VVVFインバータ制御への挑戦（その１）

　鉄道模型用のコントローラが完成をみたところで、本格的にVVVF（可変電圧可変周波数）インバータ制御について考察してみる。実際の電車は交流（AC）モータを駆動させているが、鉄道模型（Nゲージ）用のモータは直流（DC）モータである。よって周波数によってその出力が変化するかどうかはモータの特性による。そこで、電圧出力（PWMデューティ比）と周波数、速度のデータを収集する必要がある。そこで、速度自動計測システムを使用してグラフを作成する。

縦軸はスケール換算した速度（km/h）、横軸は周波数（Hz）、奥行きの軸は出力（%）

　上のグラフから読み取ると、出力の増加＝速度の増加、周波数の増加＝速度の増加という関係が読み取れる。しかし、これは実験の結果から出力が7.5~12.5%、周波数が600~1300Hzの間に適応できると考える。実際の電車はどうなっているのかも重要な要素である。そこで、VVVFインバータの音を解析してみる。

たしかE217系だったような気がします（笑）。数秒間の間に周波数が倍増し、それを繰り返している様子が分かる。

　

　ここで、問題なのは鉄道模型（Nゲージ）の加速が早すぎるという事である。数秒間の加速で、スケール換算すると一気に300km/hを突破する（笑）。したがって、VVVFの変化時間をスケール換算してしまうと、0.1秒以下になってしまい、聞こえない（汗）。解析にはまだまだ時間がかかりそうだ。