鉄道車両 > 電車
| ク | 制御車 | 運転台あり、電動機なし |
| モ | 電動車 | 運転台なし、電動機あり |
| クモ | 制御電動車 | 運転台あり、電動機あり |
| サ | 付随車 | 運転台なし、電動機なし |
2020年現在使われる命名規則は1959年に制定された。
| ク | 制御車 |
| モ | 電動車 |
| クモ | 制御電動車 |
| サ | 付随車 |
(直流)
車両コストが安く済む。
トロリ線だけでは電力が足りないため、トロリ線とき電線で電流が送られる。
電力ロスが大きいため変電所間隔が数kmと短い。
また変電所の交流→直流変換設備のコストがかかる。
また直流モータはブラシが磨耗するため整備に手間がかかる。
(交流)
高電圧で送電できるため変電所が少なく済む。
ただし車両のコストは直流よりも大きい。
モータはブラシがないため整備性が良い。
交流用電車は50Hz用、60Hz用、両用がある。
単相交流はコンバータで直流に変換し、インバータで三相交流に変換される。
歴史
直流モータは電車と相性がよく、初期は直流電化が多かった。
のちに交流電化が実用化されたが交流モータは回転数の調整が難しいため、 電車には直流モータが搭載され、車内で交流から直流に変換していた。
後にVVVFインバータが開発され制御が容易になり、 交流モータが使用されるようになってきている。
制御方式
新潟地区の直流電車。E233系がベース。
2両編成(A編成)と4両編成(B編成)がある。
JR東日本の特急電車。交直両用。
0番台
全席普通車。基本7両、付属4両。
フレッシュひたちに使われていた。
2013年に1000、1100番台に改造され区分消滅。
1000番台
いなほ転用のため改造を施したもの。56両(7両×8)。
耐寒耐雪性能が向上している。車体色も変更されている。
グリーン車が新設された。
2019年には1編成(U108)が波動用として常磐線に戻り、国鉄色に塗装変更された。
1100番台
しらゆき用。16両(4両×4)。
1000番台とほぼ同じ改造。
2M2Tの4両編成。
1999年製造。JR東日本の特急電車。交流50Hz専用。 ベースはE653系。6両編成3本、18両製造。
JR東日本の直流電車。 蓄電池を搭載し、非電化区間の走行が可能。
折り返し駅(烏山駅)等には充電設備があり、直流1500Vで充電可能。
電化区間では直流1500Vで受電し、630Vに降圧、充電する。
制御方式はVVVFインバータ制御。
基本は2両で運行。
共にトイレはなし。
バッテリーはリチウムイオン電池630V 95kWhを各車両に設置。
平坦地で50kmの走行が可能。
JR東日本の交流電車(50Hz)。 蓄電池を搭載し、非電化区間の走行が可能。
ベースはJR九州のBEC819系。
男鹿駅の充電設備で充電可能。 6600V受電、変圧器(1000kVA)で20000Vに昇圧し受電する。
Static Inverter. 静止型インバータ。
架線から供給される高圧電源を低圧に変換し、機器の電源を供給する。
1993年製造開始。交流50Hz電車。
0番台
1993年。秋田地区用。
2両編成と3両編成がある。
製造時は全車ロングシート。 のちに2両編成のクハ700 3両にクロスシートの設置改造がおこなわれた。
100番台
1994年。秋田、仙台地区用。
2両編成と3両編成がある。
1000番台
1994年。仙台、盛岡地区用。
1500番台
1998年。仙台地区用。
5000番台
1996年。田沢湖線用。標準軌対応。
5500番台
1999年。奥羽本線(山形-新庄)用。標準軌対応。
第三セクター用
インバータを用いた方式。
サイリスタのオンオフ制御により出力電圧実効値を変化させる制御方式。 電圧波形をカット(位相制御)して入力を低減させ、駆動力を低減させる。
初めて採用されたのは711系電車。 直流電動機用。
CI. 電車に搭載される電力変換装置。
