【架線・第三軌条】電気設備【変電所・発電所】

1 ：名無しでGO!：2015/05/18(月) 22:07:55.37 ID:20SKOo4z0.net

鉄道の架線、第三軌条や変電所、発電所などの鉄道の電気設備を語るスレです。
セクションなど関連する事柄でもOK!!

973 ：名無しでGO!：2018/06/17(日) 23:43:15.87 ID:TRhbEdDJ0.net

>>971
「一般に、利用速度範囲が広い用途には直流直巻モータが適する」ってのが半分伝説であり、
限流継電器で定電流＝定トルク起動を行わせる起動領域は全く違うってことを営団地下鉄が真っ先に気付いて、
分巻モーターを使った制御方式の電車を作った。その方式を4象限制御などと呼んだ。

直巻モーターが並列フルステップに達して＝一旦起動したあとは、電源電圧が固定されているので、
電機子が発電する電圧：電機子起電力も「電源電圧−抵抗降下」でほぼ一定するのだが、
電流が減って比例して磁束が減り、それでも同じ電圧を発電するには高速回転して状況に合わせる。
こうした電流と回転数の反比例する領域を「直巻モータの特性領域」と喚び、これをもって「電鉄に適する」と古くから云われている「根拠」である。
　起動時には界磁の磁束は飽和していて、電流依存性はほとんど無い領域で起動してるから、励磁が直巻でも分巻でも関係ないのだ。

それに対し、界磁の励磁量を速度に適して自由に変えることができれば、直巻の必要はない、分巻で行けると考えたのが営団、4象限チョッパー。
巻線数の多い分巻巻線では変化に対する応答が遅くなり、電圧急変に対して線楽などの事故を起こしやすいのは結構重い欠点。
これをクリヤするのが、巻数の少ない大電流の直巻界磁を独立電源で制御して応答速度を劇的に速めた「界磁添加制御」。
実質、分巻界磁を独立に制御する点で、分巻方式も界磁添加制御方式も共通なのだ。
　高速領域での回生失効はどの方式でも共通のこと。201系では直列抵抗を入れて有効速度を上げるなんてことをしてる。その点、無関係。

してみると、応答の遅い分巻界磁制御で、整流子を持つ厄介な機構の4象限制御よりは、
メンテが極小の交流かご形誘導モータを使うVVVFコンバータの方が安定。→安くなったインバータ方式に全面切換は無理からぬところ。

974 ：名無しでGO!：2018/06/18(月) 00:44:52.86 ID:ZTvuWLm80.net

>>973
直流電機子電動機の界磁巻線は、
直巻、分巻、と両者折衷の複巻ね。
あと、電動機チョッパはとにかく高価だったので、
さらに金をかけてきめ細かい界磁制御まで加えるなんて芸当は
旧営団と東武の地下鉄乗入車くらいしかやってない。
そういや、201系は主制御器の過熱が問題で、機器箱に特殊な白色塗料を塗ったりしてましたね。

975 ：名無しでGO!：2018/06/19(火) 00:21:45.49 ID:SqM+UJ6M0.net

創価と警察と在日マフィアによる集団ストーカーの証拠動画。
(警察車両ナンバー入り。)
https://www.youtube.com/watch?v=gTOBN1AkSz0
https://www.youtube.com/watch?v=bbPcpPwO3ug
https://www.youtube.com/watch?v=de1jeSPGGNo

恐ろしくて、お漏らししそう(･ω･｡)

976 ：名無しでGO!：2018/06/19(火) 23:56:36.10 ID:aK0Bo/ij0.net

最近の電車はほとんど真空遮断器が使われいるようだけど
真空遮断器は亀裂が入って中に空気が入っても電流を遮断できるんだよね？

977 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 06:36:41.51 ID:uy9QwiR60.net

>>976
もちろん、微小電流であれば容易に遮断可能です

978 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 13:14:58.09 ID:XgxpIVGG0.net

>>974
> 直流電機子電動機の界磁巻線は、 直巻、分巻、と両者折衷の複巻ね。
　重要なことは、直巻巻線は起動時に使い、分巻巻線は回生制動（および特性領域での界磁制御）に使って、分離独立使用だってこと。
機能切り替えで使っていて「折衷的利用」はないよ。その構造的無駄を整理したのが後の205系などの「界磁添加制御」。

