-T-TP-MC의 2M2T로 구성됩니다.
동력차가 맨 앞과 맨 뒤에만 위치하고 있는데, 동력집중식 (전후동력식) 이 아닌가 하는 의문이 들기 아주 쉬운 사례가 됩니다.

결론부터 말하자면, TEC는 동력분산형 전기동차 입니다.


(간선형 전기동차 TEC에 대한 DATABASE는 위 링크를 참조하시기 바랍니다.)

여기까지 내려오면서 분산형은 동력장치가 편성 전체에 고루 분산되었다고 설명했습니다.

‘동력’ 의 유무를 결정짓는 것은 전동기 및 엔진이지만, 이 전동기를 구동시키기 위해 필수적으로 함께 탑재되어야 하는 장비가 필요합니다.
기본적으로 전기를 공급받아 회전하는 장치가 전동기인데, 그 전기를 공급하기 위한 제반 설비 말입니다.

일반적으로 전기차량 내에 탑재되는 부품은 세 가지로 세분화 시킬 수 있습니다.

(1). 철도차량의 구동에 꼭 필요한 주회로 설비
(2). 차내 서비스전원 및 보조전력 공급을 위한 보조회로 설비
(3). 차량을 움직이는 것 보다 중요한, 차량을 멈추기 위한 제동제어 설비
로 나눌 수 있습니다.

여기서 (1)번 사항에 해당하는 주회로 설비가 차량 구동과 직결되는 설비입니다.
이 때의 주회로 설비란 다음과 같은 항목으로 구성되는데, 동력집중식은 주요 동력장치가 한량의 동력차에 모두 ‘집중탑재’ 되어야 합니다.
여기서 언급하는 동력장치. 전기차량에서는 주회로 설비라고 칭하는 것들은 크게 다음의 네가지 항목으로 구성됩니다.


[일반적인 전동차의 주회로 전장품.(368000호대 EMU, itx-청춘)]

부품 사진을 해무 것으로 하면 좋은데, 2번 및 3번 항목의 사진이 없어서 그냥 itx-청춘의 것으로 통일했습니다.

①. 가선으로 부터 고압전원을 수전받는 집전장치(Pantograph),
②. 고압 전류를 차내에서 사용할 수 있는 주회로 전원으로 바꾸어 공급하는 주변압기(Main Transformer),
③. 주회로에 인가된 전원을 바탕으로 단상 직 교류를 삼상교류 혹은 직류로 변환 출력하는 주변환장치(Main Converter Inverter) 차종에 따라 주 저항기, 쵸퍼장치, 주 정류기 라고 달리 부르기도 함.)
④. 주변환장치로 부터 출력되는 전력을 바탕으로 차축에 회전력을 제공하는 모터장치인 견인전동기 (Traction Motor).

실제 차량에는 이보다 많은 전장품이 탑재되지만, 차량의 구동을 위해 필수적으로 구비되어야 하는 설비로는 이들이 주를 이루며 곁다리로 변압기, 전동기 냉각 송풍기 등이 포함되긴 하는데 이들은 해당 설비가 탑재되면 해당 장치가 자연냉각 방식이 아닌 이상 필연적으로 따라 붙는 기기들 이기 때문에 가볍게 넘어갑니다.

반드시 위에 언급한 저 네가지 요소가 모두 갖추어져야, 전동차가 구동될 수 있습니다.

이제 제가 생각하는 동력집중식의 기준에 대해 이야기 할 수 있습니다.

동력집중식 차량은 모든 주회로 설비가 한량의 동력차에 모두 탑재 되어야 하며, 여기에 운전실 설비가 붙어 이를 바탕으로 해당 동력차를 단독으로 운전할 수 있어야 합니다.

이것이 최연수식 정의에 따른 동력집중식 차량과 동력분산식 차량의 구분법 입니다.

동력집중식 차량의 대표적인 예로 단두동력식으로 기관차+객차 편성 여객열차가 있겠습니다.
원칙적으로 기관차는 단독으로 움직일 수 있으니 기관차이죠.
그 다음으로 전후동력형 여객열차를 예로 들 수 있는데, DHC도, KTX도 모두 선두차의 단독 주행이 가능합니다.

이제 동력집중식과 동력분산식의 정의를 확실히 할 수 있겠죠.

단순히 실재적인 현상 몇개만을 추려놓고 때려맞춘 것을 써갈긴게 아닙니다.

