저항제어

저항제어(Rheostatic control,抵抗制御)는 직류 전동기의 속도를 제어하는 방법의 하나로, 전동차와 직렬로 넣은 저항의 값을 바꿈으로써 제어한다.

개요
 저항제어란 전원 전압과 전기자 역기전력의 차이 전압을 기동 저항기에 부담시켜 허용 전류내에서 기동시키는 방식이다.
 기동시의 전류가 허용 최대치에 들어가도록, 회로 저항이 전원 전압과 전기자력, 기전력의 차이 전압을 허용 전류로 나눈 값이 되도록 직렬로 기동 저항기를 접속해 시동한다.
 회전 속도의 상승에 따라 역기 전력이 커져 차이 전압이 줄어들므로 차이 전압에 비례해 서서히 저항을 줄인다.
 자동가속제어의 경우, 한류계전기를 병용하여 전기자 전류가 일정치까지 줄어들 때마다 캠축 또는 유닛 스위치의 동작에 의해 저항을 조절하여 가속도를 거의 일정하게 유지한다. 이 일정 전류치를 한류치(限流値)라고 한다. 저항제어에서는 한류치＜평균 가속 전류＜최대 전류의 관계가 성립된다.

장단점

장점 
 회로 구성이 간단하며 일상적인 점검이나 수리도 용이하다.
 VVVF 제어가 주류가 된 지금도 해외의 중소 규모 사철 등에 다수의 저항제어 차량이 남아있는 요인이므로, 서일본 여객철도(이하 JR서일본)과 큐슈 여객철도(이하 JR큐슈)의 103계 전동차가 아직 남아있는 상태이다.
 직류직권전동기를 사용할 수 있다.
 상대적으로 조용하다 특히 그 전철역에서 다음역으로 갈 때나 그역에 정차할 때 생기는 구동음은 소음이 적다

단점 
 역행 시의 캠축 또는 유닛 스위치에 의한 저항 진단(進段) 도중, 특히 직렬→병렬 전환시에 큰 전후충동이 발생한다. 또 가속력이 변동하기 때문에 점착성능이 떨어져, MT비가 낮으면 기동가속도를 높일 수 없다.
 충동을 최대한 억제하면서 점착성능을 높이기 위해 버니어 스위치에 의한 초다단제어가 개발되어(버니어 제어를 참조) 1960년대에 해외의 철도 사업자 일본국유철도(현 JR), 오다큐, 제도고속도교통영단(현 도쿄메트로)등이 채용했다. 버니어 스위치를 병설할 경우 충동을 크게 줄일 수 있지만 정비성 면에서 불리해진다.
 지하철 등 높은 가속 성능을 필요로 하는 노선에는 현재의 VVVF 제어로는 1M1T정도로도 충분하지만, 저항제어밖에 없었던 시절에는 MT비를 높게(전M차 혹은 8M2T 등) 설정할 수밖에 없었다.
 전기적인 제동방식을 장비하는 경우, 간략하지만 저항손실을 수반하는 발전제동을 사용하는 것이 일반적이기 때문에 제동시에 발생하는 전기 에너지를 제대로 활용할 수 없다. (계자 초퍼 제어 등 계자 조정기를 탑재하여 회생제동을 가능케 한 경우도 있다. 복권전동기를 사용하여 보다 효율적인 회생제동이 가능케 하였다)
 제어 단수에 따라 다르지만, 발전제동 시에도 역행시와 마찬가지로 전후충동이 발생한다.
 지하철 등에서는 저항기에서 발생하는 열로 터널 내 온도가 올라갈 우려가 있으며 무더운 여름철 기관사와 승객의 불쾌지수가 올라간다.(회생제동을 사용하지 않는 경우, 가속시의 저항 손실보다 훨씬 큰 속도 에너지가 전부 열로 변한다). 앞서 서술한 MT비의 문제로 전동차 자체가 많은 것도 있어, 발열 문제를 더욱 심각하게 한다.
 직류직권전동기를 사용하므로 브러시와 정류자 교환이 필요하다.

같이 보기 
 계자 초퍼 제어
 전기자 초퍼 제어
 계자첨가 여자제어
 가변 전압 가변 주파수 제어

철도차량공학