> あと、電動機チョッパはとにかく高価だったので、
　起動抵抗損が最高速度のエネルギーの1/18と、微々たるものなのに、
それを無くするために高価な電機子チョッパーは勿体ない＝使わない
＝界磁チョッパーに留めるってのが諸私鉄の方針。起動抵抗損1/18は捨てたってことだ。後年の205系も同じ思想。

> さらに金をかけてきめ細かい界磁制御まで加えるなんて芸当は 旧営団と東武の地下鉄乗入車くらいしかやってない。
> そういや、201系は主制御器の過熱が問題で、機器箱に特殊な白色塗料を塗ったりしてましたね。

？弱界磁くらいはやってるはずだけどねぇ。
強弱ってのは相対問題で、起動時は最大磁束で起動したいが、定常運行時は適切な値でというのはあり、
私鉄の標準的電動機の仕様としては、起動時75kW、弱界磁85kWなんて定義をしていて、別枠。
極端には旧型国電の後期型など、弱界磁1段なんてのも普通だった。

979 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 13:40:48.30 ID:UYFSzFeC0.net

>>978
誰か止めてやってくれ

980 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 17:46:09.62 ID:O+zVrLMq0.net

>>979
NGしとけ
どうせそのうち某西容疑者みたいにﾀｲｰﾎされるだろw

981 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 18:14:53.27 ID:XgxpIVGG0.net

>>974,979
「回生制動」を云う以上は、その最大電流（＝最大トルク）を追って界磁制御するもの。
＞きめ細かい界磁制御まで加えるなんて芸当は 旧営団と東武の地下鉄乗入車くらいしかやってない。
ってのはどこから出てくるんだろうねぇ？

事実とは無関係の「伝説」がヲタに広まるのも好ましくないんで、客観事実だけは指摘しておこうと書いているんだが、
それを「誰か止めてやってくれ>979」って、･････････伝説の発信が停まれば、自動的にその補正・訂正はなくなるよ。
主客転倒、原因と結果の取り違いじゃないのかねぇ？

間違っても治されない誰もまともに相手にしないスレってのはツマランだろ。
この辺の話をするには、電気機械、直流機あたりの工高向け教科書辺りを読みあさっておくと、
技術的なカミに立ち入っても話が通る。誰かのご託宣のオウム返しはよした方が良い。
大学講座用でもOK。

982 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 23:16:35.88 ID:L2TmU0ye0.net

>>973
分巻モーターの界磁は巻数が多くて直巻モーターの界磁巻数が少ないのはなぜ？
界磁の巻数の少ない分巻モーターにする訳にはいかないの

983 ：名無しでGO!：2018/06/20(水) 23:39:59.72 ID:XgxpIVGG0.net

>>982
それは電源電圧の問題だよ。
分巻モータ（基本型）だと電機子電圧と界磁電圧が同じってのが問題。
界磁専用別電源で励磁すれば小巻数で行けるが、昔は複数別電源なんて考えもしなかった。
たとえば750Vで電機子電流100A75kW入力でも、界磁電流はごく少ない値で良い、細い線で大量に巻いて750Vに合うようにしている。
必然的に高インダクタンス：低速応答になる。

それを、界磁の励磁に別電源を持ってきて「直巻界磁巻線」を切り離し、実質分巻化したのが界磁添加制御。
電機子と界磁巻線を直列に繋げば文字通り直巻モーターだけど、外部電源で独立に制御すれば実質分巻モーターとなるってわけ。
電機子には375Vを掛けて、界磁には別電源で5V〜20Vとか、半導体素子の普及で自由に電源構成できるから、
直巻モータとして設計されたモータの接続をバラして、界磁巻線にだけ専用電源から供給してやることが可能。
375v分巻巻線と、20V分巻巻線じゃ、２０Vの方がインダクタンスが少なくて遙かに応答が速そうだと見当が付くだろう。

>>981
×> 技術的なカミに立ち入っても話が通る。･･････････
×> 技術的中味に立ち入っても話が通る。･･････････

984 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 00:15:03.85 ID:pEarcErY0.net

