09/04/17 10:34:10 +F8McHAu0
続いて・・・ 情報ありがとうございました。
＞手元に気動車も含めた国鉄運転局の加速力曲線図があるのですが、
＞キハ80の8M4mが定員乗車で25kg/tの加速力 が出せる速度は41.5km/hです。
＞103系4M2Tで73km/hですから、いかに苦労したかわかると思います。
なるほどわかりました。これなどを拝見すると車の性能うんぬんという
より大阪～和歌山45分走行が実はたいしたものでなかったのでは？誇張
された部分があったのでは？ということが類推されますね。
113系が鳳停車で45分、鳳～和歌山まで120km運転認可以降、特急くろしお
でノンストップ39分の事実があるので103系のノンストップ運転なら45分は
可能ということも充分ありえるというわけですね。
ただし、103系4M2Tが25パミールで73kmはちょっと厳しいものがあるような
・・（笑）。
931:永尾信幸 ◆9fjkNSmYy6
09/04/17 12:15:45 0FWuIGK40
>>928
モヨ100やモタ300を国鉄形式にしたのがクモハ20で、用いていたTDK-529-Aは国鉄ではMT900と称していました。
ただし、国鉄での使用はクモハ20に対しては30:66ではなく31:65で、1:2.07のギア比になっています。
出力や一時間定格電流222Aにおける定格速度の58km/hや3700kgという回転力は、ウィキペディアに書かれた
諸元とほぼ一致しますが、弱め界磁率がMT900は69.5％界磁になっていて、30%からはかなり性能ダウンになってる
ようですね。国鉄で使うにあたり制御器の交換があったようですから、その際に性能が変わったんでしょうかねぇ？
先のクモハ20の100km/h時の性能を見ると、150kwモーターにしては非力ですから、阪和型も国鉄に編入されて
からは本来の性能が出せなかったと言う事なんでしょうね。
弱め界磁率を変えた場合の性能の変化の計算方法がわかってないのですが、とりあえず力行ノッチ曲線をもとに30%
弱めだったら、このあたりに曲線が来るなぁって事で試算したら、30%弱め界磁で100km/h時だと160～170A程度
で、その際の引張力は1300～1400kg(ユニットだと2600～2800kg)になるかなぁって感じで、その数値と言うのは
201系で使ってるMT60の100km/h時(2600kg程度)・113系で使ってるMT54の100km/h時(2600kg)と同等以上と
言う事が言えそうです。
少し前に弱め界磁率を高めることが出来たら国鉄車も、もう少し性能が・・・という話があったと思いますが、これ
などはまさにそれの裏返しと言う感じですね。
弱め界磁30%時のノッチ曲線(主電動機特性曲線でも可)を見て検証してみたいですが、高速引張力も比較的ありますし
なによりノンストップは時間を縮めれますので2M4Tでも十分引っ張れたと言う事なんでしょうね。
それと、黒潮号の45分運転ですが、先の関西の鉄道の時刻表にも記載がありました。ちゃんと45分で走ってます
ね。編成までは載ってませんが、直通列車ですし写真などの裏付けから2M4Tで良いと思います。
この辺事実誤認でしたね。スイマセンです。
ただ、そのTDK-529-Aも国鉄車として使う場合は、並の性能になってしまったと言う事で、それが国鉄の
「安定した性能を求めムチャはしない」という部分の犠牲者なのかもしれませんね。
932:744
09/04/17 13:22:21 +F8McHAu0
＞30%弱め界磁で100km/h時だと160～170A程度 で、その際の引張力は1300～1400kg
＞(ユニットだと2600～2800kg)になるかなぁって感じで、その数値と言うのは
＞201系で使ってるMT60の100km/h時(2600kg程度)・113系で使ってるMT54の100km/h
＞時(2600kg)と同等以上と 言う事が言えそうです。
計算していただいて恐縮です。クモハ２００（国鉄での名称は存じませんでした）
では国鉄使用で色々いじったのではないでしょうか？なにしろオリジナルの
モタ１００は「暴走列車」ですので国鉄下では色々遵守事項もあるので
仕様を変えたのでしょう。
それにつけてもオリジナル モタ１００は化け物電車でWIKIをでは
連続定格170kwという記述もあり、なんだかわけなわからなくなってきました。
30％界磁というのは国鉄ツリカケでは60％程度が最弱め界磁だったと記憶して
