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阪急電車、東芝の新型電動機システム搭載で従来比約50%の省エネ

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阪急電車、東芝の新型電動機システム搭載で従来比約50%の省エネ

東芝は、阪急電鉄8000系車両に高効率の全閉型永久磁石同期電動機(全閉PMSM)と新たに開発した4in1VVVFインバータ装置を採用したシステムを試験搭載し、従来比約50%の省エネを実証したと発表した。

VVVFインバータ装置は、鉄道車両の電動機(モーター)を効率よく動かすことで、走行用電力を削減させる装置。今回開発した4in1VVVFインバータ装置は、1台の冷却器にインバータ回路を4回路搭載することで装置の小型、軽量化を図った。全閉PMSMと組み合わせることにより、力行(電力の供給を受けて車両が走行する状態)の消費電力量を削減するとともに、独自の制御方法により電力回生ブレーキの負担を増やして回生電力量を増加させ、車両全体の省エネを実現した。

同社は、2012年9月に、同車両の同一編成内に全閉PMSMと4in1VVVFインバータ装置のシステムと、既設の誘導電動機(IM)と半導体素子の一種(GTO素子)を使用したVVVFインバータ装置を搭載して、各駅停車相当の運行パターンにて試運転を実施し、消費電力量を測定して、両者の比較を行った。その結果、力行の消費電力量約10%削減、回生電力量約85%増加、トータルで約50%の消費電力量削減を達成した。今後は、営業運転にて効果を実証していく。

同社は既に、東京地下鉄(東京メトロ)16000系車両にて採用されている高効率の全閉PMSMとVVVFインバータ装置のシステムにおいて、東京メトロ06系車両に搭載しているIMとVVVFインバータ装置のシステムと比べて、力行の消費電力量を削減し、制御の見直しによる電力回生ブレーキの負担の増加により、営業運転にて39%の消費電力量削減を実現している。

近年の環境意識の高まりから、鉄道車両は更なる省エネルギー化が求められており、同社では、今後も高効率の装置を提供するとともに、輸送計画や制御システム、蓄電装置、電力供給システムなど、鉄道システムをトータルで設計することで、さらなる省エネ化を実現する鉄道エネルギーマネジメントシステム(鉄道EMS)に取り組んでいく考えだ。

永久磁石同期電動機(PMSM)は、誘導電動機(IM)より効率の高い鉄道車両の駆動用電動機として注目されている。全閉PMSMは、冷却負担の少ない永久磁石同期電動機を用いることで、通風冷却に代わって全閉構造を採用した電動機。

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