논리적으로 접근하여 모든 상황에 대해 깊이 고찰해 본 것이고 혹시라도 논리적 허점이 있지 않을까 수차례 되뇌어 보고 역으로 접근하여 논점에 오류가 있는지 재차 검토해 보았는데, 아직까지는 부합하지 않는 사례를 못 봤습니다.

(위 정의에 반 하거나 논리적인 허점이 드러난다면, 댓글이나 메일등을 통해 객관적인 근거를 바탕으로 지적해 주시기 바랍니다.)

이를 바탕으로 실제 현업 차량계에 계신분께 살짝 자문까지 구해 보았는데, 거의 정확한 해석인것 같다는 말씀까지 들었습니다.

그렇다고 제가 뭐 학위 논문을 쓰는것도 아니고 (쓴다 해도 겨우 이런걸로?) 그저 이 작은 블로그를 통해서 나마 전파되는 정보로 분산형과 집중형의 경계를 놓고 혼란을 빚는 일이 줄어 들었으면, 하는 바람에 적어 보았습니다.

저만 이런생각을 가진다고는 생각치 않습니다. 전세계를 통틀어 그리고 우리나라만 해도 철도차량 연구인력이 수도 없이 많은데, 분명 누군가는 먼저 생각했을 테고 다수의 경력을 지닌 실무자라면 이정도는 상식정도로 취급 하실지 모르지요.

다만, 웹상을 뒤져봐도 자료를 찾아봐도 속 시원히 기술해 놓은것이 없었기에 저라도 제 공간에서 목소리를 내겠단 것입니다.

앞에서 ‘동력’을 가진다고 정의 내릴 수 있는 잣대가 전동기 탑재 유무 라는것은 이미 설명 드렸었죠.

TEC와 같은 동력분산형 전기동차의 차내 기기배치가 어떤식으로 이루어 지는지 CG로 간단히 그려 보았습니다.

TEC의 경우에는 전후에 위치한 동력차에는 3번과 4번 항목에 해당하는 주 변환장치와 견인전동기 만이 탑재됩니다.
그리고 인접한 TP차량에 1번과 2번으로 번호 매긴 팬터그래프와 주 변압기가 탑재되어 편성 전체에 전력을 공급합니다.

결론적으로 TEC의 선두차(MC)는 TP 차량으로 부터 떼어놓으면, 움직일 수 없습니다.
전기를 먹고 굴러가는 전기차량에 전력공급이 이루어지지 않는데, 무슨수로 차량을 구동 시키겠습니까.

4량 편성이라 모양이 애매하게 나와서 그런건데, TEC 차량의 전력계통 특성상 중간 부수차를 증결하여 6량 혹은 8량등으로 편성량수를 늘릴 수 있습니다.

6량으로 할 경우 M차, T차가 한대씩 붙어 3M3T 조성이 되며, 편성량수를 가감할 수 있다는 점에서 동력분산식 전기차량이 된다는 것이 확증됩니다.

이제 TEC의 사례를 통해 동력 집중식 차량과 동력분산식 차량을 구분짓는 방법에 대해 알아 보았죠.

나머지 동력방식의 분류에 대해서는 이번편에서 길게 할만한 얘기가 아니니 간단하게만 언급하고 지나가겠습니다.

그리고 동력거점식에 대해서도 의문이 풀릴 수 있을겁니다.
동력거점식은 동력집중식으로 이루어진 열차 편성 중간에 동력분산형 동력차를 끼워 넣는겁니다. 지난 1편에서 언급한 V150편성과 같은 경우가 동력거점식에 해당한다고 하겠습니다.

조금 더 세밀히 나눠보자면. 동력집중식과 동력분산식 사이에 동력거점식이 있다고 할 수 있겠죠.

간단히 도표를 그려보면 다음과 같습니다.

원래 대로라면, 여기까지 매듭을 짓고 HEMU와 관련한 본문으로 넘어가면 되는데, 앞서 말한 동력집중식 차량을 구분하는 정의와 관련하여 ‘그럼, 디젤동차의 사례는 무엇이 되냐’ 는 반론이 제기될까 염려하여, 혹 나중에 답글로 달 바에야 어차피 별도 포스팅을 준비하면서 써 놓은 부분이니 조금 더 따왔습니다.

앞에서 디젤동차는 ‘감속기’ 혹은 ‘전동기’의 탑재 유무를 통해 동력차인지 아닌지를 구분한다고 말씀 드렸죠.

