1. 개요2. 철도차량에서의 구동음
2.1. 디젤 기관차2.2. 전기 기관차, 전기동차
3. 외부 링크4. 관련 문서2.2.1. 저항제어2.2.2. 계자첨가 여자제어2.2.3. 사이리스터 위상제어2.2.4. 초퍼제어2.2.5. 인버터 제어(VVVF)
2.2.5.1. VVVF(GTO)
2.2.5.1.1. 도시바2.2.5.1.2. 도요전기2.2.5.1.3. 미쓰비시2.2.5.1.4. 알스톰2.2.5.1.5. ABB2.2.5.1.6. 지멘스2.2.5.1.7. 지멘스 옥타브2.2.5.1.8. 히타치2.2.5.1.9. AEG2.2.5.1.10. 웨스팅하우스2.2.5.1.11. 제네럴 일렉트릭2.2.5.1.12. UTDC2.2.5.1.13. HOLEC
2.2.5.2. VVVF(IGBT)2.2.5.2.1. 다원시스2.2.5.2.2. 도시바2.2.5.2.3. 도요전기2.2.5.2.4. 미쓰비시2.2.5.2.5. 봄바디어2.2.5.2.6. 스코다2.2.5.2.7. 알스톰2.2.5.2.8. 우진산전2.2.5.2.9. 지멘스2.2.5.2.10. 현대로템2.2.5.2.11. 후지전기2.2.5.2.12. 히타치2.2.5.2.13. ABB2.2.5.2.14. CAF2.2.5.2.15. CRRC
2.2.5.3. VVVF(SiC)2.2.5.3.1. 도시바2.2.5.3.2. 도요전기2.2.5.3.3. 미쓰비시2.2.5.3.4. 봄바디어2.2.5.3.5. 알스톰2.2.5.3.6. 후지전기2.2.5.3.7. 히타치2.2.5.3.8. CRRC
2.2.5.4. VVVF(IGCT)2.2.5.5. VVVF(IEGT)2.2.5.5.1. 도시바
2.2.5.6. VVVF(PTr)2.2.5.6.1. 미쓰비시
2.2.5.7. 리니어 VVVF1. 개요
구동음(驅動音)이라 함은 보통 전동차를 비롯하여 모터나 인버터가 달린 기계가 움직일 때 나는 소리를 뜻한다. 만들어지는 회사에 따라 모터의 구조와 모터를 구동시키는 데 사용하는 인버터가 조금씩 다르니, 당연히 소리가 각 모터마다 다르게 날 수밖에 없다.2. 철도차량에서의 구동음
이 문단은 철도에서의 구동음을 설명한다.보통 도시철도역이나 일반 철도역 같은 곳에서 열차가 발차, 또는 선로에서 주행할 때 내는 커다란 소리들을 이야기한다.
일반인들에겐 별 느낌을 주지 않거나 그저 소음에 불과할 뿐이지만, 기계같은 것들이 내는 크고 아름다운 소리를 좋아하는 철도 동호인 같은 사람들에겐 그야말로 가슴설레게 하는 로망.
물론 모든 철도 동호인들이 구동음을 좋아하는 건 아니다. 철도 동호인들 중에서도 구동음을 그저 시끄러운 소음 정도로 여기는 사람이 많다.
자동차만 해도 메이커 및 만들어내는 공장과 사용하는 엔진 등 부품이 달라 각기 다른 배기음을 내듯, 철도차량들 역시 제조사, 부품, 소재, 제어방식 등 차량의 여러가지 요소로 인해 운행 시 각기 다른 소리 - 즉, 구동음을 내기 마련이다.[1]
또한 직교류겸용 철도차량의 경우 직류와 교류 구동음에 미세한 차이가 있는 경우가 있다. 교류 구간에서는 열차가 막 출발하거나 막 도착할 때 구동음에 잡음이 들리는 경우가 많다.