いますのでまたその半分なわけですからスピードがでないはずがないんですよね。
調べていただいた御礼に東洋電機の社史（P134）でモタ１００のことがかかれて
いますので記載しておきます。
「従来の電車の最高速度記録では、狭軌では戦前、阪和電鉄の電車で、その
表定速度は実際営業運転では81．6km/h、最高速度は120kmに達していた。
同電車のモータも当社製であり戦前、戦後の新記録が当社の製品によって
達成されたのはまことに心強い限りであった」（SE車の狭軌新記録の説明にて）
933:名無し野電車区
09/04/17 13:26:03 +F8McHAu0
続いて
＞黒潮号の45分運転ですが、先の関西の鉄道の時刻表にも記載がありました。ちゃ
＞んと45分で走ってます 編成までは載ってませんが、直通列車ですし写真などの
＞裏付けから2M4Tで良いと思います。
黒潮号というのは 阪和電鉄 と 南海電鉄 の2種類があり南海は 55分
かかっていたらしいので永尾さんのご指摘はその方では？と思います。
2M4Tや2M3Tでも45分運転というのは無理をしてでもノンストップですので
その範囲では走れるという裏返しになるのですからご指摘のように当時は
俊足であったがいまになってはそれほど速くもないというのは理解できる
ような気がします。
これは永尾さんの色々な説明で検証された賜物だと感謝します。
934:永尾信幸 ◆9fjkNSmYy6
09/04/17 13:53:14 0FWuIGK40
>>930
>103系4M2Tが25パミールで73kmはちょっと厳しいものがあるような
たぶん、多くの方が思ってる部分でしょう。
先入観的に103系は低速重視と言うイメージが強いからだと思うので仕方ないなぁって気はしますが、弱め界磁率を
高めれば高速特性が良くなるとはこのスレッドでも良く出てるはずなのに35%まで弱めてる103系に対してそういう
考えが出てこないのはやっぱりイメージなんでしょうねぇ。
速度種別ってあるじゃないですか？
10パーミルの上り勾配での均衡速度を記号化したやつで、103系4M4Tは均衡速度が88km/hなのでC8とか言うやつです。
103系の4M2TはB6ですが、キハ80の10M4mで均衡速度が78km/hなのでD8にしかならないんですよ。
ただ、気動車の特性として、直結後は緩やかにしか性能が落ちていかないので、平坦地での均衡速度は120km/hくらい
いくわけで、だからこそ特急として使えたわけなんですが、気動車が最高速度に対して坂での性能が弱いのは
その性能特性によるところが大きいです。
URLﾘﾝｸ(club103.kokuden.com)
キハ80より性能が良いキハ183系の加速力曲線ですが、新形183系でも25‰で57km/hが均衡速度である事がわかると
思います。で、時速75km以降の緩やかな曲線が直結部分ですが、電車だと速度に応じて加速力が急激に落ちて行く
のですが、気動車はこのように加速自体はジリジリとしかできませんが、比較的高速域まで加速力が持続する事がわかり
ます。キハ80のくろしおが峠での均衡速度が低いにも関わらず45分運転できたのも、停車さえしなければ高速域を
持続することが出来る特性によるところが大じゃないかと思います。
103系に戻しますが、電車と気動車の特性の違いで、MT比2:1だと25‰で73km/hという数値は、そう高い数値ではあり
ません。113系の4M2Tだと88km/hくらいになるはずです。
935:永尾信幸 ◆9fjkNSmYy6
09/04/17 14:33:19 0FWuIGK40
ちょっと話題を変えて・・・
>>854
少し亀レスになりましたが、熱耐性の話が出たので思い出しましたが、阪神ジェットカーの絶縁種別ですが電機子B種、界磁H種
で、これは熱耐性で問題のあったMT46Aと同じです。
MT54がF種、MT61がH種になったのは、たぶん電機子の絶縁だと思いますが、確か当時はまだH種絶縁に使用する材料(?)が
高かったので一部しか使えなかったとか書いてあった覚えがあります。
当初MT46Aも一時間定格電流である300Aから160%までの範囲で使えるとされていました。
101系が限流値480Aとセッティングされた理由の一つが、この160%の上限と言う事なんだと思ってます。
ただし、実際に流れる平均起動電流は限流値より当然高くなりますので弱め界磁最終段までは480Aを超えてしまいますけどね。
