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정속운전

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목차

1. 개요

정속 운전은 열차 운전 시 운전사가 조작하지 않아도 설정된 속도를 유지하도록 제어하는 기술이다. 운전사의 피로를 줄이고 속도 향상에 기여하며, 가변 전압 가변 주파수 제어 방식의 발달로 널리 보급되었다. 정속 운전은 마스콘 핸들 조작이나 버튼 조작 등 다양한 방식으로 시작되며, 설정 속도 조정 및 해제 방법 역시 차량의 종류에 따라 다르다. 또한, 일정 속도 이상에서 작동하며, 차량 세척 시 저속 운전을 위한 기능도 존재한다.

2. 정속 운전의 원리

일반적인 열차 운전에서는 역을 출발하여 일정 속도까지 가속하면 관성(관성 주행) 운전을 하지만, 관성 중에 속도가 저하되면 다시 가력 (가속)을 하고, 내리막에서는 증속하지 않도록 브레이크를 미세 조정하면서 통과한다. 그러나 우등 열차 등에서는 다음 정차역까지의 거리가 길어, 운전사는 이러한 작업을 반복하게 되어 운전 피로의 원인이 된다. 그래서 이러한 제어를 자동화한 것이 정속 운전이다.

가변 전압 가변 주파수 제어(VVVF 인버터 제어) 방식이 등장하기 전까지는 복권 정류자 전동기의 분권 코일의 계자 전류를 자기 증폭기, 가변 저항기, 사이리스터 등으로 제어하는 방식이 주류였지만, VVVF 인버터 제어 방식은 주파수를 고정함으로써 간단하게 정속 운전을 얻을 수 있기 때문에 급속히 보급되었다.

운전 곡선이 "톱니 운전"이 되는 것을 억제하고, 최고 속도나 제한 속도를 유지하며 주행할 수 있기 때문에, 전체적으로 속도 향상으로 이어진다는 장점도 있다.

정속 운전은 가속 제어(JR은 가속 제어만 많은 편)와 억속 제어를 자동화한 것으로, 운전사의 조작으로 시작 및 종료 조작이 이루어진다.

정속 운전 시작 방식은 다음과 같다.


  • 마스콘 핸들을 "정속" 노치에 맞추거나 "정속" 버튼을 누른다. 이 유형은 특급형 차량에 많다.



  • * 도부 100계 전동차, 세이부 8500계 전동차, 게이세이 AE100형 전동차, 게이한 8000계 전동차, JR의 일부 차량 등
  • 마스콘 핸들을 일정 추진 노치에 맞춘다. 노치 자체에는 "정속" 표기가 없지만, 잠시 유지하면 정속 운전이 된다. 이 유형은 통근형 차량에 많다.



  • * JR 홋카이도 키하281・283계 기동차[1], 오다큐 70000형 전동차, 도부 50000계 전동차, 도쿄 도 교통국 10-300형 전동차, 한큐 8000계 전동차[2], 도큐 9000계 전동차 등
  • 마스콘 핸들을 정속 운전하고 싶은 속도에 맞춘다. 이 유형은 초기(특히 1960년대 - 1970년대의 도요 전기 제조가 제조한 것) 정속 운전 가능 차량에 많다.



  • * 한큐 2000계 전동차 (폐차), 게이한 600형 전동차 (3대), 게이세이 AE형 전동차 (초대) (폐차), 메이테츠 7500계 전동차 (정속 기능 정지 후 폐차) 등
  • 마스콘 핸들을 "추진"의 최대 노치에 맞추고 "정속" 버튼을 누른다. 이 유형은 JR에 많다.



  • * JR 동일본 E231계 전동차, JR 규슈 815계 전동차, 소테츠 10000계 전동차 등
  • 마스콘 핸들을 "추진"의 4・5 노치에 맞추고 "정속" 버튼을 누른다.



  • * JR 도카이 313계 전동차
  • 마스콘 핸들이 "N (관성)"일 때 "정속" 버튼을 누른다. 이 방식에서는 "N (관성)"에서 핸들을 움직여 정속 운전을 해제한다.



