2010年3月15日月曜日

JR各車両の駆動音を再現する「201系、E501系、207系0番、207系1000番、EF210」

 コントローラの製作にあたって、こんなVVVF音を追加して欲しいというご依頼を受ける事がある。そんな時には動画や音声ファイルを用意してもらえれば、できる限りの再現を行なう。今回は「201系チョッパ制御」、「E501系シーメンス製VVVFインバータ制御」、「207系0番台三菱製PTr素子VVVFインバータ制御」、「207系1000番台東芝製GTO素子VVVFインバータ制御」、「EF210三菱IGBT素子VVVFインバータ制御」の再現で、特に動きと音を実車に合わせて調整を行なう。

使用しているのは自作の常時点灯機能付き、ワンハンドル風マスコン操作、PWMパワーパック「BLタイプ」である。

また、加速と音との調整をマイコンのプログラムを修正しながら、実験を行う。

出力回路:Power MOS-FET
制御回路:AVR Mega168P
制御方式:PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)
使用電源:12V1.0AスイッチングACアダプタ
保護回路:アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断(1.0Aで遮断)

使用車両:KATO製 阪急電鉄6300系
使用線路:KATO製 ユニトラック線路(Nゲージ)

2010年3月9日火曜日

モニター用BLタイプ廉価版の販売終了!、次のコントローラは?

 BLタイプ廉価版が販売個数に達しましたので、終了いたします。ご購入頂いた皆様からの貴重なご意見を参考にさせていただきましてありがとうございます。アンケートの内容から機能や性能を吟味し、モデルチェンジしたBLタイプ(ver1.10)を企画中です。まだまだ、設計段階ですので、詳細な仕様については未定です。とりあえず、CADで外観の設計を行なっている最中ですが、現行のBLタイプと同様になる予定です。


販売情報については、後日ブログやHPにて紹介させていただきますが、メールにて承っておりますので、お気軽にお問い合わせください。また、仕事の都合上で返事が遅れる場合がございますので、ご了承ください。

2010年3月8日月曜日

ハイブリッドパワーパックの考案(PWM、リニア、VVVF制御)

 Bトレや小型のモータを搭載した車両を通常のNゲージ用のパワーパックや制御機器で運転すると暴走し易い。これは12Vという電圧が高すぎるのと、車両が軽量であるため、出力を調整する機構に問題があると思う。そこで、Bトレや小型モータ用の新しいパワーパックを考案する必要がある。まず思いついたのがハイブリッドパワーパックというもので、様々なパワーパックや制御機器の機能をまとめた物である。まず、パワーパックの制御方式について簡単に説明する。
①リニア駆動方式(トランジスタを用いたパワーパックに多い、電圧を0〜12Vまで可変させて制御するもの)
②PWM制御方式(一定周期の信号(交流)にて駆動。その信号のONとOFFの幅を調整する事で出力を変化させるもの)
③VVVF制御方式(電車のVVVF制御とは違うが、上記のPWM制御に可変周波数の制御を加えたもので、擬似的にVVVF制御を行っている)
以上の3つの制御方法を一つのパワーパックに集約したものを、ここでは「ハイブリッドパワーパック」と呼ぶ。と言っても、呼んでいるのは私だけだが(笑)。

それでは実験の様子を説明する。市販のモータドライバ「TA7291P」を用いて、AVRマイコンにて制御を行なう。
制御するために調整する項目は3つある。①電圧(0〜12V)、②デューティー比(ON/OFFの割合%)、③周波数(50〜1000Hz)。これらを3つの可変抵抗で調整、それをA/D変換し、マイコンにて処理し出力回路へ。

では、実際にバンダイ製Bトレインショーティ「阪急電鉄6000系」をNゲージ化したもので、走行実験を行なう。電圧は6.45V、周波数140Hz、デューティ比7.5〜30%。


これで、Bトレでもある程度の低速走行が可能になったのでは無いかと思う。しかし、調整数項目が3つになったということはそれだけ操作がしにくくなったという事で、玄人向けのパワーパックになってしまう。調整を自動化するシステムが必要かな、、、。

出力回路:TA7291P
制御回路:AVR Mega164P
制御信号:リニア、PWM、VVVF制御
使用電源:12Vスイッチング電源

使用車両:バンダイ製Bトレインショーティ阪急電鉄6000系
動力ユニット:KATO社製Bトレ用動力ユニット使用
使用線路:TOMIX製 ファイントラック線路ミニカーブレール(Nゲージ)