2.1. 디젤 기관차
디젤 기관차, 특히 특대형의 구동음은 무척이나 요란하고 우렁차기로 유명하다. 디젤연료로 발전기를 돌리는데, 단수인 놋치 별로 소리가 다르다.
한국철도공사 소속 7513호의 발차 구동음. 아주 포효를 뿜어준다.
7012호의 박력만점 구동음.
게다가 풀놋치 상태의 완전히 가속하고 주행 중인 디젤 기관차의 소음은 그야말로 폭격 수준이며, 특히 1호선 라인의 경부선 승강장에 서 있다가 이 열차가 지나가기라도 한다면 심기가 불편해질 정도의 소음을 느낄 수가 있다.[2] 모르는 사람이 들으면 무슨 전투기 비행 훈련하는 줄 알 정도.
2.2. 전기 기관차, 전기동차
전기 기관차나 전동차들 역시 제어 방식이나 제조사 등등 여러가지 요소로 각기 다른 소리를 낸다.2.2.1. 저항제어
서울교통공사 1000호대 저항제어 전동차의 세류~병점간 주행영상.
현제 99%가 전멸한 103계의 구동음.
2.2.2. 계자첨가 여자제어
JR 서일본 221계
2.2.3. 사이리스터 위상제어
소음주의
현제 퇴역한 급구배 구간을 주행하는 8084호와 8085호의 풀가속.[3] 이것도 디젤 기관차 만큼 소음이 심한 편이다. 처음에도 기관차가 몇백미터가 떨어져 있는데 소리가 들릴 정도다.
0:15부터
현제 퇴역한 719계 0번대의 구동음. 구동음은 사이리스터 초퍼제어에 더 가까운 소리를 낸다.
0:21부터
현제 퇴역한 신칸센 100계 전동차의 구동음.
2.2.4. 초퍼제어
미쓰비시제 사이리스터를 장착한 부산교통공사 1000호대 전동차 1세대 32편성 열차의 발차 영상. 퇴역한 서울교통공사 2000호대 초퍼제어 전동차 등 한국 전동차보단 일본 전동차에 가까운 소리를 낸다.
MRT C151형 035/036의 발차.
MTR M-Train A221/A204의 발차.
2.2.5. 인버터 제어(VVVF)
- 일명 전압이 변할 때마다 주파수도 변한다는 의미이므로 전압의 변화로 전동기의 속도(열차의 속도)에 따라 소리의 높낮이도 달라져 구동음이 뚜렷하게 들린다.
2.2.5.1. VVVF(GTO)
GTO 인버터를 사용하는 열차들은 대부분 꽤 우렁차고 요란한 소리를 내는 경향이 있다.[4]2.2.5.1.1. 도시바
2.2.5.1.2. 도요전기
비동기 부분이 특이한데, 두 음이 겹치면서 갈라지는 느낌의 소리가 난다.
2.2.5.1.3. 미쓰비시
동호인들에게 가장 인기가 많은 구동음으로 평가되고 있다. 조용하면서도 잔잔한 소리가 특징이다. 직류편성 차량은 중간에 부웅하는 소리가 더 높게 들린다.
미쓰비시의 초기형 GTO 구동음은 도시바 GTO와 마찬가지로, 음이 3번 꺾이며 올라간다.#
2029년에 서울교통공사 1000호대 VVVF 전동차 1~2차분 전동차가 모두 퇴역하면 들을 수 없게 될 것이다.