ただし、この限流値480Aというのは、応荷重装置を使った場合の積車(300%)乗車時ですから、運転条件は厳しい場合を想定しています。
この条件で駅間3kmの平坦線を101系10Mで走った場合、どんな運転曲線になるかと言うと、起動加速度は諸元通り3.2km/h/sです。
300%乗車でもこの数値をたたき出せるわけですから、ある意味高性能ですね。
URLﾘﾝｸ(club103.kokuden.com)
グラフを途中でぶった切ったのですが、左下からヒョロヒョロ出てる細い線は時間線で、(km/h×30)秒です。
3022m先で停止した時に157秒かかってる計算になっています。(ジャスト3000mでなくてスイマセン)
減速度を2.5km/h/sとした場合の曲線としていますが、300%の編成重量は620.5tになり、2.5km/h/sの減速度としても1ユニットあたり
9600kgのブレーキ力が必要となります。101系は空気ブレーキ併用だったと思うので電気ブレーキ力として仮に9000kgを使ったとして
RMS電流を計算すると、282Aとなりました。>>920で一時間定格の80%なら完璧と書きましたが、連続定格電流以下なら良いようです。
MT46Aの連続定格電流は255Aですので、このグラフのような運転は熱容量不足になるため、最高速度を95km/hから少し下げて惰行を
増やすか、減速度を下げるか、いずれにしても駅間の走行時間は延びることになります。
95km/hまで84秒かかり、駅間が157秒ですから、力行率は53.5%となります。ちなみに、オフブレーキ運転にすれば、なんとか100km/h出ます。
936:名無し野電車区
09/04/17 14:40:43 +F8McHAu0
永尾さんの書き込みを期待してのレスですのでお許しをば。
＞弱め界磁率を 高めれば高速特性が良くなるとはこのスレッドでも良く出てる
＞はずなのに35%まで弱めてる103系に対してそういう
＞考えが出てこないのはやっぱりイメージなんでしょうねぇ。
イメージもそうなんですが山の手などの国電使用としての103系
なら35％でも良かったのかもしれませんが、余裕のある速度領域を希望すると
実現できなかったのが悔やまれますが補償コイル装備で25％程度の弱め
があった方が望ましいかったのではという意味合いです。もともと
限界設計で定格回転数が低いMT５５では35％は限界とはいえ界磁制御の幅で
言えばさほど広い領域とはいえないと思います。
103系4M2Tで73km/hというのは・・・民鉄でいえばMT同数で近鉄6000（135kw ギヤ6・13
これが103系のスペックに近い）が33パミールで71km/h、近鉄8000（600V 115kw
ギヤ5．31）が65km/hで、制御電圧や電流が異なるにしろ103系は非力な点は否めません。
（あの東武8000系MT同数さえも25パミールで85km/hです。）
103系4M2Tで25パミールで73kmですと実質25の連続勾配では勢いつけて80km/hが精一杯
でしょう。そういえば小田急2400が25パミールにさしかかったとたん加速力が落ちて80km
でもがいていたのを思い出します
ご参考で弱めのことで言えば
近鉄6000 30％（補償コイル付） 、近鉄8000 15％（補償コイル付）
東武8000 30％（補償コイル付） 、小田急2400 35％（補償コイルなし）です。
937:名無し野電車区
09/04/17 15:14:35 +F8McHAu0
阪神ジェットカーの絶縁種別ですが電機子B種、界磁H種
で、これは熱耐性で問題のあったMT46Aと同じです。
MT54がF種、MT61がH種になったのは、たぶん電機子の絶縁だと思いますが、
確か当時はまだH種絶縁に使用する材料(?)が 高かったので一部しか使えな
かったとか書いてあった覚えがあります。
今度は熱耐性ですね（笑）。電気鉄道ハンドブックP134の記載に「許容上限温度」
がかかれていました。当時としては以下のようでしたのでその時代では最適な
ものを使っていたのでは？と思います。
A種：105度 B種：130度 F種：155度 H種：180度
解説によりますと界磁にはH種 電機子にはB種 の使用が一般的だったようです。
これによりますと当時としてはジェットカーはH種180度の高い絶縁材料を
使用していたと思えます。
お見せできないのが残念ですがP142にジェットカー5001・5002でのデータ