그럼 과연, 디젤동차는 어떤 동력방식을 지닌다고 할 수 있을까에 대해 논해 봅니다.

디젤동력 차량은 근래에 크게 액체식과 전기식으로 구분되는데, 액체식의 경우 모든 동력장치의 연결이 기계적 링크로 연결됩니다.

두가지 동력방식의 동력전달 구조와 전기차량의 동력전달구조를 간단히 비교하면 다음과 같습니다.

①. 디젤-액압방식 동력차의 동력전달구조: [엔진→(추진축)→유체변속기→(추진축)→제 1 감속기→(추진축)→제 2 감속기]

②. 디젤-전기방식 동력차의 동력전달구조: [엔진→(플라이휠 직결)→주발전기→(전기적 결선)→견인전동기]

③. 일반적인 전동차의 동력전달 구조: [팬터그래프→(전기적 결선)→주변압기→(전기적 결선)→주 변환장치→(전기적 결선)→견인전동기]

여기서 괄호로 표현한 부분을 각기 다른 색으로 나타 내었는데요.

분홍색으로 표현한 부분은 기계적 연결 구조로 기관의 출력으로 부터 최종출력원 까지 회전축을 연결하여 기계적 토크로 전달 / 공급 됨을 의미합니다.

 청색으로 표현한 부분은 전선을 통해 전기에너지를 공급한다는 뜻입니다.

액압구동식 디젤동차는 보시다시피 처음부터 끝까지 기계적 에너지가 전달됩니다.

디젤전기동차(기관차)는 주 발전기를 중심으로 기계적 에너지가 전기적 에너지로 변환된 후, 최종적으로 전기적 에너지로 회전력을 얻습니다.

이들과 비교하기 위해 언급한 전동차는 모든 계기간의 연결을 전선에 의해 연결합니다.

역시 사진을 보겠습니다. 일단 설명을 듣고 직접 육안으로 확인하는 것 만큼 효과적인 학습법이 없다고 생각합니다.


[전후동력형 디젤액압동차 (DHC) 동력실 내 주 기관-유체변속기 간의 추진축(Cardan Shaft).]

[전기기관차 8000호대의 기계실 내의 전기적 권선들.]

첫번째 사진에, 액압구동방식 디젤동차 특유의 추진축의 모습이 보입니다.

카르단 샤프트 라는 추진축을 통해 엔진-변속기 / 변속기-감속기 간의 토크를 전달합니다.

우리나라 디젤동차의 95%가 디젤-액압식인데, DC, CDC, NDC, RDC ,DHC 모두 액압식 동차입니다.

사진으로 보시다시피 추진축이라 하는 장비를 통해 각 기계설비 간의 회전력을 전달해야 하는데, 이러한 장비를 2량이상의 차량에 나누어 싣기가 과연 쉬울까요? 상식적으로 생각해 보아도 동력차 간의 연결부에 추진축을 연장시켜야 할테고, 사진으로 보아도 크기가 큰것은 성인남성 팔뚝 보다도 훨씬 굵은데, 저런 기구를 차량간에 통과시키는 것이 결코 쉬운일이 아닐겁니다.

게다가 철도차량이 직선구간만 주행하는 것이 아니기 때문에 곡선부에 진입할 경우 차량간 연결면간 유격이 발생하게 될 텐데, 이러한 것을 어떻게 능동적으로 해결하냐는 것 입니다. 결론은 기술적으로 불가능에 가깝고 설사 이뤄낸다 한들 별다를 효능을 보기가 쉽지 않게 될것입니다.

근본적으로 액압방식 디젤동차는 동력설비의 구조적 특성상 분산 탑재를 할 이유가 전혀 없기도 하고 액압방식 자체가 전기식에 비해 큰 토크를 기대하기는 어렵기 때문에, 분산탑재 개념을 적용하는 것 자체가 오바가 됩니다.

그래서, 액압구동 방식은 각각의 동력차가 모두 독립적인 기능을 가지되, 개별 동력차간의 총괄제어를 통해 편성열차를 움직일 수 있는 구조를 취합니다.

디젤동차의 대부분이 채택하고 있는 디젤-액압식 에서는 아무리 때려죽여도 이 한계를 넘어 설 수가 없습니다.

그러니까, 선두차는 동력집중식이 되고, 이후 동력차들도 모두 개별 제어가 가능하나 운전실이 없는 형태일 뿐 입니다.

