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320_制御器(写真は115系のCS15F)

320_制御器(写真は115系のCS15F)

 電車のモーターをつなぎ変えたり、抵抗を加減して速度を調整する。
 モーターを発電機としてつなぎ替え、運転台の操作に応じた電気ブレーキを作用させる。
 過電流・過電圧を生じたら主回路を遮断する。
 
 など、重要な役目を持っている。なお169系は横軽協調機能のあるCS15Dであるが、協調カットした現在は、動作はCS15Fと同じである。

169系電車の動力源、主電動機は直流直巻電動機であって、次のような性質があり、その性質に対応した速度制御をする必要がある。
力行については、以下のような制御をしている。 

・端子電圧が高いほど回転が速くなる。
 停止しているときからの起動は、最初はモーター8個直列にする。
架線電圧は1500Vだとすると、抵抗が抜けきった時点(2N最終状態)での一個のモーターには、1500/8=187.5Vが加わる。
ある程度速度が出ると、4個直列を2回路並列にする。3N最終状態では1500/4=375V
これを直並列制御という。

・回転の上昇につれて、電流が入りにくくなる。
  速度の向上とともに、直列に挿入している抵抗を減少させていかないと、高速への加速が得られない。
逆に、高速にあわせていきなり電動機に抵抗を経ずに電圧を加えると、極めて大きな電流が流れて焼損しまう。
そこでいくつか抵抗とスイッチを用意しておき、電流の減少(=速度の向上)を検出して、ある電流=限流値(げんりゅうち)まで低下したら、スイッチを短絡して抵抗を減少し、加速を続ける。169系では限流値は420Aに設定している。
いいかえると、電流(∝加速力)をある速度域の中で、一定の幅に制御するために、抵抗を調節する。
これを抵抗制御という。

・界磁磁束が弱いほうが、回転が速くなる。
 そこで、電車の主電動機の界磁は永久磁石ではなく、電磁石になっていて、この界磁磁束の強さを調節して、速度のコントロールの幅を増やしている。
これを界磁制御という。