가. 의의

- 반도체변압기는 전력반도체소자를 활용하여 철도차량의 주변압기와 컨버터를 일체화시키고 전체 무게를 경향화시킬 수 있는 기술로써, 한국철도기술연구원은 반도체변압기를 기반으로 한 열차 추진시스템 기술을 개발.

나. 주요 연구내용:

- 반도체변압기 기반 철도차량용 추진시스템 기술개발(2.2MW 이상-도시철도, 4.3MW-고속철도)

- AC 25kV 입력, DC 1500V 출력 및 DC 3000V 출력

- 고장 시 비상운전을 위한 Fail-safe 기술개발

가. 도시철도 차량용 반도체변압기 개발 과제

- 연구기간: 2018.04.01. ~ 2023.09.30.

- 연구비: 134억원(정부)

나. 고속철도 차량용 반도체변압기 개발 과제

- 연구기간: 2021.04.01. ~ 2025.12.31.

- 연구비: 133억원(정부)

- 반도체변압기 기반 추진시스템용 특고압 절연 모듈 패키징 기술개발 및 제작

- 60kV 이상 고주파변압기 고절연 기술개발

- 계층구조 제어기에 의한 멀티레벨 절연형 컨버터 동기제어 기술개발

- 고장 시 비상운전을 위한 Fail-safe 기술개발

- 기존 유입식 주변압기를 포함한 주전력변환장치 대비 중량 10% 수준 경량화될 수 있을 것으로 기대되며, 철도차량 축중 감소에 따른 차량(차륜, 베어링 등)/인프라(궤도, 노반 등) 유지보수성 향상

- 기존 주변압기 대비 고효율 및 경량화함으로써 온실가스 감축 목표에 부합 및 고속철도 속도 증대 가능

- 반도체변압기 관련 핵심기술 및 성능검증 기술을 확보함으로써 세계 철도차량용 반도체변압기 기술경쟁력 확보

- 기존 차량의 주전력회로 및 추진시스템 교체 수요 발생 시, 본 과제 성과물의 인터페이스 변경 등을 통해 다양한 철도차량으로 대응이 가능