>>983
4象限チョッパーなら電機子だけでなく界磁も独立してチョッパ制御しているから
界磁の電圧も自由に変えられるはずだし巻数を少なくできるんじゃないの

985 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 00:30:36.15 ID:hO9jEZtR0.net

>>984
その通り。
さすがの「先進」営団技術陣もそこまでは気付けなかった。
もし気付いても大電流の別電源の開発も必要だし、
コロンブスの卵を、後から切りつけられない(w。

私鉄の界磁チョッパー全盛からかなり時間が経って、半導体技術も進んでの「界磁添加制御」開発なのだろう、

986 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 00:46:25.29 ID:hO9jEZtR0.net

私自身が、制御用の永久磁石式直流モータの製品設計や、制御回路設計をしてきて、
永久磁石式直流モーターが分巻特性であると繰り返し述べ、技術資料を作ったが、
励磁巻線を独立に制御して所期の特性を得ようと考えたことはなく、
分巻モータといえば、電機子と界磁巻線が電源に並列に繋がれているという常識の呪縛から離れたことは無かった。
だもんで「界磁添加制御」の説明回路図を見て、直巻モーターによる明らかな分巻構造であり「やられた〜〜！」と思ったね(w。
そういう意味では界磁添加制御は画期的製品。コロンブスの卵と云うなかれ。

987 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 01:12:45.21 ID:pEarcErY0.net

一般的に電機子チョッパの方が界磁添加励磁制御より省エネといわれるけど
京葉線のように駅間が広くて高速運転する路線では
205系の方が201系より省エネになったりする事もあるんだろうか

988 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 08:27:57.41 ID:hO9jEZtR0.net

>>987
> 205系の方が201系より省エネになったりする事もあるんだろうか

しかり！但し、寄与率順に観た主たる省エネ原因はなんと言っても車両の軽量化。
起動抵抗損は最高速度の1/3が並列フルノッチ速度の場合速度2乗比例の、直並列制御で半分だから
1/3^2×1/2＝1/18相当。201にはこれが発生しない分効率が良くなる：1/18だけね。だが重いから大食い。

回生制動分は、その制御回路の性能次第で、起動抵抗損よりも遙かに大きいってことで、
私鉄標準じゃ抵抗起動の分巻巻線制御による回生制動方式だった。（制動時に直巻巻線は遊ばしている）

電機子チョッパーは,当時の大電力サイリスターが非常に高価で、コストパフォーマンスの良くない構造だった。
201系が省エネの触れ込みに相違してかなり大食いだった理由は車両の軽量化がされなかったから。

989 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 08:33:20.59 ID:hd40T0K40.net

>>987
加速時に定格速度以下の抵抗制御で捨てるエネルギーの分と
低速域での回生失効速度の違いが主でしょ。
直並列制御を併用した場合、抵抗制御で無駄になるエネルギーは意外と小さい。
201系みたいに電機子チョッパのみで回生電圧を制御した場合、
今度は高速域で回生効率が下がる。
あと、重厚な普通鋼車体にこれまた重厚な台車を組み合わせた201系と、
軽量ステンレス車体とシンプルなボルスタレス台車や電気指令式ブレーキの205系との
重量差もかなり効いてくるし、総合的に205系が省エネであっても不思議はないかと。
少なくとも車両の製造コストを入れれば205系の圧勝かと。

990 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 08:49:16.35 ID:hO9jEZtR0.net

追伸
営団の電機子チョッパー採用は、当時の営団の冷房方針が「駅全体冷房」で、
車両への冷房搭載拒否だったから、駅付近に集中して発熱する起動抵抗損はなるべく排除したかったのではいだろうか。
当時に開通の地下鉄駅は地中温度を反映して夏でも涼しかったことで、相互乗り入れの他社車両の冷房も地下区間では切らしていたくらいだ。

「先進」営団地下鉄技術部門は、こうした一歩先の技術成果だけでは無く、大失敗もしていて、
曲線へのガードレール設置基準を、極端に緩く120R以下としたことで、160.1Rを無防備にして、
検修現場からの輪重計設置要求も拒否し、中目黒事故発生を止められなくした。
ガードレール設置が他社基準なら、中目黒脱線はたいした被害にはなってないだろう。

991 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 09:14:52.65 ID:hO9jEZtR0.net