조금 더 나아가자면, 우리나라 같은 경우 80년대 이후로 중련문을 갖추어 차량간을 이동할 수 있는 단량 혹은 2량단위 디젤동차가 씨가 말랐지만, 동차의 천국인 일본을 보아도, 대부분의 로컬선 동차는 1량 또는 2량이 1량 구조를 취하며, 각기 중련대응이 되기 때문에 개별 집중식 제어차들이 총괄제어로 운행하는 형태를 갖고 있습니다.

개념적으로는 집중식이고 운용하는 입장에서 바라보면 분산식으로도 볼 수 있는데,

액압방식 에서는 때려죽여도 위에 언급한 한가지 방식 외로는 차량을 구성할 수 없고 해외 그 어디를 뒤져 보아도, 이것에 위배되는 사례를 찾을 수가 없으며 이걸 놓고 분산식이니 집중식이니 하며 논할 필요가 없습니다. 그래서 종종 DC나 DMU로 분류되는 디젤동차형 차량을 놓고는 딱히 동력분산이라는 말을 잘 하지 않는겁니다.

그림도 있으면 좋겠고, 더 자세한 설명이 있으면 좋겠는데, 나중에 집중 VS 분산 포스팅을 따로 올릴때를 기약 하겠습니다.

그러나, 액압식과는 달리 디젤-전기방식의 경우 분산탑재가 충분히 가능합니다.

두번째 사진에 일반적인 전기차량내 동력실 사진을 찾다가, 견인전동기 권선 사진을 넣을까 하다가, 좀 색다른 것을 찾고자 하는 마음에 전기기관차 내부에 굵직한 제어회로 선들이 있는 사진을 택했습니다. 이것이 디젤-전기 동차와는 전혀 상관이 없기는 한데, 유일무이한 디젤전기동차의 전신인 DEC가 10년 전에 흔적도 없이 사라져 버려서 자료사진이 없어서 그냥 ‘전기적연결’ 이라는 느낌이나마 받을 수는 있을것 같아서 집어넣어 봤습니다.

최종적으로 전기에너지로 구동되는 디젤-전기동차의 특성상, 엔진과 주발전기를 하나의 동력차에 밀집시켜 두고 전동기 결선만 따 온다면, 어렵지 않게 분산 탑재를 시킬 수 있습니다.

실제 사례로, 새마을호형 디젤전기동차(DEC)가 그랬습니다.

5량편성으로 이루어진 DEC 동차는 PMC-M-T-M-PMC 으로 편성되었는데, PMC에 680HP급 엔진이 탑재되었고 엔진 바로 뒤에 주 발전기가 연결되어 기계적 토크를 즉시 전기적 에너지로 변환 시켰습니다. 그리고 인접 동력차로 주회로 결선을 연결하여 바로 뒤에 연결된 동력차내 동력대차의 견인전동기에 토크를 전달 시켰습니다.

어찌 됫건 디젤동차의 경우에는 액압식은 무조건 한가지 방식으로 귀결되고, 전기식의 경우 집중식도 분산식도 모두 가능하단 결론이 나옵니다.

(분산식 이라면 위에 언급한 ‘동력거점식’이 되겠죠.)

동력집중식과 동력분산식에 대한 정의는 이정도로 해 둡니다.

2-3장에서 동력분산형 고속철도차량의 특장점에 대해 언급할 것인데, 고속철도 차량에 제한하지 않고 포괄적인 범위에서 집중식 VS 분산식을 전격 비교하는 포스팅을 향후에 올려 보겠습니다.

이제 본격적으로 ‘고속철도’ 라는 범주 내 에서 동력집중식 VS 동력분산식 이야기를 하기에 앞서 과연 해무가 동력분산식 고속철이 맞는지, 어떤 식으로 동력장치를 분산탑재 했는지 알아 봅시다.

2-2. 동력분산식 고속열차가 가지는 특장점과 치명적인 단점.
드디어 본격적으로 해무 얘기를 시작합니다.

위에 동력분산형의 정의에 대해 설명하기 위해 잡설을 많이 한 것 같은데, 지금부터 최소 반절 이상은 해무 이야기만을 바탕으로 하여 집중적으로 이끌어가 보겠습니다.

위 얘기가 절대로 쓸 데 없는 이야기는 아니었음을 이번 장을 잘 보시면 느끼게 되실겁니다.

