インバーター電車の定義について

鉄道の車両技術に関する質問です。
よく耳にする「インバーター電車」についてですが、これの定義としては「駆動用として交流モーターを用いている電車」と言う事で間違いないでしょうか？

日本において本格的な在来線用インバーター電車が誕生してから、40ヶ年位の歳月が経過しましたね。

質問者からの補足コメント

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  最近では、自動車用電気モーターで「ブラシレス直流モーター」なる例もあったりしますよね。
  あと、家電でもそういう例があったような‥‥。
  その気さえあれば、電車の世界でブラシレス直流モーターを採用した新たなる主回路制御システムを構築出来るのではないかと…。四象限チョッパに発展的改良を施し、Sic素子で更なる小型化を図ったものにしたり…(Sicチョッパみたいな)。

  No.1の回答に寄せられた補足コメントです。 補足日時：2024/10/02 16:02

No.1 ベストアンサー 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2024/10/02 15:49

こんにちは。

【回答】
▪交流電動機を使用している。
▪交流電動機を動かすため、電圧と周波数を変化させて制御する。

こういうモノです。

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直流電動機は、構造は複雑ですが理屈が簡単なのです。

▪ブラシの定期的な交換と清掃が必要。
▪ブラシからのカーボン粉で、故障のリスクがつきもの。
▪性能が、如何に電気を喰わせて、如何に強力な磁力を得るかなので、必然的に高出力電動機は大型になりやすい。つまり高出力化を求めても限界がある。

こういう欠点があります。

交流電動機の軸受はただ軸を支えているだけなので、カーボン粉によるフラッシュオーバーの懸念はなく、理屈は難しいのですが構造は簡単になります。

昔は交流に転換するのも、その電圧と周波数の制御も、機器が大きすぎてしまって不可能だったのですが、半導体が鉄道車両の制御機器に使われるようになり、チョッパ制御（チョッパ制御は直流電動機を使用）からの進化で実現に。

No.3 回答者： w124-youngclassic 回答日時： 2024/10/02 19:13

こんばんは、No.1です。

>自動車用電気モーターで「ブラシレス直流モーター」なる例もあったりしますよね。

あぁ、無整流子電動機ですか。
直流電動機に分類されますが、DC/AC変換回路を付けないと成立しませんから、PMSMモーターになりますね。
https://www.global.toshiba/jp/products-solutions …
この様に、既に実用化されています。

メリットは効率が高いのですが、デメリットとしてとにかく高い。
また、電子回路を内蔵するため、周囲温度などの耐環境性能は電子部品に左右されますし、スイッチング素子のスイッチング時にノイズが発生しますので、誘導障害が発生したりします。

あるけれど採用例は少ないですね。
多く採用しているのは東京メトロ。あとはメーカーから“お試し”で特定の編成に取り付けてデータを取る形です。

No.2 回答者： k-841 回答日時： 2024/10/02 17:57

定義、ですか。

聞いたことがありませんが、「インバーター電車」という語感から、少なくともインバータによるDC-AC変換がなされている電車であることに間違いはないでしょう。「より単純な構造でメンテナンス性のよい誘導モータ」を効率よく利用できるようにするためにインバータを持ち込んできたわけで、どちらかというと誘導モータにインバータが後からくっついた、という方が正確でしょう。

ただし、より狭義に言えば、リニアモータカーもその制御にインバータは必須であり、あなたが想像する交流モータとは違うものだと思います（恐らく、三相誘導モータよりも先にリニアモータの制御にインバータを利用し始めたのではないかと、自信はないですが）。もちろん、リニアモータは広義には誘導モータの一種ではあるのですが。