75情報室掲示板

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Re(7):７５で色々と質問

南那　轟

- 05/4/20(水) 22:58 -


	引用なし

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ブレーキ談義，興味深く拝読しています．

一般論で恐縮ですが，機関車の機械的出力はωＴ（ω＝角周波数＝２π×周波数（ｆ），Ｔ＝トルク）で表され，モータに印加する電圧Ｖとモータに流れる電流Ｉの積を使えばωＴ＝ＶＩの関係があります．車両用モータに要求される特性として第1に，起動時には大きな静止摩擦（レールと車輪）に打ち勝つために大きなトルクＴを必要とします．通常，これはモータへの電流Ｉを大きくして対処していますね（起動電流はモータの種類によらず大きい）．車速が上がるに従って摩擦係数は小さな値＝動摩擦係数になってくるので，機関車に必要なトルクは低下します．もちろんこのとき速度は上がるので，それに比例してωは大きくなるわけですが，ωＴ積は起動時に比べて小さくて済むのが通例ですね．従って，高速域では，動摩擦に打ち勝って一定速度を維持できるだけの比較的小さなモータ出力があれば足ります．また一定の電気的入力（ＶＩ）のもとでモータをより高速で回そうとすれば，ＶＩ＝ωＴの関係によって，回転速度ωが上がるほどトルクＴは低下します．

また定常速度をそれなりの高速に保つには，モータの回転数がより高い値で動摩擦とバランスすればいいことになります．それには弱め界磁制御を使って，界磁の作る磁束密度を小さくし，モータ自体の特性によって高速で低トルクな状態を作りますね．

前置きが長くなりましたが，制動時にはωＴの機械的エネルギーを，電気エネルギーＶＩに変えます．発電ブレーキならこの電気エネルギーを抵抗器で熱に変えて消費することによってブレーキ力を得ることになり，回生ブレーキならこの電気エネルギーを架線に返し，その先にある負荷（列車かもしれませんし，変電所の先にある一般家庭かもしれません）で消費することによってブレーキ力を得ることになります．

回生制動の場合，電力線に戻したエネルギーの品質（電圧の大きさ，ひずみ，高調波など）がしばしば問題になります．主に1960年代に開発されたED70番台の回生制動は多くの場合この点が必ずしも十分でなく，結果的に言って大都市圏で繁用された機関車はありません．この問題はEF200でようやく解決され実用域にはいったといって良いのではないでしょうか．

ED79の0番台の回生ブレーキは，定数を牽引しつつ青函トンネルの下り連続勾配で均衡速度を越えないようにするために不可欠の装備だったように記憶しています．貨物列車牽引の相棒となる100番台では，改造経費を抑えるために特段のブレーキ改造は行わず，０番台の改造だけで対処したところに79登場の生みの苦しみがあったと理解しています（個人的に）．

だんだん何を書こうとしていたのか忘れてきました．えー，尻切れトンボですが，これで終わりにします．