안산 특수전원장치 및 철도차량 전문기업 다원시스는 지난 9월 25일 국가 R&D 사업인 ‘희토류 저감형 영구자석 동기전동기 개발’ 과제의 최종 자체평가를 성공적으로 완료했다고 밝혔다.

국내 기술로 신규 개발 성공한 ‘희토류 저감형 영구자석 동기전동기 및 차세대 추진 인버터(PMSM)’(제공=다원시스)

이번 과제는 2021년부터 5년간 총 144억 원의 연구비가 투입된 미래선도형 기술개발 사업이다. 다원시스가 주관하고 한국전기연구원(KERI) 등이 참여한 이 사업은 차세대 고속철도(EMU-260/320)에 적용 가능한 고효율·고신뢰성 추진제어 시스템을 순수 국내 기술로 개발하는 것을 목표로 했다.

과제를 통해 새롭게 개발된 영구자석 동기전동기 및 차세대 추진 인버터(이하 PMSM)는 △정격출력 380kW △효율 97.86% △출력밀도 0.85kW/kg 등 세계 최고 수준의 성능이 입증됐다. 특히 기존 고속철도(HEMU-430X) 대비 영구자석 사용량을 단위 토크(Nm)당 9.1g에서 8.7g으로 줄이는 데 성공하며, 고가의 희토류 의존도를 낮추는 핵심 목표를 달성했다.

전동기를 제어하는 추진 인버터 역시 차세대 전력반도체인 ‘SiC MOSFET’을 적용해 △출력용량 460kVA △효율 97.2% △토크 정밀도 99% 이상이라는 뛰어난 성능을 기록했다. 개발된 시스템은 기존 고속철도(EMU-260/320)와 호환되면서도 더욱 작고 가볍게 제작할 수 있어 철도차량의 에너지 효율을 극대화할 수 있으며, 추후 전기차·풍력발전 등 다양한 응용 분야로의 확장성 또한 예상된다.

특히 이번 과제 성공은 국내 철도 기술 경쟁력을 한 단계 끌어올리는 중요한 계기가 될 것으로 보인다. 철도 차량 주행 에너지의 90% 이상을 소비하는 대전력 기기이자 고속철도 핵심 부품인 PMSM의 경량화 및 효율 향상, 희토류 사용 저감을 이뤄낸 것으로, 지금까지 해외 기업에 의존해 왔던 기술의 자립화와 국산화를 위한 중요한 발판을 마련했다는 평가다.

다원시스는 이번 PMSM 개발 성공은 강화되는 국제 환경규제와 고효율을 요구하는 세계 철도 시장의 패러다임에 선제적으로 대응한 결과라며, 본 기술을 바탕으로 국내 고속철도 시장의 기술 독립을 이룸과 동시에 세계 시장 진출을 목표로 후속 연구개발에 박차를 가할 것이라고 밝혔다.

한편 본 과제는 오는 연말 국토교통과학기술진흥원의 최종 연차 평가와 2026년 상반기 국토교통부 최종평가를 거쳐 공식적으로 마무리될 예정이다.

다원시스 소개

다원시스는 1996년 설립돼 전력전자 기술을 기반으로 철도 차량 제작, 철도 노선 운영, 핵융합 전원장치, 가속기 사업을 영위하고 있다. 2010년 코스닥에 상장됐고, 주요 매출은 철도 사업에서 발생하고 있다. 주력 사업은 철도차량 완성차 사업과 핵융합 전원장치 공급 사업이다.

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