■秋風が沁みる交流電機の雄、ED75の情報とあなたの思いをお書きください。
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75で色々と質問 gossy 05/4/18(月) 11:18

Re(5):75で色々と質問 E-Controller 05/4/20(水) 2:48
Re(6):75で色々と質問 やまね@きくがわ 05/4/20(水) 15:33
Re(6):75で色々と質問 gossy 05/4/20(水) 15:46
Re(7):75で色々と質問 南那 轟 05/4/20(水) 22:58
Re(8):75で色々と質問 やまね@きくがわ 05/4/22(金) 13:31
Re(9):75で色々と質問 南那 轟 05/4/22(金) 13:58
Re(10):75で色々と質問 えごぱわー 05/4/22(金) 21:57

Re(5):75で色々と質問
 E-Controller  - 05/4/20(水) 2:48 -

引用なし
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   ▼gossyさん:
▼やまね@きくがわさん:

間違い情報でしたら、ごめんなさい

ED78/79の回生ブレーキ、およびEH500、DF200の発電ブレーキは、手元の資料を見る限りでは速度が高いほど、低ノッチで有効、制動力を発揮するようになっています。
モーターがたくさん回ってエネルギーを発生するほど、効きが良いように素人考えでは、そう、とれました。
10‰を100km/h貨物の制限速度95km/hでの抑速と、減速信号時の65km/h時の必要ノッチを抑速ブレーキ曲線に定規を当てて比べてみると65km/hの方がより、高ノッチ(おそらく倍以上)を必要としているように、見えます。
※参考資料 EH500のパンフレット

EH500には、増圧が装備されておらず、高位優先ブレーキになっているようです。
つまり、自弁で得たいブレーキ力(通常ブレーキ)と、マスコンハンドル(抑速ブレーキ)で得たいブレーキ力の、2つを比べて、より大きな力のブレーキ力を電子演算により、ブレーキシリンダ圧力に出力するようになっています。
自弁を使用したとき空気ブレーキが、ほんのわずかな圧力、出力されるのは、電気ブレーキがなんらかの加減で使えなくなったとき(架線停電、交交セクション通過、故障など)すばやく空気ブレーキに切り替えるため(機械的遊びを埋めるため)と聞きました。
速度が低下して、発電ブレーキが有効範囲でなくなったとき(条件により速度は違う)空気ブレーキに切り替わるための準備でもあると聞きました。


それから、回生ブレーキについてですが、EH500に関して採用されなかった大きな要因としては、設置スペースが無いだそうです。
発電ブレーキのほうが、構造・制御共に、簡単だそうです。
蛇足として、設置スペースがあるなら、EH200のように、1インバータ/1モータ制御したかったと言う話も…

実際、交流回生ブレーキは運動エネルギーの回収になるかと言えば、必ずしもそうなるとは限らないそうです。たとえば、ED79の回生ブレーキは、汚い交流を返されても困る。という感じだそうです。汚い交流?の意味は、波形だけでなく交流理論の専門書の位相の部分の話だそうです。
現在の半導体技術・制御技術では、かなり綺麗な交流を返すことも出来るようですが、それには設置スペースが無いようです。

交流は、家庭用であれ、業務用(鉄道用含む)であれ、変圧器で発電所と繋がっているだけですので、発電所とそれに対する負荷は、双方向に電気が行き来することが出来、負荷には困らないと言う話を聞いたことがあります。
直流は、途中に交直変換装置があって、ここが発電所からは電気が流せるけど、負荷側から発電所に流すことが出来ないネックだと聞きました。

なお、間違いがありましたら、詳しい方、ご指摘よろしくお願います
<Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1; .NET CLR 1.1.4322)@EATcf-327p102.ppp15.odn.ne.jp>

Re(6):75で色々と質問
 やまね@きくがわ E-MAIL  - 05/4/20(水) 15:33 -

引用なし
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   面倒な話を長々とすいませんが、今少しおつきあいください。

▼E-Controllerさん:
いろいろと面白い情報をありがとうございます。参考になります。

本来、電動機の性質としては、高速域(特性領域)で出力が落ちます。
これは速度−引張力曲線を考えていただければわかると思います。
発電制動出力も基本的には力行の裏返しです。

さて、実際のノッチ割となると…

>10‰を100km/h貨物の制限速度95km/hでの抑速と、減速信号時の65km/h時の必要ノッチを抑速ブレーキ曲線に定規を当てて比べてみると65km/hの方がより、高ノッチ(おそらく倍以上)を必要としているように、見えます。

私の話は「電動機自体の特性」ですので、ノッチ割とは切り離してください。
各ノッチと、そのときの速度−制動力(もしくは引張力)特性は、制御の設定
次第でどのようにもなります(特にインバータ制御では)。

実際の資料を拝見したいですね。どこかにあったような気がしますが。
web上にあればご紹介ください。
<Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1) Opera 7.54 [ja]@melon.agri-exp.pref.shizuoka.jp>

Re(6):75で色々と質問
 gossy E-MAIL  - 05/4/20(水) 15:46 -

引用なし
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   ▼E-Controllerさん:

