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民鉄最強の電車はどれだと思いますか?
新幹線ですか? そりゃ別格。ていうか民鉄じゃないっしょ。
じゃあ、スペーシア? NRA? EXE?? いやいや。
正解は
京浜急行2100形
でしょう。異論は却下です(笑)。
どんな電車か知りたい方はこちら。
最近の電車ではおなじみのVVVFインバータ制御なのですが、独特の音階状の加速音が出ることで鉄道ファンの間では有名で、
俗にドレミファインバータなどとよばれます。
スーパーベルズのモーターマンVol.3で演奏され、CDになってるので、鉄道ファンでなくともご存知かも知れませんね。
実は、JR常磐線のE501系や、同じ京急の新1000形も同じインバータ(ドイツSIEMENS製)を搭載してるんですけどね。
絶対音感的にはファソラシインバータと言うべきところでしょう。
走り始めるときの音をムリヤリ楽譜にしてみました。

これが標準的な発車時の音階です。
モーターマンVol.3 でもほぼこれに近い形で演奏されてますね。笑。
あまり知られていないことですが、初動加速がやや緩やかなときは、開始のF(ファ)の前にEs(ミ♭)
が一瞬聞こえる場合もあり、

このようになることもあります。
上記2譜例では、中間部を16分音符で揃えましたが、実際には長さが不均一の場合も多々あります。
どれが長く、あるいは短くなるかは毎回違います。
不均一になる原因ですが、
モーターの回転数をVVVFにフィードバックして発振周波数の切替タイミングを制御しているから、と想像しています。
金沢文庫駅・上り線では先に到着した4両の600形や1500形に、8両の2100系が併結するシーンがみられます。
ちなみに4+8=12両編成は、民鉄各線では最も長い編成となっております。
併結作業は、そのまま突っ込んだら危険ですから、少し手前で停止して、微速で前進して連結します。
この微速前進時に初めの2〜3つの音だけの音階を聴くことができます。

こんな感じですね。
連結が終わると、連結器が確実にかみ合ったことを確認するため、レバーサを後進に入れて少し引っ張ってみる、
ということが行われます。
このとき、驚くべきことに、 Esどころかもっと下のCあたりから音階が出るようです。

こんな感じでしたが、まだ1回しかちゃんと聴いたことが無いので、次に実家に帰るときにでも
再確認して来ようと思います。
ここからは閑話休題。
そもそもどうして音階が出るのか?
VVVFでは、モーターが一定の回転数以下の低速時、インバータ周波数に同期しないチョッピング周波数を設定する
「非同期制御」というモードがあります。
例の音階は、この非同期制御時に出ます。
VVVFの周波数はどうしても可聴域になるため、音が聴こえるのは避けられない。
ならば、多少とも聴こえのいい音にしよう、と、音階状に変化させることを SIEMENSは考えた、そうだ。
これが正しければ
さすがバッハを生んだドイツは違うな
と、思っちゃいますね。
日本製のVVVFは非同期制御時に一定またはそれに近い周波数を出すものが多いようです。
電車の走り初めに、同じ高さの音がしばらく聴こえたら、そういうのです。
(逆に速度が上がると音が下がるすげーのもあるらしい。E231近郊形の三菱製。)
実は、VVVFの制御素子にはGTO(Gate Turn-Off thyristor)とIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)があって、
このファソラシインバータ−SIBAS 32はGTOのようです。
音の低減にはIGBTの方が有利らしいんですが、最近普及してきた方式だから、開発時期の関係で
GTOなのかな。
IGBTの利点については、営団地下鉄のサイトに、
こんな専門用語バリバリなページがありました。
こちらが今日もいい音出してる(元)VVVF音源、SIEMENS製SIBAS 32です。
写真はシーメンス株式会社のサイト内 http://www.siemens.co.jp/jigyou/group/trans/keikyu.html
より引用しました。
(c) SIEMENS
電動車の制御に関するすべての処理を行う制御ユニットSIBAS 32は、ベクトル制御によるきめ細かなトルク制御が特長で、
空転・滑走制御を最適に実現することが高く評価されています。
だそうです。
ところでSIEMENSの発音ですが、ドイツ語読み的には「ジーメンス」が近いと思うのですが、
日本のSIEMENSのページ(下記)は、濁らない「シーメンス」と表記してますね。
BMWを「べんべ」と読むか「びーえむだぶりゅ」と読むかの違いと似たようなものでしょうか。
関連リンク(別窓で開きます)
シーメンス株式会社
同社納入実績の記事
京急2100型
JR常磐線E501系
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