で温度上昇および冷却図というのがかかれておりまして界磁H種180度
電機子150度の限界に達するのは満員状態で約2時間後、同じ2時間経過で定員
状態なら界磁は150度、電機子で100度で それまでなら充分許容の範囲に
おさまるとされている様です。そのような状態で143ページでは実走行では
30分で４～６分程度の停車があれば許容の範囲で収まると解説されています。
しかし、熱容量としては当時は充分ではなかったのでしょうね。
938:名無し野電車区
09/04/17 15:28:34 +F8McHAu0
＞MT54がF種、MT61がH種になったのは、たぶん電機子の絶縁だと思いますが、
＞確か当時はまだH種絶縁に使用する材料(?)が 高かったので一部しか使えな
＞かったとか書いてあった覚えがあります。
たしかに高価なものだったと想像に難くないのですが、解説では
以下のようにもかかれていました。
「電機子導体はスロットにおさめられており、楔で保持されているから
発生した熱は整流子、またはコイル端に伝えられそこで放熱する。
この故にコイル端の絶縁はできるかぎり薄い方が望ましい。電機子巻線
との接続には はんだ を使用しているので最高許容温度は はんだ
で支配される。一般に電機子 にB種 またはF種を使用するのは
そのためである。一方磁極コイル（界磁側）に高級なH種 F種を
使うのは比較的熱放散がよいので温度上限を高くとって小型化するため」
だそうです。電機子 と 界磁 の絶縁は理由があって使い分けとかです。
939:永尾信幸 ◆9fjkNSmYy6
09/04/17 17:04:00 0FWuIGK40
>>937
あれ？電気鉄道ハンドブックですよね。私のは昭和37年版ですが、同じページに同じのが載ってますね。
P.142のはジェットカーって書いて無かったのでわからなかったです。
私、基本的にMT-xxじゃなくTDK-xxとあったらほとんど飛ばしちゃいますから。
なるほど、これが阪神、確かに加速度4.5って書いてありましたね。TDK-xxxを知らなかったので、損したなぁ。。。
P.134の許容温度ですが、JISのC4003で規定されてて、今のは少し変わってるんですが1977年版は下記の通りです。
Y種90度 A種105度 E種120度 B種130度 F種155度 H種180度 C種180を超えるもの
URLﾘﾝｸ(www.threebond.co.jp)
現在は少し変わっていますが、このC4003って1962年制定なんですねぇ。ちなみに、国鉄車両の場合は、上のリンク先に
「国鉄車両の場合」と言うのがありますので参照してください。ただ、このあたり、何かややこしそうです。
例えば101系の熱上昇試験をやった時には、電機子120度・界磁150度を限度にして計測しています。この値を超えたから運転できない
としてるわけですが、電気鉄道ハンドブックにもあるとおり、１０１系も電機子完全B種・界磁H種です。
で、P.142に「これより停車時分を含む二乗平均電流値を計算すると、定員時81%定格、満員時105%定格であった。
とありますが、これは470Aに対して、駅間運転時分の半分くらいの時間を800Aくらい通電してそうなので、だいたい800A平均くらい
と仮定してRMS電流を3.92図から概算で計算すると、800A×800A×30秒÷60秒=320000・・・これの平方は565.7Aとなり、一時間
定格電流470Aの120%ほど超過してます。
概算なんでちょっと高めの数値ですが、本に載ってる105%定格の定格は一時間定格である可能性が高いです。
となると、この本にのってる運転曲線でのRMS電流値は470×1.05=494A程度であると考えられます。
で、国鉄基準にすると連続定格電流以下でなければ運転できないわけですから、前のページにある375A定格から考えると、この160kw
モーターを用いたジェットカーですら、とても運転できる状態では無いです。(加速度落とせば十分走れると思う)
また、山手線は折返し時分がなく、一応大崎駅で60秒停車というのがあるくらいなので、かなり条件はきついです。
940:永尾信幸 ◆9fjkNSmYy6
09/04/17 17:34:01 0FWuIGK40
>>936
基本的に、103系に限らずM比率を上げれば高速特性は良くなります。103系がある意味長く使われ続けた理由の一つとして
当初8両編成を基準として設計されていましたが、京浜東北線・常磐線・山手線などで10両運転が始まると6M4Tとして運転せざるを