さらに詳しい解説ありがとうございます。
EH500はインバータ制御の機関車なのに回生ブレーキが付いていないのも不思議な話ですが、諸問題が複雑に絡んで採用されていないのですね。そうなると青函トンネル内や下り勾配では発電ブレーキを主として抑速を行っているのですね。逆に75の場合は空制のみで勾配を下ることになるのでしょうが、東北本線ではそれでも問題なく運転できるということになりますね。ED79の回生ブレーキの性能がいまいちというお話も、当時の財政難の国鉄が苦肉の策として誕生させた機関車なので、そういう問題もあるのでしょうか。
しかし、ED79型もどんどん数を減らしているということで、本当に寂しい限りです。昔は宮城まで足を伸ばしていたようですが、私は残念ながら50番台以外の実車を見たことがないので、機会があれば今度・・・、という悠長なことも言っていられない状況ですね。

▼bluericeさん:
総鉄の住宅地側には壁がありますが、最初は何のためにあるのかわからなかったのですが、「あの音」を聞けば理由がわかりました。新しい機関車なので、音が静かかなと思えば、インバータ制御車独特の甲高い音で、私的には75の方が静かなように聞こえるのですが・・・


今日もカメラを持って75を撮りに出かけたのですが、あいにく途中から雨が降ってしまったのと、午前中にあった人身事故のために列車自体が遅れており、結局1071レと2078レのみの撮影でした。今週も775はA22運用に就いているようですね。
<Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1; SV1)@FLA1Aan254.myg.mesh.ad.jp>

Re(7):75で色々と質問
 南那 轟 E-MAILWEB  - 05/4/20(水) 22:58 -

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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.
<Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; ja-JP; rv:1.4) Gecko/20030624 Netscap...@bmdi4021.bmobile.ne.jp>

Re(8):75で色々と質問
 やまね@きくがわ E-MAIL  - 05/4/22(金) 13:31 -

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   技術論ですいません。興味のない方は読み飛ばしてください。

▼南那 轟さん:
詳細な解説ありがとうございます。

勘違いする人がいるかもしれないのでちょっと補足します。

走行時の列車の走行抵抗(=均衡速度になるための機関車トルク)は、レールと
車輪の摩擦も影響を与えていますが、そのほか空気抵抗や走行系の機械抵抗など
を合計したものになります。
走行抵抗は起動時に最も大きく、低速域で最小となり、高速になると徐々に
増加します。横軸に速度、縦軸に走行抵抗を取るとカタカナの「レ」のような
曲線を描きます。
このカーブと、機関車の引張力曲線が交わる点が、均衡速度となります。

したがって、60km/hキープと、100km/hキープでは後者が所要トルク「大」です。
#抑速に必要な制動トルクは、この逆になる。
#ですからe-controllerさんのノッチの話は正しいような気がします。

鉄道車両の電動機特性や、力行(制動)制御曲線については、
http://www1.odn.ne.jp/~aaa81350/
ここにわかりやすく、詳しく解説されておりますので参考まで。

いやー、75ファンの皆様すみません。つまらん話で。
皆様の良い写真の方が、心躍りますね。:-)
<Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 6.0; Windows NT 5.1) Opera 7.54 [ja]@melon.agri-exp.pref.shizuoka.jp>

Re(9):75で色々と質問
 南那 轟 E-MAILWEB  - 05/4/22(金) 13:58 -

引用なし
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   ▼やまね@きくがわさん:
>勘違いする人がいるかもしれないのでちょっと補足します。
どうもありがとうございました.一昨日の私のポストは,高速域で走行抵抗が増えてくることを忘れて書いていました.ご修正ありがとうございました.私が書いたのは,やまね@きくがわさんがご指摘くださった「低速域」=走行抵抗のうち摩擦抵抗が支配的な速度域に限って成立することで,その範囲に限ればやまね@きくがわさんのお書きになったことと私の書いた内容は同じですね.高速域まで考えれば,やまね@きくがわさんや-Controllerさんの仰るとおりと理解しています.ただ,(均衡速度を越えるくらいの速度では)高速になるほどモータのトルクが落ちてくるのは一般的に言えることだと思います.それから第2段落以降に書いたモータの特性は古典的な直流直巻電動機を想定して書いたもので,最近のインバータ+誘導電動機(または同期電動機)では違う点がいろいろありますね.取り急ぎ.
<Mozilla/5.0 (Windows; U; Windows NT 5.1; ja-JP; rv:1.4) Gecko/20030624 Netscap...@bmdi7160.bmobile.ne.jp>

Re(10):75で色々と質問
 えごぱわー E-MAIL  - 05/4/22(金) 21:57 -

引用なし
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   ▼南那 轟さん:
>▼やまね@きくがわさん:

お二人ともメカ面で随分お詳しいようですね。どうやって勉強しました?
私をいろいろ覚えようとしていますが、なかなか・・・。

私の知る限りのことを
青函トンネル内は空気ブレーキは原則禁止と聞きました。なので機関車は回生が
発電(抑速?)が無いと通れないことになります。

電磁ブレーキを使う列車はブレーキ管と元だめ管を通しているはずです。
昔コキ10000とEF66には空気管が自連と一緒になっていましたね。

あとEH500は個別制御は無理でしょう。
EF210−100やEH200は個別制御ですが、
直流機なのでコンバータが不要です。さらに諸々交流器に必要なものがいるので、
スペースが無いでしょう。

以前ダイヤ情報でEH200とEH500の内部の写真が載っていましたが、
直流機のEH200はかなり余裕があったような気がします。

この位しか書けません。失礼しました。
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