기술동향
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고속자기부상열차의 “동력 심장” 핵심 기술 파악

최근, 중국 중처주저우(中车株洲)유한회사(CCRC)가 참여한 중국 "13차 5개년 계획" 중점개발 계획 "고속자기부상 교통시스템 핵심기술 연구" 서브 프로젝트가 이미 긴고정자(지상 1차, long stator) 직선형전동기와 서스펜션 전자석 독자 개발에 성공하여 시속 600km 자기부상열차 시제품에 응용되어 양호한 운행상태를 보였다. 이는 중국의 고속자기부상열차 핵심기술이 세계 선두를 달리고 있음을 의미한다. 고속자기부상열차와 중저속자기부상열차는 전기구동에 대한 요구가 서로 다르다. 중저속자기부상열차는 주로 접촉망을 통해 전력을 공급받는데 이런 전력공급 방식은 고출력 고속자기부상열차의 안정적인 전력 공급을 보장할 수 없다. 또한, 열차가 지면에 부착하여 고속 "비행"하기 때문에 열차 자체의 중량을 최대한 감소시켜야 한다. 연구팀은 긴고정자 직선형전동기를 개발하여 중저속자기부상열차의 차상 1차(short stator) 직선형전동기의 "고정자"를 차체에서 궤도로 옮겨 지상 전력공급 설비가 직접 전력을 공급하게 함으로써 안정적인 전력공급을 확보했다. 고출력 인버터도 열차에서 지상으로 옮겨 열차의 자체 중량을 대폭 감소시켰다. 해당 긴고정자 직선형전동기는 고속 운행하는 열차의 고출력 요구를 충족시킴과 아울러 열차에 부상력과 견인력을 제공한다. 중저속자기부상의 차상 1차 구조와 비교해 긴고정자는 동시 제어 방식을 이용하여 전동기 효율을 20 % 향상시키고, 전동기 전압을 10 % 이상 향상시켰다. CRRC는 긴고정자 직선형전동기, 부상, 가이드 및 브레이크 전자석 기술과 엔지니어링 제조 연구에 초점을 맞추고 3년간 독자 개발을 진행하여 3D 시뮬레이션플랫폼, 유한요소시뮬레이션플랫폼, 온도장 시뮬레이션 플랫폼, 시험 검증, 공정 검증 등 분야에서 단계적 성과를 이루었고 고속자기부상열차 전동기 구동의 핵심 기술을 보유했다.

중국 희토자원세 대폭 인상해 발언권 장악

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중국정부가 희토 발언권을 장악하기 위해 부분 희토류 제품의 수출관세를 상향조정한데 이어 희토류 자원세액을 대폭 인상하는 조치를 취했다. 재정부와 국가세무총국은 최근 통지를 발표하고, 4월 1일부터 희토류 광석 자원세의 기준세액을 적어도 10배이상 일괄적으로 상향조정한다고 밝혔다. 이번 세액의 조정으로 바스트네사이트(bastnasite), 모나자이트(monazite)를 포함한 경(輕)희토류에는 톤 당 60위안, 제노타임(xenotime), 이온형 희토광 등을 포함한 중중(中·重)희토류에는 톤당 30위안의 세금을 부과하기로 결정하였다. 기존의 자원세 잠정조례규정대로라면 희토류 광석은 그동안 ‘기타 비철금속 원광’세목에 포함시켜 톤당 0.50~3.00위안의 자원세를 적용해왔다. 이번에 자원세액기준을 대폭 인상한 것은 중국정부가 희토자원을 보다 엄격히 통제하기 위한 조치이다. 신에너지, 신소재, 환경보호, 우주항공과 전자정보 등 전략적 신성장동력산업의 관련 분야에 날로 광범위하게 응용됨에 따라 희토는 전략적 신성장동력산업의 필수적인 관건 원재료가 되었다. 자원세액기준을 인상하면 희토기업의 채굴원가를 상승시켜 희토자원을 한층 더 집중하는데 유리하며 특히 일부 중대형 기업의 자원공급물량을 확보하는데 유리하다는 것이 전문가의 분석이다. 바오터우의 희토산업 관계자는 세액을 인상하면 기업이 부담하는 채광원가가 높아져 일부 중소기업이 도태될 가능성이 있다고 분석했다. 희토자원이 소수 대형기업에 집중될 경우 희토자원 채굴단속과 자원의 효율적인 이용에 유리하게 작용할 것이다. 올해 양회기간 일부 대표는 희토자원세 세율을 높일 것을 제안을 한 적 있으며, 관계 부문은 희토자원세 세액을 높여 원천부터 희토의 시장가격을 높여 자원의 희소성과 채굴의 환경원가를 반영하며 또한 수급관계를 변화시킴으로써 밀수와 기타 국가의 희토사재기현상을 효과적으로 억제할 것을 제안한바 있다. 이에 앞서 희토류의 저가 판매현상을 돌려세우기 위해 정부차원에서 다양한 정책조치를 취하였다. 2007년부터 중국은 희토류 생산지령성계획을 실시하였고 또한 해마다 수출쿼터를 감소하여 희토수출을 규제함으로써 국제시장에서의 희토가격을 일정정도 높였다. 중국은 희토산업의 발언권을 장악하기 위해서는 희토가격 인상이나 자국내 우위기업의 자원집중과 재배분에 의존하기 보다는 희토 정밀가공분야를 발전시키는 것이 우선 풀어야 할 숙제로 남아있다. 그밖에 희토류 대기업의 동조의 미흡은 국제희토시장에서 발언권 장악하는데 걸림돌이 되었다.

