技術開発情報

東洋電機技報 第110号

※ 技術論文、開発レポート、製品解説については東洋電機技報本文からの抜粋です。

技術論文

永久磁石電動機の磁石中のうず電流
Eddy Currents in Magnets of Permanent Magnet Motors

河瀬 順洋、中村 雅憲
Yoshihiro Kawase, Masanori Nakamura

In permanent magnets of interior permanent magnet motors (IPM motors), we are concerned about eddy current losses that depend on the number of stator slots or the revolution speed. Therefore, we investigated the effects of the number of stator slots on the eddy current loss in permanent magnets of an IPM motor using the 3-D finite element method (3-D FEM).
We designed three types of IPM Motors for the analysis of eddy current loss in permanent magnet. The rated power of IPM Motors is 500kW, 1200min-1, the number of poles is 6. The numbers of stator slots are 36,54 and 72 respectively, and the rotors are same size for three stators. Material of magnet is Nd-Fe-B (NEOMAX35SH), and materials of stator core and rotor core are 50A310.
In this paper, the effects of the number of stator slots on the eddy currents loss in the permanent magnet of an IPM motor are investigated using the 3-D FEM, consequently it is clarified that the eddy current loss decreases as the number of slots increases. On the effects of the revolution speed on the eddy current loss in the permanent magnet, eddy current loss seems to be exponentially increased of the revolution speed, or the driving frequency

<概要>
永久磁石電動機は近年その効率の良さからAC可変速ドライブにおいて、主流になりつつあり、当社のEDモータとED64インバータはその要望に答え、2000年から販売を開始している。
EDモータは誘導電動機のような2次銅損がないため効率が良く、しかも小形化になるので、近年急速に市場に広まっている省エネ製品である。
一般的に回転子に埋め込まれている磁石には損失が発生しない、すなわち、うず電流は流れないと当初は考えられていたが、高速で回転する場合、その影響について無視できないことは最近ではよく知られていることである。
永久磁石が回転子のスロット内に埋め込まれている構造をIPM(Interior Permanent Magnet)構造と称し、回転子鉄心表面に貼り付けられている構造をSPM(Surface Permanent Magnet)構造と称されていることは周知のことである。
SPMモータの場合、当初から固定子スロットの影響で磁石表面にうず電流が流れ、その損失による発熱が報告されていた。しかしながら、IPMモータの場合、磁石は回転子鉄心内に内蔵されており、固定子スロットの影響はないものと判断していた。
ところが、永久磁石電動機が普及し始めるにしたがって、磁石中の発熱という問題が顕在化し始め、磁界解析を用いた検討が盛んに行われるようになってきた。
当社においても、磁石中のうず電流損には注意を払っており、岐阜大学の協力を得て、種々の検討を行っている。(1)今回、スロット周波数と磁石中のうず電流損の関係を明らかにするために、同一容量で固定子スロット数の異なる磁石モータを設計し、磁石中のうず電流損を磁界解析により評価しようとするものである。

車両用同期並列運転方式SIVシステム
Autonomous Synchronizing Parallel drive Redundant SIV system

大塚 貴敏
Takatoshi Ohtsuka

Conventional auxiliary power supply for EMUs (SIV) have provided indzividual electric classification. In fact, supply system on a train consists of two or more power source equipments.
But a case of a unit failure, those redundancy constitution could not prevent short time power down or choking off air conditioner to half power operation.
This paper describes details of the solution such as full time parallel drive, autonomous synchronizing control without phase referring line, simultaneous start up of all units. And this new redundancy power supply system will provide quality of comfort for passengers and provide a redundancy system for EMUs which is consisted by the minimum configuration.

<概要>
車両用補助電源装置(SIV)は、蛍光灯、空調装置、電動空気圧縮機、その他、各種の制御装置へ電力を供給するものである。
一般的な在来線では、DC1500Vを三相AC440Vまたは200V60Hzに変換し、負荷側へ定電圧の電力を供給する。
従来の単機型SIVでは、編成内に複数のSIVを搭載し、SIV単位で給電区分が区切られており、各々のSIVは独立で電力供給を行っている。また、短編成の場合はSIVが一台しか搭載されていない場合もある。
一台のSIVが故障した場合、編成内にSIVが複数台搭載されている場合には、接触器により給電区分の三相幹線を短絡し、正常に動作しているSIVから電力供給を受けるが、その間に、故障しているSIV側の給電区分は一旦停電すると共に、給電時には負荷量の関係により、空調を半減する必要がある。短編成の場合はSIVが故障すると、前途運用不能になってしまう。
また、編成内のパンタグラフが引き通しになっていないシステムでは、パンタグラフの瞬時離線により入力が遮断、SIVが停止する場合がある。
昨今では、乗客から客室環境の向上が求められ、客室灯の停電、満員乗車時における空調半減はクレームに直結するため、停電を極力回避する冗長系システムの開発が求められている。
そこで、当社では産業用完全分離方式並列CVCF(1)の技術を応用し、車両用同期並列運転方式SIVシステムを完成させた。

製品解説

阪急電鉄(株)9300系電車用電気品
Electric Equipment of Series 9300 Train For Hankyu Corporation

星 吉輝、山口 邦晴、久保 厳之、野村 英児
Yoshiteru Hoshi, Kuniharu Yamaguchi, Yoshiyuki Kubo, Eiji Nomura

This paper introduces outline of Series 9300 train, propulsion system, and auxiliary power supply system (APS).
Hankyu Corporation has newly introduced an 8-car train of Series 9300 in Kyoto line since autumn in 2003 as a next train to Series 6300. Fixed train unit of 3M5T (3 motorcars and 5 trailers) was realized in this Series 9300 by improved adhesion characteristics and increased traction motor power, instead of existing 8-car train consisting of 2 fixed 4M4T trains for 6300 series.
A VVVF inverter drives 2 traction motors on the same bogie and each motorcar has 2 inverter groups (totally 3 groups in a train). 4 sets of APS are equipped in a train and they consist of 2 groups and are operated in parallel. We place importance on redundancy for these systems. We delivered mainly VVVF inverters, filter reactors, master controllers, traction motors, driving gear units, train monitoring devices and pantographs, etc.