2.2.5.1.4. 알스톰
우리나라에서 가장 많이 보이는 구동음이자 철도 동호인들이 가장 선호한다는 구동음이다. 외국인들도 관심을 갖는 편이라고 하며 영, 프 동호인들로 부터 유로스타와 비슷하다는 의견을 많이 보인다.[5] # 댓글 참고유로스타로 운행중인 영국철도 373형의 알스톰 GTO 구동음. 국내에서는 의외로 잘 알려지지 않았으나, 해당 GTO 인버터 모델이 가장 먼저 도입된 차량으로써, 알스톰 GTO 구동음의 원조격 되는 차량이다. TGV 계열 차량 중, 대한민국에 도입된 KTX-1과 달리, 대한민국의 도시철도용 전동차에 도입된 제어모듈과 동일한 시스템을 사용하여, 구동음이 한국 내에서 같은 모델을 사용중인 차량들과 매우 흡사하다. 비록 대한민국의 전동차에 사용 중인 것들과 인버터의 스위칭 타이밍 세팅이 다르기에 통근형 전동차에 비하면 구동음이 매우 길게 늘어졌으나 0:35 부터 익숙한 같은 소리를 냄을 알 수 있다.
알스톰제 GTO 인버터를 장착한 부산교통공사 2000호대 전동차 56편성[6] 열차의 발차 영상. 소음 흡수력이 약한 콘크리트 도상과의 조합 덕택에 매우 큰소리를 낸다. 서울교통공사 4000호대 VVVF 전동차(464~465, 467~469편성) 및 서울 지하철 7호선 7000호대 전동차, 서울교통공사 8000호대 전동차의 알스톰 GTO 구동음에 비해 더 굵고 무거운 소리를 내는 것이 특징이다. 이를 이명박 전 대통령의 목소리와 합성한 버전도 있다.
부산교통공사 2000호대 전동차와 같은 알스톰 GTO 인버터를 사용한 서울교통공사 4000호대 VVVF 전동차. 소음은 위의 2호선과 큰 차이가 없다.
SNCF BB36000 전기 기관차의 알스톰 GTO 인버터 구동음. 마찬가지로, 같은 GTO 인버터 모델을 사용한다.
2.2.5.1.5. ABB
ABB제 GTO 인버터를 장착한 서울교통공사 5000호대 전동차 열차의 발차 영상. 다른 GTO 인버터를 사용하는 전철들에 비해 유독 시끄러운 소리를 내는데, 서울 5호선 자체가 선형이 불량하고 다른 노선에 비해 터널이 좁고 콘크리트 도상인 점이 크다. 시끄러운 소리를 내는 탓에 싫어하는 사람들도 많지만, 오히려 이 특유의 구동음에 크고 아름다운 소리까지 겹치니 이를 더 좋아하는 이들도 있다.
1995년 개통 당시부터 몇년간은, 발차 직후와 정차 직전의 구동음이 현재와는 대조적인 하이톤이었다.[7]
2.2.5.1.6. 지멘스
2.2.5.1.7. 지멘스 옥타브
지멘스제 GTO 인버터를 장착한 몇몇 전기기관차나 전동차들은 특유의 구동음을 내는데, 이 구동음이 그냥 특별한 것이 아니라 마치 악기를 연주하듯 음 높이가 쭉 올라가기 때문. 자세한 건 항목 참조.2.2.5.1.8. 히타치
후기형 GTO의 경우 시속 10km대까지 들을 수 있는 구동음은 지멘스제의 느낌이 있지만 8~9km/h 부근에서 또 하나의 음역이 등장하는데, 20km/h대 근처에서 이 두 음역이 다시 GTO 특유의 저음으로 합쳐져 치솟아 올라가는 듯한 느낌의 구동음이 매우 일품. 특히 타 일제 GTO들은 단이 팍팍 꺾이면서 올라가지만 히타치제 후기형 GTO는 단꺾임이 매우 부드러운 것도 특징이다.
오사카메트로 70계 전동차의 경우는 여타 히타치 GTO 차량과 달리 음역대가 상당히 낮으며 우렁차다. 심지어 이 낮은 초기 음역대를 매우 길게 끌고 가기 때문에 GTO 차량중에서도 독특한 구동음을 자랑한다.
2.2.5.1.9. AEG
2.2.5.1.10. 웨스팅하우스
타이베이 첩운 C301형 전동차의 경우 2017년까지 이 구동음을 썼으나 소자 교체로 모조리 봄바디어제 IGBT로 바뀌었다.
