新幹線の駆動方式
M,Hirai
新幹線の座席で駆動音を楽しく聞いていると、私に分からないことが
起るのです。スピードがぐんぐん乗って、２００ｋｍ超あたりにきた時
ストンと加速が途切れて、そしてなにやらガタンという機械音がして
そしてまた加速が始まりますが、まるで車がゆっくりチェンジを切り替え
たような、段付きの加速をしていますが（７００系）、いったいどういう
仕組みの駆動方式なんでしょうか？
また、こういう駆動音が楽しめる動力車と、付随車の配列はどうなって
いるのかご存知の方はいらっしゃらないでしょうか？
Masahiko_KODERA
"M,Hirai" さんwrote:
>
> 識者の方、教えてください。
昔、識者(プロの皆さんがいた)にここで色々教わった話に近いような
気がしますので(外してたらすみません)。
> 新幹線の座席で駆動音を楽しく聞いていると、私に分からないことが
> 起るのです。スピードがぐんぐん乗って、２００ｋｍ超あたりにきた時
自分の考えるケースは本質的な速度依存は無いように思いまして。特
にそこの部分から、外してたらすみませんってことで。
> ストンと加速が途切れて、そしてなにやらガタンという機械音がして
> そしてまた加速が始まりますが、まるで車がゆっくりチェンジを切り替え
> たような、段付きの加速をしていますが（７００系）、いったいどういう
> 仕組みの駆動方式なんでしょうか？
高速対応である出力や機械部分の追加的構造を除けば、駆動方式自体(しくみ
レベル)は通常の電車と大して変わりません。交流電化用のため、交→直コン
バータを介したVVVF電車。一段歯車減速で、機械的な変速機構は無しです。
で、'92～95年頃に同じような話題が出まして。私自信が最初の質問者だっ
たか自信が無いですが、私も丁度利根川から南へ帰れない生活が一転、東海
道・山陽新幹線に縁が出来た頃の話で、同じような違和感を持った時期だっ
た事には違いが有りません。
で、特に、機械音のところが同じものを聞きとっているのか自信が無いです
が、私の感覚では加速が僅かに滞ったところで何かしら変調音がする(ピュゥ
という感じの裏返ったような)。何が動いてるんでしょうね?みたいな話で、
一応空調かと見当つけていて、異音はその辺では?って事で決着ついていたと
思いますが。
加速の滞り感に関しても、どこまでが自分の推量で、どこからが教示された
ものか思い出せないんですけど、車両側の問題というより電力供給の都合(き
電)が源だったと思います。
RJ誌の新幹線連載記事にもよく出てくる話なのですが。単相交流の電化だと、
変電所の関係で交流の位相(波のタイミングとでもいうか)が合わない切れ目
が出てきます。
＃適当に検索して、参考として妥当か考慮してませんが、
＃http://www.rtri.or.jp/infoce/getsurei/1998/Getsu09/g114_1.html
＃など参照の事。
これを異相セクション(「い」の字に注意)といい、架線はセクションとして
区分されています。欧州の高速鉄道まで含めて、日本の在来線でもそういう
ところはノッチオフして通過(やり過ごしっぽい)してますが、新幹線では目
視でノッチオフしてセクション突入ではシステムとして弱いということで、
当初からノッチオンのまま通過できるように作り込まれています。
でもって今検索して見つけた上のURLなどからは、この異なる位相を渡る区
間で電圧変動自体は避けられないと読みとれます。過去私が感じた点は、こ
こで電圧変動が有るならストンと来るような話なので、やっぱりなという感
じでした。
すなわち新幹線では異相セクションを、電車がノッチオン(力行)のまま通過
「できる」ように作ってはが、その際加速に対する影響は感じられる程度に
は出るのだなと。
＃ぼーっとしてると、音も含めて全く感じそこねるのですけどね。
新幹線の場合、走行抵抗に打ち勝つために高速域では連続力行が原則になり
ます(山陽の「こだま」では、時間調整的に惰行＝惰性で流してるな場面が
よく有って、眠くなりますが)。思うに、200km/hとかを越える際に加速が
鈍る現象が起きるのではなく、高速域でこの異相セクションに掛かった時に
頭打ち感が大きく、これを感じてしまうのだと推測します。
機械音＝空調関係では?ですが、これは高速トンネル通過などのために複雑
な空調機構となっていて。また新型車ではこれら補機電源を半導体回路から
とっているため加速が滞るような電圧変動が有れば影響を受け易いと思いま
すが(昔の私の疑問は変調音を感じただったので、この辺で納得し易い)。
あんまりガタンという機械音は気にしてなかったですけど、もとが電圧変動
だと、加速の滞りと同期して空調の冷凍機や空調ダンパなどの動作が起きる
事も考えられますし。また何か、ほかの補機類に関して生じているのかも
しれません。あるいは加速が滞る時に、加速でどこかに抑え付けられたり引っ
張られてたりした部品が戻る音とか(^^; これだといろんなところで鳴って
いる可能性が有ります。
Masahiko_KODERA
過去出た話を洗いざらい吐^H書いていたら長くなりましたので、分けました。
"M,Hirai" さんwrote:
> また、こういう駆動音が楽しめる動力車と、付随車の配列はどうなって
> いるのかご存知の方はいらっしゃらないでしょうか？
700系だと16連では付随車は4両なので、両先頭車とグリーン車中2両に
割り振ってますね。これは先頭車は付随車の方が粘着(車輪のグリップ)
が安定するという、国鉄時代から特に新幹線では特に出来ればそうして
来た設計思想。残りのグリーンについては、専門誌上でのオフィシャル
な記事によると騒音対策で有利だからだそうです。付随車残り2両だと
グリーン1両分足りないんですが(^^; 700系から数両毎のグループで