>>989
> 低速域での回生失効速度･････････

回生失効が何に効くかを考えると、
空制との繋がりで運転の滑らかさに影響し、
ブレーキシューの摩耗抑制でメンテに影響するけど、
エネルギー回収：省エネにはほとんど効かない僅かなエネルギー。

回生制動を高速域から有効にする制御がどれほど追及されているのかって問題で、
201系の「直列抵抗挿入」というのは、回生制動有効速度範囲を広げる試みではあるが、
その抵抗損分は捨ててること。

総合的なネネルギー効率：省エネ性能は205系の方が201系よりずっと良いですよ。
最高速度35km/hくらいでの発車停車を繰り返すような運用があれば起動抵抗損の分で
逆転するかも知れませんが、80km/h〜95km/hじゃ圧倒的に205系優秀。

992 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 13:49:00.31 ID:S/gTGHZ60.net

何となくキ視感

993 ：名無しでGO!：2018/06/21(木) 23:27:59.13 ID:pEarcErY0.net

201系は回生ブレーキ用に直列抵抗を使うなら
近鉄3000系のように弱め界磁を2段にした方が
よかったんじゃないかと思うがそうも行かなかったんだろうか
201系の直列抵抗のように電機子チョッパで高速域のブレーキ力を
高めるために各社いろいろな工夫をしているけど
一番効くのは定格出力を上げるのとM車率を上げる事だったのでは
そのためには大容量の素子が要るからコスト的に採用できなかったんだろうけど

994 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 00:51:41.51 ID:P9mFW2W+0.net

>>993
201系は150kWの大出力モーターで、試作編成は8M2Tだった。
大赤字の中でよくそんなものを世に出そうとしたものだわ。

995 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 01:30:36.11 ID:tSxCVpBC0.net

>>993
> 201系は回生ブレーキ用に直列抵抗を使うなら･･････弱め界磁を2段にした方がよかったんじゃないかと思うが

それも一案。但しもっと多段でないと細かな制御をしきれない。
101系などから加速側弱界磁もたしか4段有ったはず。
不安定な回生制動側ではもっと細かな制御が求められそう。

定電圧・定電流の電力回生を安定に維持できるかどうかで、
私鉄界磁チョッパー車は分巻巻線への励磁制御で実現したが、
電機子チョッパー車201系はさらに大規模な界磁制御機構を積むことはせず、過剰電圧を直列抵抗で負担することを選んだ。
鉄道技研開発の当時の電機子チョッパーはでかい図体を車載することに大変だったから、
電力回生制動用の界磁制御機構は後回しになったのでは？と「推測」。
それでも>>994 指摘の高価車両になってしまい、中央線投入で一旦終わり、
山手線は「安価な」＝新生JRにつけ回しできることが判って、大量の205系新製投入＝国鉄予算収支を気にしなくて投資できた。
新生JRへの手土産として国鉄予算でせっせと新製。

996 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 01:45:43.45 ID:tSxCVpBC0.net

>>995
追伸
弱界磁方式だと、電機子電流を一定に制御して回生制動しても、高速域は反比例で電流が減るから、
最大の制動トルクが速度反比例になってしまう。
「動作限界」という意味では、どの方式でも共通現象だが、運転側のハンドリングとしては定トルクが有り難いのだが。
201系の直列抵抗に負担させる方式だとｍ速度比例で抵抗を抜くから、その範囲で制動力が定トルクにできることは有り難い特性。

997 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 13:55:33.23 ID:P9mFW2W+0.net

複巻と分巻の区別が怪しそうな長文は読む気がせん。

998 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 14:34:44.17 ID:h23GNd9h0.net

と言うか、このスレッドの趣旨から大幅に逸脱してますやん。

999 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 23:20:31.15 ID:wVdgHo520.net

地上の設備だけでなく車両の電気回路を含めてもいいじゃないか

1000 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 23:41:42.24 ID:x5c8Ei5+0.net

銀河鉄道999☆

1001 ：名無しでGO!：2018/06/22(金) 23:42:03.85 ID:x5c8Ei5+0.net

セントレア

1002 ：2ch.net投稿限界：Over 1000 Thread

2ch.netからのレス数が1000に到達しました。