2.2.5.1.11. 제네럴 일렉트릭
로스앤젤레스 메트로의 중형전철 차량의 경우 초기분들은 초퍼제어이나 1990년대 후반에 나온 차량들은 VVVF 제어다.
2.2.5.1.12. UTDC
2.2.5.1.13. HOLEC
2.2.5.2. VVVF(IGBT)
IGBT 인버터를 장착한 차량들은 GTO보다 높고 날카로운 음색을 내는 경향이 있다. 사용되는 열차는 IGBT 항목 참조. 요즘 나오는 열차들은 거의 다 IGBT가 사용된다.[8]2.2.5.2.1. 다원시스
동기부분이 많이 날카롭다. 국내 기업인 KEC에서 개발한 소자를 면허생산하여 사용한다.
2.2.5.2.2. 도시바
도시바제 VVVF-IGBT 인버터를 장착한 한국철도공사 371000호대 전동차의 구동음. 가속 시와 다르게 감속 시에 GTO 구동음이 난다.
해당영상은 교류 구간의 구동음이며, 직류 구간의 구동음은 다소 차이가 있다.
유도전동기가 장착된 경우 보통 바람소리로 시작해서 바람소리로 끝내는 경향이 있다.
도쿄메트로 16000계 전동차 1~3차차
초기형 PMSM(영구자석 동기전동기)인 SEA-535형이다. PMSM의 전력효율이 우수하기 때문에 동일본 대지진 이후 절전 대책을 배경으로 적극적으로 도입하게 되었다. 하나의 인버터로 4기의 모터를 제어하는 방식이다.
키타오사카 급행전철 9000형 전동차
위와 사양이 동일하다. 동일본과 다르게 서일본에서는 PMSM이 매우 드물다.
부산교통공사 1000호대 전동차/2세대 이후 (신)1~11편성의 구동음.
신형 모터(SEA-548로 추정)를 채택하여 위의 초기형 PMSM과 구동음과 차이를 보인다. 스타워즈 다스 베이더의 숨소리와 닮은 것이 특징이다. 이것은 인버터가 랜덤 PWM 변조 방식을 채용했기 때문이다.[9][10]
2.2.5.2.3. 도요전기
다른 회사의 인버터보다 비동기음이 짧은 것이 특징이다.
2.2.5.2.4. 미쓰비시
미쓰비시제 IGBT 인버터를 장착한 서울교통공사 6000호대 전동차의 구동음.
해외의 미쓰비시제 IGBT 인버터가 장착된 전동차의 구동음.
서울교통공사 6000호대 전동차, 도쿄도 교통국 6300형 전동차 3차차 등 일부 전동차에서 단이 급격히 올라가는 일명 "회오리 인버터(竜巻インバータ)"라는 구동음이 난다.
2.2.5.2.5. 봄바디어
- ALP-45DP 의 구동음.
일부 차량에서는 서울교통공사 2000호대 VVVF 전동차 1, 2차분, 서울교통공사 3000호대 VVVF 전동차 1차분, 서울 지하철 9호선 9000호대 전동차, 인천교통공사 1000호대 전동차 2차분의 현대로템 IPM 같은 구동음을 내는 차량도 있다.
2.2.5.2.6. 스코다
2.2.5.2.7. 알스톰
2.2.5.2.8. 우진산전
구동음이 비동기부분은 도시바 IGBT와 비슷하고, 동기부분은 현대로템 IGBT와 비슷하다.
2.2.5.2.9. 지멘스
인버터의 종류나 전동기의 종류에 따라 달라지는데, 케이큐 1000형 전동차 알루미늄 후기 제작분과 도쿄도 교통국 E5000형 전기 기관차의 경우 GTO 인버터와 구동음이 유사하다.
2.2.5.2.10. 현대로템
서울교통공사 3000호대 VVVF 전동차의 발차 영상.