특히 ‘MC차량의 동력집중식 논란’을 확실하기 뒤엎기 위해서 집중형 차량과 분산형 차량의 구분이 전단계에서 필수적으로 수반되어야 했습니다.

1편에서 언급한 ‘400km/h→430km/h’에 대한 오해에 이어 이번에는 한국의 기술력이 딸려서 해무의 MC 차량을 동력집중식으로 개발했다는 말 까지 나오고 있습니다. 역시 한-일 철도 포럼에서 나온 얘기고 마음같아선 여기에 해당 게시글 링크를 따 오고 싶습니다만. 참겠습니다..

당장 제가 이 나라 철도차량에 대한 애착이 죽기보다 강하고, 한국의 철도차량산업이 단기에 얼마나 고도의 기술적 성장을 이루어 냈는지 잘 알기 때문에..

다분히 우리나라의 기술력을 폄하하려는 의도가 담긴 억측에 기반한 잘못된 상식이 퍼져 한국의 철도차량 기술력이 평가절하 되는일 만은 어떻게든 막아내고 싶어 지는군요.

지난 2월, 경남 창원 현대로템공장에서 6량의 시제편성의 동력전달 구조, 주요 부품의 배치상태를 온몸을 내던지는 수고를 하며 분석해 왔습니다.

[차량 외형 분석]
차량 외/내부를 온몸으로 분석 관찰 했습니다.

해무의 지붕부터 차 바닥까지 남김없이 훑으며, 차량 하부에 탑재되는 각종 부품에 대해서는 우측 하단 사진과 같이 스커드 도어를 통해 확인하고 각 차량마다 연결면간, 바닥까지 비집고 들어가 주요 설비를 육안으로 관찰하고, 사진으로 촬영하고 보통 이렇게 한편성의 열차 밑에 기들어갔다 나오면, 몸이 성한데가 없게 됩니다. 일단 옷은 옷대로 버리고 디젤차에 들어가는 경우에는 들어갔다 나오면 시커먼 기름때가 묻어 난민을 방불케하는 모습이 되어 나오기도 하고.. 종종 하부 기기에 부딫쳐 온몸에 까지고 상처가 나기도 합니다.

레일러 이한수기자님의 어록중 목숨걸고 취재한 KTX-산천 추적기 만큼이나 매번 철도차량을 분석할 때 마다 기본으로 목숨은 내어놓고 다닌다 해도 과언이 아닌일이 되어 버렸습니다.

(제가 만드는 모든 Rollingstock Database는 이런 과정에 의해 창작됩니다.)

그리고 다음으로 공개하는 자료는, 공개된 KTX, KTX-산천, HEMU 비교표 입니다.

제가 제공받은 유일한 자료인 이것을 제외하고는 딱히 차량의 제원에 대해 잘 알려진 것을 찾기가 거의 불가능에 가까웠습니다.

일단 차량 자체가 아직 상용화가 된 것도 아니구요. 계속해서 연구개발이 진행되고 있기 때문에..

뭐 별 수 있나요 늘 해 오던대로 차를 직접 뜯어봐야죠. 그리고 그게 제일 정확하고 차를 알아내기에 가장 좋습니다.

객관적으로 이 표 자체에서 차량에 대해 알아내기에 큰 도움이 될만한 내용은 많지 않은것 같습니다.

몇가지 항목만 눈여겨 보더라도, 옆에 있는 KTX, KTX-산천과 상동되는 내용이 많아 대강 보면 ‘도대체 뭐가 얼마나 좋아 졌다는 거야..’ 라고 느끼기 쉬울 정도로 HEMU-430X 가 가지는 특장점만을 부각시키지는 못 했습니다.

아무래도 언론용 자료 이다보니, 전문성이 깊은 내용은 최대한 압축 요약을 했겠지만요.

대강 훑어 보시면 아시겠지만, KTX-산천에 비해 HEMU가 더 좋아보이는 느낌이 확 와닿는 항목을 보기가 쉽지 않습니다.

표를 통해 정보를 압축ㆍ요약해서 나타내다 보니 치명적인 한계점에 부딫힐 수 밖에 없는 것인데, 분명히 KTX-산천보다 기술적으로 월등합니다.

그게 아니면 이 포스팅을 장편으로 기획할 이유도 없죠. 당장 동력분산형 이라는것 하나만 으로도 성/패가 갈리는데요.

