直流電車の速度制御について、どのような電動機が使われているのか、パワーエレクトロニクスによる速度制御方式、主な直流電車の諸元などについて説明して下さい
電気鉄道は速度範囲が広く、牽引質量が変化する、線路条件により所要牽引力が変化するなどの特徴がある。また、起動時 (電動機の回転数が低い時) に大きなトルクを必要とする。
このような条件を満たすものとして、長く直流電動機が使用されてきたが、電力用半導体素子として当初のシリコンダイオードから制御が可能なサイリスタや自励変換素子が開発されて、パワーエレクトロニクスの著しい進展により、容易に速度制御ができるようになり軽量で保守が容易な誘導電動機が主になっている。さらに最近では永久磁石同期電動機も使用されている。
ここでは、下記のようなテーマで、直流電車の駆動方式および直流電車の制御方式について説明する、インバータ装置、VVVF制御、永久磁石同期電動機駆動電車、そして主な直流電車の諸元についても説明する。
1. 直流電車の駆動方式
2. 直流電車の制御方式 [1][2]
(1) 誘導電動機の可変電圧可変周波数制御(VVVF制御)
(2) トルク急変時の電動機トルク制御
(3) 永久磁石同期電動機駆動電車 [3]
(4) 主な直流電車の諸元
詳細(続き)は、下記をクリックして、関連資料 「直流電車の速度制御」 をご参照下さい。
参考文献
[1] 持永芳文編著「電気鉄道技術入門」pp.53-63、オーム社、2019年2月
[2] 電気学会編「最新電気鉄道工学(三訂版)」pp.42-58、p.345、コロナ社、2017年8月
[3] 東芝レビュー「東京メトロ銀座線車両向けPMSM主回路システム」Vol.62、No.6、2008
(2021年12月 持永芳文 記)