위의 열차와는 동일한 부품을 사용함에도 피치가 높은 구동음도 있다.
위의 미쓰비시제 소자를 로템에서 국산화 및 개량하여 국내 철도차량에 폭넓게 적용하고 있다.
2.2.5.2.11. 후지전기
2.2.5.2.12. 히타치
대구교통공사 3000호대 전동차를 포함한 해외의 히타치 IGBT 인버터가 장착된 전동차의 구동음.
완전히 감속하기 직전에 단이 팍 꺾이는 경향이 있다.
한국에서도 위의 우진산전에서 이 회사의 소자를 기반으로 하여 국산화 한 소자를 자사 차량에 사용한다.
2.2.5.2.13. ABB
2.2.5.2.14. CAF
2.2.5.2.15. CRRC
호주 멜버른 메트로 트레인스의 신차인 HCMT (High Capacity Metro Train)의 구동음.
2.2.5.3. VVVF(SiC)
IGBT 인버터처럼 높고 날카로운 음색을 내는 경향이 있다.[11]
2.2.5.3.1. 도시바
유도전동기가 장착된 227계 전동차 1000번대의 구동음.
PMSM이 장착된 도쿄메트로 2000계 전동차의 구동음.
2.2.5.3.2. 도요전기
동 회사의 IGBT 인버터와 유사한 구동음을 낸다.
2.2.5.3.3. 미쓰비시
구동음의 톤이 상당히 높다. 매우 높은 톤으로 시작하여 같은 톤에서 끝나는 새로운 형식의 구동음을 들을 수 있다. 그래서인지 호불호가 어느정도 갈리는 편.
아래는 미쓰비시제 VVVF-SiC 인버터를 탑재한 네덜란드 NS의 Sprinter SNG의 구동음. #
2.2.5.3.4. 봄바디어
2.2.5.3.5. 알스톰
2.2.5.3.6. 후지전기
2.2.5.3.7. 히타치
유도전동기가 장착된 경우 완전히 감속하기 직전에 단이 부드럽게 내려간다.
2.2.5.3.8. CRRC
2.2.5.4. VVVF(IGCT)
시험용 차량인 HSR-350X의 발차.
2.2.5.5. VVVF(IEGT)
2.2.5.5.1. 도시바
0:54부터
도큐 5080계의 발차.
0:15부터
도큐 6000계의 발차.
2.2.5.6. VVVF(PTr)
2.2.5.6.1. 미쓰비시
0:10부터
207계 0번대의 발차. 구동음이 특이한데 그건 GTO 초퍼제어와 3레벨 VVVF 파워 트랜지스터 인버터를 혼용하는 것이 특징으로 이 때문에 매우 특이한 구동음이 난다.
2.2.5.7. 리니어 VVVF
리니어 모터 전동차는 전자기력으로 직접 열차를 움직이게 하는 구동 방식 특성상 회전형 모터와는 구동음이 많이 다른데, 기동주행과 평주행 소리가 뚜렷이 나뉘고, 주파수 변화가 매우 선형적이다.발차 시 기동주행을 생략하면 아트란티스처럼 급발진한다.[12]
자기부상열차도 원리는 동일하기에 구동음도 크게 다르지 않다.
일본형 철차륜 리니어용 소자는 크게 히타치와 미쓰비시로 양분된다.
오사카메트로 나가호리츠루미료쿠치선, 이마자토스지선 (히타치).
기동주행을 생략한 최대 가속 버전.
오사카메트로 이마자토스지선 전 구간 히타치제 IGBT 주행음.
고베 시영 지하철 카이간선 (미쓰비시).
- 센다이시 지하철 토자이선 (미쓰비시).
- 도영 지하철 오에도선 (히타치).
- 요코하마 시영 지하철 그린라인 (미쓰비시).
- 오사카메트로 이마자토스지선 (히타치).
자기부상열차 아이치 고속교통 리니모 (도요전기).
인천공항 자기부상철도 (현대로템).