<概要>
平成15年秋より京都線新形式車両9300系1編成8両が営業に導入された。
この車両は京都線6300系の後継車両として新造製作され、従来6300系の編成は4M4Tの8両固定車両を基本としていたのに対し、粘着性能の向上および主電動機の出力増大により、9300系は3M5Tの8両固定編成を実現した。
VVVFインバータ装置は1台のインバータにて2台の主電動機を制御する2M1C(台車制御)の2群構成で、編成内に3セット搭載している。
補助電源装置は2群構成のインバータにて編成内に2セット搭載し、編成内4台のインバータが並列運転する方式を採用している。
この9300系車両は走行システムおよび補助電源システムを編成全体としてとらえ、冗長系を重視したシステム構成としている。
当社では、この9300系電車用電気品としてVVVFインバータ装置、フィルタリアクトル、主電動機、駆動装置、力行指令器、補助電源装置、列車モニタ装置、パンタグラフなどの主要電機品を納入した。
以下、9300系電車の概要と走行および補助電源システムについて紹介する。

東部丘陵線(リニモ)車両用電気品
Electrical Equipment for “Linimo” Vehicle

畠山 卓也、草野 研作、土嶺 好生、花岡 幸司、村井 宗信
Takuya Hatakeyama, Kensaku Kusano, Yosio Tuchimine, Kouji Hanaoka, Munenobu Murai

Tobu Kyuryo Line (called “Linimo”) is now under construction at eastern hillside in Nagoya city, by Aichi Rapid Transit Co.,Ltd, for the opening schedule in March of 2005. This line has the route of 8.9km that connects nine stations in all, and it is constructed by HSST technology that is the normal conducting Maglev system driven by Linear Induction Motors. This line will be the first commercial line of urban MAGLEV transport system in the world, though Shanghai Transrapid system has already started its operation as inter-city Maglev transport.
The development of HSST was started by Japan Airlines in around 1974, and has been transferred to Chubu HSST Development co. Ltd. Toyo Denki Seizo K.K. has been cooperating in development and manufacturing the electrical equipments on HSST vehicles since 1987,and has supplied various electrical equipment to the Linimo vehicle, such as Linear Induction Motor, traction VVVF Inverter, brake controller, auxiliary power unit, power collector, etc.
This paper briefly introduces these our products on Linimo vehicle.

<概要>
愛知県東部に建設中の東部丘陵線(愛称:リニモ/Linimo)は、名古屋市交通局藤ヶ丘駅及び愛知環状鉄道八草駅間を含め全9駅/約8.9kmを複線・高架(一部地下)で結ぶ路線であり、「都市内交通型」磁気浮上式リニアモーターカーとしては世界初の営業路線となる予定である。この路線には、1974年前後に日本航空(株)により開発が始められ、現在は中部HSST開発(株)が引き続き開発を進めているHSST方式と呼ばれる常電導磁気浮上型リニア推進方式が採用されている。
当社は1987年からHSST車載電装品の開発・製造を担当しており、今般、愛知高速交通(株)を中心に建設が進められ、2005年3月開業予定のリニモの車両についても、車載電装品を納入したので、その製品の概要を紹介する

長崎電気軌道(株)3000形駆動装置
Driving gear unit of Series 3000 Train For Nagasaki Corporation

後藤 研一、星 吉輝
Kenichi Gotou, Yoshiteru Hoshi

This paper introduces outline of Series 3000 train for Nagasaki Corporation, its propulsion system and driving gear unit. Nagasaki Corporation has introduced Series 3000 train with first domestically produced super low-floor type bogies. It was put into revenue service in Nagasaki City since spring in 2004. 100% low-floor including area above the bogies was realized first as a fully domestically produced super low-floor LRV. To realize this, new bogie system was developed. It has axles as usual bogie, however it adopts right angle cardan drive system that is driven through universal coupling by traction motor mounted on the car body. This super low-floor train consists of 3 cars with 2 articulated bogies; therefore control equipment is mounted on roof. We delivered mainly VVVF inverters, filter reactors, brake resistors, master controllers, traction motors, driving gear units, and pantographs, etc.

<概要>
平成16年春より国産初の超低床台車の新形式車両3000形が異国情緒あふれる長崎の街に営業導入された。
この車両は純国産の超低床式路面電車としては初めて台車部分を含む100%の低床化を実現した。
この実現のため、従来通りの車軸付き台車でありながら、直角カルダン駆動装置を装備し、車体に装荷した主電動機から自在継手で駆動する新発想の台車方式を新規に開発した。
3車体連接2台車にて構成された超低床車両のため、制御装置関連機器は屋根上にぎ装している。
当社では、この3000形車両用電気品としてVVVFインバータ装置、フィルタリアクトル、ブレーキ抵抗器、主電動機、駆動装置、力行指令器、パンタグラフなどの主要電機品を納入した。
以下、3000形電車の概要と駆動装置について紹介する。

※ 第1号~第104号は目次のみの掲載です。


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