-38℃ 저온 운행 가능한 지하철 등장

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지난 3월 25일 중국북차장춘궤도객차주식유한공사(中国北车长春轨道客车股份有限公司, 이하 장춘객차공사)는 하얼빈지하철그룹유한공사와 하얼빈시 궤도교통 1호선 1기와 2기 공정 지하철 차량 구매계약을 체결했다. 이로써 ‘얼음의 도시’ 하얼빈시를 위해 개발한 중국 최초의 저온내성 지하철 차량이 등장하게 되었다. 장춘객차공사는 겨울철 지하철의 정상운영을 충족시켜주기 위해 차량의 각 시스템 성능을 전반적으로 향상시켜 -38℃ 저온에서도 지속 운행을 가능케 했다. 차량은 최고 시속이 80km이고, 냉난방에어컨에 대해 특수 설계를 했으며 2012년 말 전으로 개통될 계획이다. 동 지하철 차량은 선진국 수준의 망 제어시스템을 적용하고 감시, 진단, 제어 기능을 통합했으며 국제표준에 부합된다. 브레이크 제어 시스템은 최초로 차량 6대를 한 세트로 조합한 독립적인 통신시스템 구조와 분산형 브레이크 제어 방식을 적용했다. 이에 따라 브레이크 제어 속도가 빨라져 차량 네트워크시스템의 제약을 받지 않게 되었고 안전성과 신뢰성이 더욱 높아졌다. 이밖에 모듈화 설계방식을 채택함으로써 구조의 합리성과 조작의 편리성을 더욱 높였다.

‘12.5’ 계획요강 선박산업 발전핵심 제시

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지난 3월 14일 발표된 ‘12.5’ 계획요강은 선박산업의 신규 국제조선표준에 적응하며 현대적인 조선모델을 수립하여 첨단기술과 고부가가치 선박과 부대설비를 발전시킬 것을 요구했다. ‘12.5’ 계획요강에 제시된 선박산업의 발전핵심: 0 신규 국제조선표준에 따라 벌크선, 유조선, 컨테이너선 등 3대 주력선박 업그레이드 0 선박부대산업 발전수준과 선박용 설비 선적률 향상 0 대형 액화천연가스(LNG)선, 대형 액화석유가스(LPG)선, 원양어선, 호화 여객선 등의 첨단기술과 고부가가치 선박 집중발전 0 해양 모바일 시추 플랫폼, 부유식 생산시스템, 해양공정 작업선과 보조선 및 핵심 부대설비, 시스템의 자체 설계 및 제조 가속화

‘11.5’기간 중형장비와 고급수치제어선반 성능 크게 향상

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‘11.5’기간 ‘고급 수치제어(CNC)선반과 기초제조장비’전문프로젝트 실시를 통해 고속 고정밀 운동제어, 신뢰성 설계 등 일부 핵심기술에서 획기적인 성과를 거두었으며, 선진국 수준의 대중형 장비 십 수종을 연구개발했다. 이에 따라 장비제조업은 금융위기 대처에 큰 역할을 발휘하고 항공우주 등 4대 분야의 일부 수요를 충족시켜주었으며 ‘11.5’ 전문프로젝트 연구목표에 도달했다. 세계 최대의 3.6만톤급 철금속 수직 압출기는 최근에 이미 생산에 투입되고 동력전달과 제어 운행시스템의 설계 및 제조 등 많은 분야에서 핵심기술 난제를 해결했다. 이에 따라 해외 기업은 벽이 두꺼운 대구경 강관의 가격을 톤당 18만 위안에서 5만 위안으로 인하했다. 앞으로 기업들이 해당 압출기를 사용할 경우 연간 100억 위안 이상의 원가를 절약할 수 있다.    대형 원자력발전소 터빈 케이스 및 기타 핵심부품 가공에 활용되는 10m 규모의 브리지형과 플레이너형 CNC 밀링머신 도구는 트리플빔 조립, 가공공법 등의 핵심기술을 장악하고 선반의 가공정밀도를 확보했으며, 두 대의 관련 선반은 이미 사용들이 사용하고 있다. 회전지름이 5m, 하중이 500톤인 초중형 수평 보링 선반은 초중형 고정밀도 공기정압 스핀들 기술 등 핵심기술에서 획기적인 성과를 거두고 선반의 주요 기술성능 지표를 선진국 수준으로 끌어올렸으며 이미 사용자들이 사용하고 있고, 110만kw급 원자력발전에 필요한 반속(半速) 회전자 가공을 수행했다.   수치제어시스템 분야에서 다중축 멀티채널과 버스형 고급 CNC 장비를 개발하고 다중축 보간 알고리즘, 오류 보정 등 핵심 기술 분야에서 자체 지재권을 형성했다. 화중(华中)수치제어, 광주수치제어 등 기업은 이미 오픈식 고급 CNC장비 샘플기를 50대 생산했다.