용인 에버라인의 INNOVIA Metro Mark II (도시바).
롯데월드의 아트란티스와 원리와 소리가 거의 똑같지만, 이쪽은 동기전동기를 쓴다.
3. 외부 링크
4. 관련 문서
[1] 철도차량의 교류전동기 제어 방식으로 주로 쓰이는 VVVF 문서를 보면 알겠지만, 같은 부품/소자를 사용해도, 어떤 세팅을 하는지에 따라 소리가 달라질 수도 있다.[2] 경우에 따라 풀놋치 상태의 완전 가속이 아닌 경우도 많은데, 안전상의 이유로 무정차 역을 통과할 때엔 감속을 하는 경우가 거의 대다수이다.[3] 본 문서를 보면 알겠지만 해당 구간은 중앙선 단성 ~ 죽령 구간으로, 상당한 급구배가 존재하여 또아리굴(대강터널)이 있었다. 현재는 2020년에 이루어진 중앙선 이설로 폐선되어 영영 볼 수 없게 되었다.[4] 1980년대 중후반에서 1990년대 초까지는 제일 많이 쓰이던 VVVF 소자 였으나 92년 부터 나온 영단 06계를 시작으로 IGBT가 일본 내에서도 널리 쓰이게 되면서 사양길이었지만 나머지 국가들에서는 1990년대 말까지 쓰였다.[5] 국내외 막론하고 알스톰 구동음 내는 차는 인기 있는 편이다.[6] 현재 56편성은 다원시스제 IGBT로 개조되었다.[7] 한신 5500계 전동차 같은 일부 후기형 미쓰비시 VVVF-GTO 인버터를 쓰는 차량과 비슷한 구동음이다. 재미난건 한신 5500계 전동차 중에서 도입 초창기에 일부 차량은 정 반대로 서울교통공사 5000호대 전동차의 현재 구동음과 흡사한 로우톤의 구동음을 내는 차량도 잠시 있었으나 얼마 지나지 않아 VVVF 인버터의 소프트웨어를 변경되면서 지금의 하이톤 구동음으로 바뀌었다.[8] 물론 2010년대 중반 일본, 2010년대 후반 스웨덴, 2020년대 초반 싱가포르 처럼 SiC 방식을 택하는 나라들이 많아지는 현실이긴 하지만 단가 문제로 아직은 IGBT가 더 많이 쓰인다.[9] PWM 캐리어 주파수를 일정하게 두지 않고 연속적으로 랜덤하게 변조하면 EMI가 특정 주파수로 집중되지 않고 골고루 분산되는 효과가 있다. 더불어 전동기에서 발생하는 음향 주파수 또한 분산되므로 자극적인 고주파음이 발생하지 않고 쉬익하는 소리가 되어 소음이 억제된다는 장점도 있다. 랜덤 PWM은 일본제 구형 IGBT 및 SiC 트랙션 인버터를 장착한 전동차에 많이 채용되며 일부 전기차 및 산업용 VFD에도 채용된다.#[10] 또한 해당 시스템은 센서리스 제어를 사용하여 후술할 고주파 주입법으로 인해 출발이나 정차 직전에 낮은 음이 난다.[11] 2024년 현재는 한국에서는 듣기 매우 힘든 구동음이다. 한국철도기술연구원 수소동차만 이 소자를 택했다. 현재 한국이 SiC 도입에 미온적인 이유는 차량 관리를 편하게 하려고 IGBT 소자 차량을 도입하는 경향이 크다. 최저입찰제로 인한 신기술 탑재를 꺼리는 것도 SiC 소자 차량의 도입을 늦추는 원인이기도 하다. 사실 해외에서도 일본,싱가포르,스웨덴,대만 정도를 제외하면 SiC는 그리 흔하지 않다.[12] 중량의 영향을 크게 받기 때문에 만차 시에는 가속도가 확 줄어든다. 이 격차를 줄이기 위해서도 기동주행을 한다.