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[신칸센 ‘N700S’ 곧 주행 시험, JR도카이가 가장 신경 쓰는 일]

-고속철도에서 세계 최초로 SiC 소자 채용, 설계대로의 성능을 발휘할 수 있을 것-

　JR도카이는 2020년에 도카이 도 신칸센의 신형 차량 ‘N700S’의 운행을 시작한다. 영업 운전을 위해 3월 20일에는 확인용 시험 차량의 주행시험을 시작한다. 바닥의 구동 시스템에 탄화규소(SiC) 소자를 사용한 것이 특징으로, 구동 시스템을 N700계열보다 20% 가볍게 했다. 고속철도에의 사용은 세계 최초이다.

　구동 시스템에는 모터를 제어하는 컨버터와 인버터가 있고 반도체 소자가 제어 역할을 한다. N700계열은 절연게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 소자를 사용했지만, 발열을 억제하고, 고온에서도 동작할 수 있는 SiC 소자로의 변경을 결정했다.

　변경에 따라, SiC 소자의 냉각 방법을 검토하게 되었다. N700 계열에서 사용 실적이 확대되고 있던 주행 중에 바람을 빨아들이는 방법을 계승하는 것은 결정되었으나, 반도체 소자가 달라지기 때문에 주행 조건별로 냉각상황의 시뮬레이션이 필요하게 되었다.

　2015-2016년에 약 2년간에 걸쳐 컴퓨터에 의한 시뮬레이션을 실시하여 어림짐작하였다. 사토 켄지 차량제어 팀 매니저는 "예상대로의 결과를 얻을 수 있는지에 대해 시간을 두고 조사했다"고 회고했다.

　SiC 소자 채용은 CI뿐만 아니라 모터의 소형화, 경량화를 실현했다. 모터를 구성하는 전자석을 얇게 하여 4개에서 6개로 늘릴 수 있었다. 6극 구동 모터는 신칸센에서는 처음이다.

　소형화, 경량화로 바닥 장비 배치의 자유도가 높아졌다. CI와 변압기를 동일 차량에 탑재 할 수 있기 때문에 장비 배치 패턴을 절반인 4종류로 줄일 수 있다. 차량 편성 시 16량뿐만 아니라 12량, 8량에도 대응 가능해 유연성이 높아진다.

　소형화, 경량화로 리튬이온배터리도 탑재할 수 있다. 재해 시에 전력 공급이 끊겨도 차량만으로 주행할 수 있다.

출처 : https://newswitch.jp/p/12239