 

[공개된 고속열차 제원 비교표]

표에 1, 2, 3으로 체크를 해 놓았는데, 이 표에서 차량의 동력구조에 대해 알아내는데 일부 도움이 되었습니다.

체크한 내용들은 밑에 MC차량 이야기를 할 때, 인용하게 됩니다.

이제 분석한 데이터를 바탕으로 각 차량별 사진과 함께 동력방식이 어떠한지에 대해 설명해 보겠습니다.

[동력분산형 고속열차와 동력집중형 고속열차의 탑재 기기 비교]

고속열차에 있어 동력집중식과 동력분산식의 차이를 어떻게 하면 간단 명료 하면서도 아주 잘 와닿게 표현할 수 있을지 고민을 하다가, 이런 그림을 그리게 되었습니다.

10량편성 KTX-산천을 중심으로 하여 편성 전체를 절반으로 나눴습니다.

대표적인 집중형 차량인 KTX-산천을 기준으로 대응시키기에 HEMU-430X의 8량 양산 편성이 거의 모든 부분에 대비하여 비교하기에 적합합니다.

KTX-산천 PC카에 집중 탑재되던 설비를 3량의 동력객차에 나누어 싣는다는 개념도를 그려 보았습니다.

실제로 탑재 기기의 용량 및 크기도 분산형에서는 고르고 잘게 분할되기 때문에, 최대한 그런 느낌을 살리기 위해 등분해서 산천의 것 보다 작게 그려 보기도 했구요.

그림을 보시면, KTX-산천에서는 10량 편성을 절반으로 갈랐을때, PC(동력운전제어차)에 주회로 설비가 밀집되어 있습니다.
(녹색으로 표기한 보조전원 장치는 보조전원 계통 설비로 구동과는 연관이 없습니다.)

KTX-산천 PC차량의 차체를 붉은색으로 칠해 놓았는데, 그 붉은색 부분에 주회로 설비가 모두 탑재됩니다. 동력제어차 1량에 집중되는 설비들이 HEMU-430X 에서는 3량분 동력차에 나누어 탑재되며, 차체에 연한 청색으로 표기한 상부와 하단부에 분할 배치됩니다. 그 결과로 전 차량의 객실 내부를 100% 승객 탑승용 공간으로 활용할 수 있게 되었습니다.

 보조전원장치의 경우 3호객차(특실)에 위치하던 SIV가 TC(Trailer coach with Cab)차와 M(Motor coach)차에 각기 나누어 분산 탑재 되었습니다.

가장 먼저 적색으로 표기한 주전력 변환장치는 3량의 동력차마다 한대씩 고루 분산 탑재되어 개별 동력차의 전동기(Traction Motor) 4기를 제어합니다.

주황색으로 표시한 변압기는 팬터그래프가 탑재된 1번, 3번 MP(Motor coach with Pantograph) 으로 나뉘어 탑재되었고, 청색으로 표시간 견인전동기는 대당 출력을 1,100kW 급에서 410kW 단위로 쪼개어 각 동력차마다 배치 되었습니다.

아래에서 실 사진에 표기한 것을 바탕으로 조금더 깊게 들어가 봅니다.

 [KTX-산천의 동력제어차 내 주회로 기기 탑재 위치 표기]


[HEMU-430X 동력객차 1개 UNIT의 주회로 기기 탑재 위치 표기]

이걸 일러스트로 할까 사진으로 할까 하다가. 사진을 갖고 표현을 좀 해봤습니다.

KTX-산천에서는 형광색으로 표기한 동력실 내부에 전장품이 빼곡히 채워집니다. 그랬던 것이, HEMU-430X 에서는 2량단위 유니트 (가장 근접하게는 3량분으로 분할이 적합함.) 에 나누어 싣고 있다는 것을 표현해 본 것입니다.

KTX-산천과 HEMU-430X의 동력차량 내의 탑재 기기가 어떤식으로 배치되는지 대강은 확인 할 수 있습니다.

KTX-산천의 동력차는 편성 전 후에 위치하며 운전실 설비가 구축된 PC(Power car with Cab) 이 됩니다.

이 PC카 한량의 내부에 운전실 공간을 제외한 기계실부를 전체적으로 갈라 팬터그래프, 주변압기, 2기의 모터블록(Motor Block); 주전력변환장치, 4기의 1,100kW급 견인전동기(Traction Motor)가 탑재되고 있습니다.

