ここから本文です

日本の交流電車及び電気機関車はVVVFが導入されるまで、架線から取った交流を直流...

アバター

ID非公開さん

2018/10/1805:03:27

日本の交流電車及び電気機関車はVVVFが導入されるまで、架線から取った交流を直流に変換して電気機器を作動させる方式が主流ですが、どうしてですか。

直流変換せずに変圧だけで電気機器を作動させる事も可能だったと思いますが。

閲覧数:
160
回答数:
9

違反報告

ベストアンサーに選ばれた回答

mid********さん

編集あり2018/10/1818:58:56

交流整流子電動機を使った「直接式」も、国鉄ED44電気機関車(日立製)を用いて試験が行われましたが、火花が飛んだり、起動時の性能不足で、整流器を通して直流電動機で駆動させる「間接式」のED45(三菱電機・新菱重製)ほど良い成果が出せなかったからです。

なお、スイスでは三相交流を使った直接式の交流電車が現役ですが、登山電車用です。
また、大正〜昭和戦前期にドイツで確立した交流整流子電動機を用いた直接式交流車前提の15000 V, 16×2/3Hz単相交流電化(商用50Hz地域)も戦後復興期に直流600〜750V電化が進展した日本の地方孤立私鉄線区(ex.秋田中央交通、栗原電鉄、越後交通栃尾線)では普及せず、車両製造会社でも直接式交流電車が輸入されませんでした。

ベストアンサー以外の回答

1〜5件/8件中

並び替え:回答日時の
新しい順
|古い順

te6********さん

2018/10/2306:29:41

当時は変圧だけで電気機器を作動することが難しかったからでしょう。

プロフィール画像

カテゴリマスター

kit********さん

2018/10/2221:37:30

どうでもよい話。アメリカの電化(ペンシルバニア鉄道)の場合、60ヘルツの4分の一の15ヘルツです。
GGー1の日本語紹介資料に、なぜか誤ったデータがたくさんあります。英文資料には、そうなっています。

交流電化には低周波数が必要であることは同じです。

loc********さん

2018/10/1811:13:07

質問の回答としては
架線の交流が”商用周波数”高電圧の50Hzまたは60Hzの場合
これをトランスで降圧使用すると 交流整流子電動機、
交流誘導電動機、ともに”必要起動トルクを得られない”
ということ。
三相交流巻線型誘導機のみ山岳線などの低速度線区に有用
と言える。

(以下の歴史的説明は長文なので興味なくばスル―してください)

誘導電動機は直流電動機(直流直巻電動機)と同じように
起動時全電圧をかけると過大電流が流れる。
そこで電源と電動機の間に抵抗を挿入すると電流は減り
トルク発生に必要な磁場も抑制され起動困難となる。
巻線型誘導電動機では回転子巻線の電流をブラシにより
外部へ引出しこれに抵抗を接続することで 必要な
起動トルクを得ながら電流を抑制できる。
三相誘導電動機は電動機の極数変更を2種類、4種類
行い定格速度の切り替えも行っている。

山岳区間の様に低速運転をするにはすぐれた方式
である。
かってはイタリア北部山岳線区、スイス~イタリアの
シンプロントンネル は三相交流であった。
現在でもスイスのユングフラウ登山鉄道、ゴルナーグラート
鉄道、日本の新交通システムの車両では
三相交流で誘導電動機を駆動している。

1890年代ヨーロッパではシーメンス社、アメリカでは
ゼネラルエレクトリック社の技術者が直流直巻電動機が
単相交流で使用可能なのを発見した。
しかし
単相交流の周波数を低減しないと必要出力が得られない
事も判明し ヨーロッパでは50Hzの1/3、アメリカでは
50Hzの1/2 とすることで実用化した。
周波数変換は回転変流器を使い
例えば12極の電動機の同軸で4極の電動機を駆動すれば
容易に16.7Hzが得られる。

1935年ドイツは南西部ヘレンタール線で商用周波数
単相交流電化試験を初め機関車はイグナトロン水銀
整流器を積んでいたが 第二次大戦で中断した。
戦後フランス国鉄総裁ルイ アルマンが技術的に
完成寸前の機関車 電気設備を接収し この技術
をもとにフランスサヴォァの勾配線で実験成功した。
これにより工業地帯フランス北東部幹線363㎞を
1954年25kv50Hz で一気に完成させた。
日本の国鉄総裁、長崎惣之助は1953年渡仏して
実験線で商用周波数単相交流電化に感動し
1955年から仙山線で20kv50Hzの試験を
行い実用化のめどを得た。


仙山線での試験でなぜ50Hz用 交流整流子機(ED44)を
試作したのかは不明である。

交流整流子電動機 は起動時には低周波数でなくては
必要な起動トルクが得られないのは当時世界の常識であり
交流50Hzで、起動にすぐれた 直流直巻電動機を
架線の交流→トランスで降圧→整流器→直流
として使うのが有利であると
フランスで判明していたからである。

フランスの交直両用機CC40100(現在廃車)

質問の回答としては
架線の交流が”商用周波数”高電圧の50Hzまたは60Hzの場合...

dm5********さん

2018/10/1810:45:31

交流電化当初は「水銀整流」だったが、後年「シリコン整流」に変更されたと言う近代史を紐解けば、回答が出てきます。
交流モーターの製造技術も無かったという時代背景は、ご承知のはずですが!?!?

補足/丸の内線のサイドラインは、「ギザギザ」ではなく「サインウェーブ」(波線)と言いますから、再度ご確認おき願います。

交流電化当初は「水銀整流」だったが、後年「シリコン整流」に変更されたと言う近代史を紐解けば、回答が出てきます。...

プロフィール画像

カテゴリマスター

qzp********さん

2018/10/1806:55:48

交流電動機の回転数は周波数と電動機の極数で決定するため。周波数変動を出来ないと加減速に必要な回転数のコントロールが出来ないからです。
日本で採用されている同期形電動機だと低回転の場合に必要なトルクを得られないとか、さらに海外で採用されている誘導形電動機だと起動時に与える周波数が高いと回転開始すらしないという厄介の特性を持っています。

みんなで作る知恵袋 悩みや疑問、なんでも気軽にきいちゃおう!

Q&Aをキーワードで検索:

Yahoo! JAPANは、回答に記載された内容の信ぴょう性、正確性を保証しておりません。
お客様自身の責任と判断で、ご利用ください。
本文はここまでです このページの先頭へ

「追加する」ボタンを押してください。

閉じる

※知恵コレクションに追加された質問は選択されたID/ニックネームのMy知恵袋で確認できます。

不適切な投稿でないことを報告しました。

閉じる