  • * 게이세이 AE형 전동차 (2대)에서 채용되었다.
  • 마스콘 핸들을 P1 이상에 넣은 상태에서, 주행하고 싶은 임의의 속도가 되었을 때 "정속" 버튼을 누른다. 이 방식에서는 핸들을 "N (관성)"으로 하거나 브레이크 핸들을 B1 이상으로 조작하여 해제할 수 있다. 또한 ATC에 의한 자동 감속에 의해 브레이크가 걸리는 것으로도 해제된다.




정속 운전은 일단 "N (관성)"으로 맞추는 등, 정속 노치 이외에 핸들을 움직여 종료한다. 첫 번째 방식의 경우, 정속 운전을 종료하지 않고 설정 속도를 조정할 수 있는 경우가 많다. 또한 어느 정도 속도가 나오지 않으면(대략 60 km/h 이상) 정속 운전이 작동하지 않는 경우가 있다. 차량기지에 설치된 차량 세척기를 통과할 때 대략 10 - 25 km/h 이하에서도 정속 운전이 가능하도록 "저정속 운전" (역정속) 기능을 갖춘 차량도 있다(도쿄 도 교통국 5300형 전동차 등).

2. 1. 기술적 방식

정속 운전은 가속 제어(JR은 가속 제어만 많은 편)와 억속 제어를 자동화한 것으로, 운전사의 조작으로 시작 및 종료 조작이 이루어진다.

정속 운전 시작 방식은 다음과 같다.

  • 마스콘 핸들을 "정속" 노치에 맞추거나 "정속" 버튼을 누른다. 이 유형은 특급형 차량에 많다.



  • * 도부 100계 전동차, 세이부 8500계 전동차, 게이세이 AE100형 전동차, 게이한 8000계 전동차, JR의 일부 차량 등
  • 마스콘 핸들을 일정 추진 노치에 맞춘다. 노치 자체에는 "정속" 표기가 없지만, 잠시 유지하면 정속 운전이 된다. 이 유형은 통근형 차량에 많다.



  • * JR 홋카이도 키하281・283계 기동차[1], 오다큐 70000형 전동차, 도부 50000계 전동차, 도쿄 도 교통국 10-300형 전동차, 한큐 8000계 전동차[2], 도큐 9000계 전동차 등
  • 마스콘 핸들을 정속 운전하고 싶은 속도에 맞춘다. 이 유형은 초기(특히 1960년대 - 1970년대의 도요 전기 제조가 제조한 것) 정속 운전 가능 차량에 많다.



  • * 한큐 2000계 전동차 (폐차), 게이한 600형 전동차 (3대), 게이세이 AE형 전동차 (초대) (폐차), 메이테츠 7500계 전동차 (정속 기능 정지 후 폐차) 등
  • 마스콘 핸들을 "추진"의 최대 노치에 맞추고 "정속" 버튼을 누른다. 이 유형은 JR에 많다.



  • * JR 동일본 E231계 전동차, JR 규슈 815계 전동차, 소테츠 10000계 전동차 등
  • 마스콘 핸들을 "추진"의 4・5 노치에 맞추고 "정속" 버튼을 누른다.



  • * JR 도카이 313계 전동차
  • 마스콘 핸들이 "N (관성)"일 때 "정속" 버튼을 누른다. 이 방식에서는 "N (관성)"에서 핸들을 움직여 정속 운전을 해제한다.



  • * 게이세이 AE형 전동차 (2대)에서 채용되었다.
  • 마스콘 핸들을 P1 이상에 넣은 상태에서, 주행하고 싶은 임의의 속도가 되었을 때 "정속" 버튼을 누른다. 이 방식에서는 핸들을 "N (관성)"으로 하거나 브레이크 핸들을 B1 이상으로 조작하여 해제할 수 있다. 또한 ATC에 의한 자동 감속에 의해 브레이크가 걸리는 것으로도 해제된다.




정속 운전은 일단 "N (관성)"으로 맞추는 등, 정속 노치 이외에 핸들을 움직여 종료한다. 첫 번째 방식의 경우, 정속 운전을 종료하지 않고 설정 속도를 조정할 수 있는 경우가 많다. 또한 어느 정도 속도가 나오지 않으면(대략 60 km/h 이상) 정속 운전이 작동하지 않는 경우가 있다. 차량기지에 설치된 차량 세척기를 통과할 때 대략 10 - 25 km/h 이하에서도 정속 운전이 가능하도록 "저정속 운전" (역정속) 기능을 갖춘 차량도 있다(도쿄 도 교통국 5300형 전동차 등).