コンバータにより単相交流を直流に変換後、インバータで三相交流に変換、 電力を電動機に供給する。
パンタグラフと架線が接触する部分の部品。 在来線車両は2枚、新幹線車両は1枚。
20000km走行毎に交換するとされる。
新幹線N700Sではたわみ式すり板を採用、寿命が長くなった。
主電動機を直列・直並列あるいは並列に切り替え、端子電圧を変えて速度制御を行う方式。 この方式だけでは速度制御はできないため、抵抗制御と組み合わせて使用される。
抵抗制御のみの場合と比べると抵抗器での電力損失を大幅に減らすことができる。
直流電源を高速でオンオフする装置による制御。 リアクトル、ダイオード、コンデンサが組み合わされる。
鉄道車両では1960年代後半から採用された。
電機子チョッパ
直流直巻電動機用。
界磁チョッパ
直流複巻電動機用、分巻界磁回路への電流のみを制御する。
電車の制御方式。 変圧器の低圧側にタップ切換器を設置したもの。
新幹線では0系で採用。
抵抗器を使用した制御方式。
主電動機の前に複数の抵抗器が直列に配置される。 抵抗を電気回路から外し電圧を上げることで制御する。
抵抗による電力損失、排熱が大きい等の欠点があり、 新型車両では使われていない。
単位スイッチ
自動進段カム軸
EF62以降で採用。
電車、電気機関車の制御方法の一つ。 主抵抗器に加えて副抵抗器(バーニア抵抗器)を搭載し、 切り替える段数を増やすことで超多段制御を実現する。
電動機と動力伝達装置の歯車の比率のこと。 減速機構で、駆動軸の方が歯数が多くなる。 通常は4-6。
歯車比が低いと高速性能がよくなるがトルクが減少し加速力が悪くなる。 特急では低い、普通列車では高い歯車比が採用される。
電車がトロリ線から電力を取り入れるための装置。 電車の屋根に設置されている。
1914年に初めて使用された。 それ以前はトロリポールが使われていた。
架線と接触する部分は集電舟と呼ばれる。 上面にはすり板がある。
パンタグラフは1両につき1基か2基。
直流車は大きな電力が必要なため2基が多い。 交流車は車内で変圧できるため1基(2基ある場合は後位)が多い。 前位を使用すると破損時に別のパンタグラフを破損することがあるため後位が使われる。
交流直流両対応車は区間により1基、2基を使い分ける。
交直流機関車は直流では2基、交流では1基のパンタグラフを使用する。
下降したパンタグラフが風圧で立ち上がる不具合があり、 PS102では空気操作併用のばね上昇、ばね下降を採用した。
菱形、下枠交差形、シングルアーム形がある。 近年はシングルアーム形が主流。
菱形
側面からみると菱形に見えるタイプ。
下枠交差
菱形パンタグラフの下枠を交差させたもの。
1962年のED30にPS20として採用。
シングルアーム
1956年にフランスのフェブレー社が開発、特許を取得したパンタグラフ。
日本では路面電車で使われていた。 本格採用は1980年代末の特許切れの時期から。
(上げ下げ)
電車のものはバネ式になっている。 たたまれている状態のものはフックで留まっている。
パンタ上げスイッチを使用するとバッテリー電源でカギ装置のシリンダに圧縮空気が送られる。 これによりフックが外され、ばねの力で自立する。 下げる場合は下げシリンダーに空気を送り込む。ある程度下がるとフックがひっかかる。
機関車の多くは空気で上昇、ばねで下降する。 このため通常はおりたたまれている。
電気機関車のパンタグラフは大電流を必要とするため 電車用より強く押し上げるようになっている。
空気だめの空気が抜けている場合はバッテリー駆動のベビコンで最低限の空気を蓄え上昇させる。
溶接の際に予期しない場所に流れる電流。 溶接施工箇所と溶接機間に建物等を経由して電流が流れ、 災害の原因となる。
母材に接地をおこなうことが回避できる。
直流電車によっても発生し、埋設配管に電食を起こす。
磁束を弱めて回転数を増加させる制御方法。 速度は上がるがトルクは減少する。