반면, HEMU-430X에는 2량의 동력차에 동력설비를 나누어 객실내가 아닌 언더프레임 하단과 차량 지붕에 분할 탑재합니다.
그리고 동력차의 차종은 집전장치가 탑재된 MP(Motor coach with Pantograph) 차량과 M(Motor coach)의 두가지로 나뉘어 2량이 1조로 동작할 수 있도록 체계화되어 있습니다.

그냥 지나칠 뻔 했습니다만.제가 HEMU의 전력변환장치를 MPS라고 표기했는데, 제가 이렇게 하고싶어서 한게 아니라, 차체 하부에 주전력변환장치 탑재부에 MPS 라고 쓰여 있었습니다.

HEMU-430X를 분석할 때, 바로 아래 사진에 있는 세가지 문구 때문에 애를 먹었습니다.

애를 먹는다기 보단, 새로운 무언가가 있으리란 느낌에 무척 흥분한 상태로 150m 길이의 시제차 둘레를 계속해서 쏘다니게 만들었죠.

일반적으로 철도차량의 주요 전장품은 통합된 약어를 사용하는게 보통입니다.

주 변압기는 MTr, 주변환장치는 C/I, 보조전원장치는 SIV.

(KTX에서는 주변환장치를 Motor Block. 보조전원장치는 Auxiliary Block 이라고 부르기도 하구요. 원산지에서 그렇게 부르니 그대로 따라 붙였을 뿐.)

어쨋든 우리나라 전기차에서는 저 3가지를 기본으로 씁니다. 차량 제어방식에 따라 C/I 가 아니라 주 저항기(MRe) 등이 되기도 하는데, 전통적으로 이어온 틀을 벗어나는 사례는 거의 없었습니다.

그런데, 차량 전체를 아무리 뒤져도, 위 3개 문구가 새겨진 스커드 도어를 찾을 수가 없었습니다.

그나마 기존의 철도차량에 통용되거나 UIC기준에 의해 체계화된 기호등을 바탕으로 새겨진 비 주류 기기들을 하나씩 추려내고 나니 MTF, MPS, APS 라는 생소한 명칭이 붙은 장치들 만이 남아 있었습니다. 그나마 MTF 는 빨리 눈치를 채긴 했는데, 일단 MPS가 동력차 마다 모두 배치된다는 것 (4기), MTF는 집전부 동력객차에 각 1기 배치 된다는 것에서 영감을 얻긴 했는데, MPS와 APS가 과연 제가 생각하는 그것들이 맞는지 확신을 하기 어려웠습니다.

그리고 만약 맞다면, 무엇의 약자를 풀어 썻길래 저렇게 나온것인지 궁금해 미칠 지경에 이르럿습니다.

결국. 차량이 주행할때, 동력차에서 들려오는 고주파음에 귀를 쫑긋 세우고 들어보기도 하고, 점검을 위해 스커드 도어를 개방했을 때, 장치의 형태를 보며 MPS가 주전력변환장치가 맞다는 것을 확신 할 수 있게 되었습니다.

그리고 아래에 MC차량을 설명할 때 보여 드리겠지만, 운전실 내 디스플레이 모니터를 통해서도 MPS가 전력변환장치가 맞다는 것을 검증할 수 있게 되었구요.

주변압기는 MTr이 아닌, MTF(Main TransFormer) 으로 써 놓았고, 보조전원장치는 SIV가 아닌, APS 라고 새겨져 있었습니다.

그리고 KTX-산천에서 쓰이던 보조블록, 보조인버터 등의 개념을 폐지하고 전동차와 같이 유닛 하나로 통합 시켰습니다.

처음에는 굳이 현업직원들이 익숙한 C/I, SIV 같은 명칭을 두고 새로운 이름을 가져다 붙였을까 싶었는데,

각각의 장비들의 고유 명칭과 역할간의 상관관계를 가만 생각해 보니. HEMU-430X를 개발하면서 철도차량내 주회로 시스템의 부품 명칭을 어느정도 더욱 알맞는 이름으로 바꾸어 정립하려는 시도가 아닌가 싶었습니다.

 HSR350X 개발이후로 철도기술연구원 및 현대로템 기술진 분들이 주전력변환장치를 ‘추진제어장치’ 라고 표현하시는 것을 보고 영감이 들었습니다.

주 추진제어장치 라는 뜻에서 Main Propulsion System 의 약자가 아닐까 하고 감히 추측을 해 봅니다.