車重の配分を考えるようにし、隣接が付随車で軽ければ1両だけ電動に
なるグリーン(喫煙車が該当)はその分遮音材などを投入して重くなっ
てもよいと。
300系は、M-T-Mという3両ユニット(Tが付随車で、交流関係機器を
搭載したいわゆるTA車方式)で。5ユニットだと15両なんで、あまり分
(?)の1号車を付随の先頭車(制御車/Tc)として2号車からM-T-M,M-T-M
と続き、16号車の制御電動車(Mc)で終ります。前述のように、国鉄時
代から(たとえば100系)、付随車付けるならまず先頭車に振る事が有る
と思えば、ほかの事情が優先する事も有ります。
500系はパワー的に全て動力軸とする都合と高速運転から、先頭車の粘
着問題を考える必要が出て、先頭車(か、先頭台車か、軸)の電流を抑制
(は他にも例が有るらしい)したり、セラミックを車輪とレール間に高圧
噴射するハイテク砂撒き装置(セラジェット/京急の先頭車なども追従)
を開発したりしてます。
Nagaki Takeshi
き電についてのみですが。
Masahiko_KODERA wrote:
（引用略）
> RJ誌の新幹線連載記事にもよく出てくる話なのですが。単相交流の電化だと、
> 変電所の関係で交流の位相(波のタイミングとでもいうか)が合わない切れ目
> が出てきます。
（引用略）
> これを異相セクション(「い」の字に注意)といい、架線はセクションとして
> 区分されています。欧州の高速鉄道まで含めて、日本の在来線でもそういう
> ところはノッチオフして通過(やり過ごしっぽい)してますが、新幹線では目
> 視でノッチオフしてセクション突入ではシステムとして弱いということで、
> 当初からノッチオンのまま通過できるように作り込まれています。
（以下引用略）
在来線の場合には、このセクションにＦＲＰを切り込んでセクションとし、
区分しています。ですから、位相の異なる電気がぶつかることは、物理的にあり
得ません。運転上は、上記の通りノッチオフで通過します。
セクションの沿線にはき電区分所なるものがあり、遮断器操作で延長き電ができ
るようになっています。
一方、新幹線の場合は、このき電区分所に工夫がされています。
き電区分所周辺では
・起点方変電所からのき電区間
・どちらからでもき電できる区間
・終点方変電所からのき電区間
・どちらからでもき電できる区間
の３つに分かれていて、列車が起点側から走って来る際には、「どちらからもき
電できる区間」は起点側変電所からき電されています。列車が完全に「どちらか
らもき電できる区間」に入ると、き電区分所の遮断器を操作して終点側変電所か
らのき電に切り替えます。
操作といってももちろん手動ではなく、列車の位置情報を検出しての自動操作に
なります。また、切り替え時間は１秒未満（ミリ秒単位だったかと）です。
この間列車はノッチオンのままです。
ですから、瞬間的に停電が発生しているわけなのですが、短いので車内照明が消
灯することはありません。しかし、モーターの音は一瞬変化します。
元記事にあった加速の途切れはこのタイミングのことではないかと思われます。
＃教科書を探してくればもう少しマシなことが書けるのですが、
＃いったいどこにしまったのか。
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長岐健志（Nagaki Takeshi)
mailto:nag...@jcom.home.ne.jp
M,Hirai
前にもあったそうなお話をまた紐解いてくださってありがとうございます。
私が学生の頃(新幹線も無い頃）、勉強もせずHOゲージにうつつを抜かしていた
程度の電気知識なもんですから、今浦島状態でお世話をお掛けいたしました。
“き電”という解説を頂きまして、当時、エンドレス状にレールを敷いた中で
複数の列車を信号機に従って運転士になったつもりで、夫々速度を上げ下げ
したりして走らせたかったものですから、（結果的には出来ませんでしたが）
おぼろげに理屈が分かりました。
おぼろげな状態からもうちょっと知りたいと思いまして岩波の国語辞典で“きでん”
を探しましたが出てきませんでした。“き”の漢字だけでも分かれば意味がよく
分かるかなと探しております。
> で、'92～95年頃に同じような話題が出まして。
> 一応空調かと見当つけていて、異音はその辺では?って事で決着ついていたと
> 思いますが。
> 加速の滞り感に関しても、どこまでが自分の推量で、どこからが教示された
> ものか思い出せないんですけど、車両側の問題というより電力供給の都合(き
> 電)が源だったと思います。
> 当初からノッチオンのまま通過できるように作り込まれています。
> すなわち新幹線では異相セクションを、電車がノッチオン(力行)のまま通過
> 「できる」ように作ってはが、その際加速に対する影響は感じられる程度に
> は出るのだなと。
> あんまりガタンという機械音は気にしてなかったですけど、もとが電圧変動
> だと、加速の滞りと同期して空調の冷凍機や空調ダンパなどの動作が起きる
> 事も考えられますし。また何か、ほかの補機類に関して生じているのかも
ほんとよくご存知ですね、分かりやすい解説をありがとうございました。
Masaaki OOIZUMI
ん”
> を探しましたが出てきませんでした。“き”の漢字だけでも分かれば意味がよく
> 分かるかなと探しております。
「饋電」です。
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大泉 雅昭 (Masaaki OOIZUMI)
ohi...@t3.rim.or.jp
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