2010年3月7日日曜日

JR西日本207系0番台三菱製PTr素子VVVFインバータ駆動音を自作PWMパワーパックで再現する

 世の中には様々なVVVFインバータが存在している。発進時にドレミファ〜といった音階が鳴るシーメンス社製のVVVFインバータもかなり珍しいと思った。さらには、E231系の様な速度に応じて周波数が下がるもの、はたまた空転すると言った現象など、普段乗らないだけに色々面白い。今回はJR西日本207系0番台に使用されているパワートランジスタを出力素子に用いた三菱製のVVVFインバータ音の再現である。



出力回路:Power MOS-FET
制御回路:AVR Mega168P
制御方式:PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)
使用電源:12V1.0AスイッチングACアダプタ
保護回路:アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断(1.0Aで遮断)

使用車両:鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」(トミーテック(TOMYTEC)製動力ユニット使用)
使用線路:TOMIX製 ファイントラック線路ミニカーブレール(Nゲージ)

2010年3月6日土曜日

E501系と321系のVVVFインバータ音を再現する(修正版)

鉄道模型にて再現しているVVVF音であるが、やはり、日頃から実車に乗車されている方の意見は非常に参考になる。当方はあまり、電車に乗らないので、このようなご意見はありがたい。そこで、前回の記事で紹介したE501系シーメンス社製VVVFインバータと321系東洋製VVVFインバータの駆動音を修正し、今度はBLタイプにて走行実験を行なった。


出力回路:Power MOS-FET
制御回路:AVR Mega168P
制御方式:PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)
使用電源:12V1.0AスイッチングACアダプタ
保護回路:アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断(1.0Aで遮断)

使用車両:鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」(トミーテック(TOMYTEC)製動力ユニット使用)
使用線路:TOMIX製 ファイントラック線路ミニカーブレール(Nゲージ)

2010年3月5日金曜日

自作PWMパワーパック「BLH」の性能を検証してみる「三編成同時運転」

 以前に紹介したBLHタイプの性能を検証する。特に出力に余裕を持たせた3.0Aの容量を持っているので、今回は三つの編成を同時に運転してみる。NゲージはKATO製阪急6300系、KATO製500系新幹線、HOゲージはKATO製165系急行形電車である。6300系にはオリジナルのLED室内灯を装備して8両編成、新幹線は4両編成、165系は3両編成となっている。


一番加速が速いのは新幹線であるが、これは重量が一番軽いのでこういう結果となったと思う。やはり、3つのモータからVVVF音が発生するとかなり大きな音が鳴る。一つのモータで300〜500mAの電流が流れ、さらにヘッドライトやテールライト、室内灯を含めるとだいたい1.0〜1.5Aの電流が流れる事になる。3.0Aの容量を持つBLHタイプにとっては余裕の運転となる。

出力回路:Power MOS-FET(フォトカプラにより駆動)
制御回路:AVR Mega168P
制御方式:PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)
使用電源:12V3.8AスイッチングACアダプタ
保護回路:アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断(3.2Aで遮断)

2010年3月4日木曜日

JR三車種のVVVF音を再現(自作PWMパワーパックALタイプ)

 今回は依頼のあった「E501系シーメンス製VVVFインバータ」、「321系東洋製VVVFインバータ」、「207系東芝製VVVFインバータ」の三種類を再現してみた。と言っても、最近は違いがよく分からなく、なんとも平凡な音?になってしまった。そもそも、VVVF音は様々な周波数が重なり合っているので、現状では一つの周波数しか発生できない。以前に紹介した201系のチョッパ音では三つの周波数を合成し、駆動させる方式をとっていた。これを採用してさらに忠実な再現を行なう必要がある。


 使用しているのはALタイプで、加速から停止までの音を出すので、加速はだいぶ早い。つまみで調整できるので、これはこれで使い易いのだが、やはり実車の運転感覚に近づけるにはBLタイプが一番だろう。

出力回路:Power MOS-FET
制御回路:AVR Mega168P
制御方式:PWM制御(疑似VVVFインバータ制御)
使用電源:12V1.0AスイッチングACアダプタ
保護回路:アダプタによる過電流遮断及びポリスイッチによる過電流遮断(1.0Aで遮断)

使用車両:鉄道コレクション「富山ライトレール(青)」(トミーテック(TOMYTEC)製動力ユニット使用)
使用線路:TOMIX製 ファイントラック線路ミニカーブレール(Nゲージ)