약 90%의 확신을 가지고는 있는데, 근거가 없기 때문에, 정확하다고는 말 못 하겠습니다.

(현대로템 및 철도기술연구원 직원분이 계시다면 덧글로좀 알려주세요.. ^^)

APS는 Auxiliary Power System.이 됩니다.

(APS의 용어 풀이를 지적해 주신 팩테크사 관계자분께 감사드립니다.)

MPS를 놓고 고민하다가 미국에서 유학중인 친구에게 이것이 무엇의 약어일것 같냐고 자문을 구해보기도 했는데,

정확한지 아닌지는 모르겠고 유학생 친구 말로는 System 또는 Station, Supply 가 될 수 있지 않을까 라는 여지를 남겨주기도 했습니다.

어찌 됫건 차내 장치 명칭을 개칭하려는 시도는 참 좋아보입니다.

당장 제가 생각해 보기에도 고속열차의 속도를 제어하는 주요 장치를 ‘전력변환장치’ 라고 하기보단, ‘추진제어장치’ 라고 하는것이 더 적합한 표현으로 들리네요. 사실 기능 그자체로 보면 전력변환장치가 맞긴 한데, 넓은 개념에서 바라보면 차량을 총괄적으로 제어하는 설비니까요.

위 사진상에 앞쪽에 연결된 MP 차량에는 팬터그래프, 주변압기, MPS 그리고 4기의 견인전동기가 탑재되고 뒤에 연결된 M차량에는 MPS와 APS, 그리고 4기의 견인전동기 만이 탑재되어 있습니다.

레일러 9호에 기고한 HEMU-430X 기사에 치명적인 오타를 남겼는데, 창원에서 재차 확인해 보니, MPS가 각 동력차마다 설치되어 있더군요.

2월에 로템공장에서 보았을 때에는 MP차량에 MTF와 APS 가 들어가고, M차량에 MPS 2기가 탑재되어 인접차량내 8기의 견인전동기를 2대의 MPS가 제어하는 줄로만 알았는데, 큰 실수를 저질렀습니다. 모쪼록 오보를 내보낸 점에 대해 사과드립니다. (–)(__)

 이 MP-M의 두량이 하나의 유니트로 이루어져 있습니다.
MP차량의 팬터그래프로 부터 AC 25,000V를 받아 MP차량의 주 변압기로 공급시키면, 주 변압기 한대가 MP차량과 인접M 차량에 두량분의 전력을 변성하여 출력 후 M차량에 한대, MP차량에 한대씩 설치된 MPS에 공급합니다.

MP는 사실상 주회로에 필요한 모든 요소(Pan, MTF, MPS, T/M)를 모두 갖추었습니다.

 여기서 KTX-산천의 동력제어차나, HEMU-430X의 집전장치 탑재부 동력객차나 뭐가 다르냐 고 하실지 모릅니다만,

결정적으로 해무의 동력객차는 운전실 설비가 없어 단독 주행이 불가능 합니다. (지극히 상식적인 이야기죠) 일단 여기서 판이 갈려 버립니다.

그리고 앞서 언급한 네가지 장비가 모두 탑재되긴 하는데, 주요 설비의 출력 용량 자체가 차이가 납니다.

정확한 제원은 공개되지 않았지만, 동력차 1량당. 견인전동기 출력만 비교해 봐도 산천은 1,100kW x 4= 4,400kW이고 해무는 410kW x 4=1,610kW입니다.
견인전동기 출력부터 차이가 나는데, 출력에 비례해서 전력변환장치, 변압기의 출력 용량도 결정되고 용량이 커지는 것은 곧 전장품의 부피 증가 요인이 되므로 기기 자체의 크기가 줄어들었다는 것 또한 유추가 가능합니다.

그랬으니, 차체 내부에 빼곡히 채워져야 할 장비를 세량의 언더프레임 하면에 모두 싣을 수 있게 된 것이죠.

여기서, 전장품을 소형ㆍ경량화 설계하여 분할 탑재하는 기술이 분산형 고속열차를 완성시키는 핵심 기술력이 됩니다.

어찌됫건 HEMU-430X가 이를 해냈습니다.

이제 해무의 동력차에 기기가 어떤 방식으로 탑재되는지 대강 알았습니다.

4편에서 본격적으로 시제편성 내 6량의 구성차량 각각에 장비들이 어떻게 탑재되는지 설명 해 보겠습니다.

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