2. 2. 작동 메커니즘

정속 운전은 가속 제어(JR은 가속 제어만 많은 편)와 억속 제어를 자동화한 것으로, 운전사의 조작으로 시작 및 종료 조작이 이루어진다.

시작 조작에는 다음과 같은 방식이 있다.

  • 마스콘 핸들을 "정속" 노치에 맞추거나 "정속" 버튼을 누른다. 이 유형은 특급형 차량에 많다. (도부 100계 전동차, 세이부 8500계 전동차, 게이세이 AE100형 전동차, 게이한 8000계 전동차, JR의 일부 차량 등)
  • 마스콘 핸들을 일정 추진 노치에 맞춘다. 노치 자체에는 "정속" 표기가 없지만, 잠시 유지하면 정속 운전이 된다. 이 유형은 통근형 차량에 많다. (JR 홋카이도 키하281・283계 기동차, 오다큐 70000형 전동차, 도부 50000계 전동차, 도쿄 도 교통국 10-300형 전동차, 한큐 8000계 전동차, 도큐 9000계 전동차 등)
  • 마스콘 핸들을 정속 운전하고 싶은 속도에 맞춘다. 이 유형은 초기(특히 1960년대 - 1970년대의 도요 전기 제조가 제조한 것) 정속 운전 가능 차량에 많다. (한큐 2000계 전동차 (폐차), 게이한 600형 전동차 (3대), 게이세이 AE형 전동차 (초대) (폐차), 메이테츠 7500계 전동차 (정속 기능 정지 후 폐차) 등)
  • 마스콘 핸들을 "추진"의 최대 노치에 맞추고 "정속" 버튼을 누른다. 이 유형은 JR에 많다. (JR 동일본 E231계 전동차, JR 규슈 815계 전동차, 소테츠 10000계 전동차 등)
  • 마스콘 핸들을 "추진"의 4・5 노치에 맞추고 "정속" 버튼을 누른다. (JR 도카이 313계 전동차)
  • 마스콘 핸들이 "N (관성)"일 때 "정속" 버튼을 누른다. 이 방식에서는 "N (관성)"에서 핸들을 움직여 정속 운전을 해제한다. (게이세이 AE형 전동차 (2대)에서 채용)
  • 마스콘 핸들을 P1 이상에 넣은 상태에서, 주행하고 싶은 임의의 속도가 되었을 때 "정속" 버튼을 누른다. 이 방식에서는 핸들을 "N (관성)"으로 하거나 브레이크 핸들을 B1 이상으로 조작하여 해제할 수 있다. 또한 ATC에 의한 자동 감속에 의해 브레이크가 걸리는 것으로도 해제된다. (대만 고속철도 (700T형)에서 채용)


정속 운전은 일단 "N (관성)"으로 맞추는 등, 정속 노치 이외에 핸들을 움직여 종료한다. 첫 번째 방식의 경우, 정속 운전을 종료하지 않고 설정 속도를 조정할 수 있는 경우가 많다. 이 경우 정속 노치의 전후에 속도 조정용 노치가 있어서 이것을 사용하여 설정 속도를 조정한다.

어느 정도 속도가 나오지 않으면(철도 차량에 따라 다르지만, 대략 60 km/h 이상) 정속 운전이 작동하지 않는 경우가 있다. 또한 차량기지에 설치된 차량 세척기를 통과할 때 대략 10 - 25 km/h 이하에서도 정속 운전이 가능하도록 "저정속 운전" (역정속) 기능을 갖춘 차량도 있다(도쿄 도 교통국 5300형 전동차 등). 그 때의 조작은 통상적인 정속 운전과는 조금 다르다.

3. 정속 운전의 장점

4. 대한민국의 정속 운전

4. 1. 한국 고속철도의 정속 운전

4. 2. 일반 열차의 정속 운전

5. 한계

참조

[1] 논문 JR北海道・キハ183系の底力 交友社 2004-08-01
[2] 간행물 鉄道ピクトリアル 1997-12


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