得ず、その場合は結構「使える」性能になったんですよね。
結構使えるってのは国鉄基準で民鉄の高性能と比較してるわけじゃないのですが、6M4Tで加速度が非冷房車で2.3km/h/s程度
冷房車で2.4km/h/s程度あるのに対して、4M2Tの場合は非冷房車で2.55km/h/s程度、冷房車で2.63程度ありますから、M比率が
高ければ国鉄ではそこそこ運転できます。
高速での加速力は、ユニットが持つ引張力×ユニット数が基本になりますから、こちらもユニット数が多ければ多いほど高速での
性能も高まるわけで、103系4M2Tの25‰での均衡速度が73km/hである点(冷房車だと重量が重いので70km/hに落ちるようです)
もモーター車が多いからというのが理由だと思います。
で、基本的に103系が高速運転を多くしなければならないような場合、車種としては113系や115系を持ってくる事が多いので、
弱め界磁35%と言うのは103系としては、十分な部分だと思ってます。
それ以上の性能を求めるなら、113系・115系があるわけで、列車種別的にも棲み分けがされてるわけですから。
ただ、一部の線区では非常に駅間の長い区間を走ったり、少し最高速度が高いところを走ったりすることもあったかと思いますが、
そういう線区では得てして、103系が得意とする駅間距離や乗車率などがあり、片一方をとると片一方が満たせないというような
状態になってしまったわけで、東海道山陽線に113系を入れても、京都－高槻で1分程度短かっただけだと記憶してますし、
仮に113系がそのまま駅間の短い神戸付近などを走ると、今度は逆に運転時間が延びたりするんですよね。
かといって、103系と113系の両者の中間形式というのは、余力があればあっても良かったでしょうが、使える場所というのは
そう多くなく、なかなか製造に踏み切れなかったと言う事だと思ってます。
941:名無し野電車区
09/04/17 18:11:41 +F8McHAu0
今日は休日ですので本を読んだりテレビを見たりここを見たり忙しい
ひまな休日となっております。
>国鉄基準にすると連続定格電流以下でなければ運転できないわけですから、前のペ
＞ージにある375A定格から考えると、この160kw モーターを用いたジェットカーで
＞すら、とても運転できる状態では無いです。(加速度落とせば十分走れると思う)
＞また、山手線は折返し時分がなく、一応大崎駅で60秒停車というのがあるくらいな
＞ので、かなり条件はきついです
ハンドブックの例は失礼しました。良く読みますと 160kw のジェットカーは現存
しませんので計算上でのシュミレーションとしてごらんいただいたほうがよいようで
す。これは私の早とちりでございました。ごめんなさい。
TDK826A というのは 現実の形式では 東急7000系 60kw車です。
定格電圧 187.5V 定格電流 380A ギヤ比 6．5 最弱界磁率 20％
しかしハンドブックでは160kwのものとしてとシュミレーションしていますので
電流が800Aというようなとてつもない電流は375v定格では実在しません。
942:名無し野電車区
09/04/17 18:12:44 +F8McHAu0
＞駅間運転時分の半分くらいの時間を800Aくらい通電してそうなので、だいたい800A
＞平均くらい と仮定してRMS電流を3.92図から概算で計算すると、
＞800A×800A×30秒÷60秒=320000・・・これの平方は565.7Aとなり、一時間
＞定格電流470Aの120%ほど超過してます。
これを実際のJETCAR5201 出力75ｋｗ 電圧300V 電流285A 最高許容電圧800Vに
置き換えると・・・定格の約150％増しの約450Aとして 450A×450A×30秒÷60
＝101250 この平方では318A 一時間定格電流285Aに対して約112％の超過に
なると計算されますがこれでも厳しいわけでしょうか？
＞国鉄基準にすると連続定格電流以下でなければ運転できないわけです。
これは理解できました。
あぁ・・上の例でもだめなら結局永尾さんが力説されておられたように
国鉄では残念ながらオールM車は地下鉄のような特殊な線区をのぞけば
どれもだめという結論になるわけですよね。
943:744
09/04/17 18:24:27 +F8McHAu0
＞基本的に103系が高速運転を多くしなければならないような場合、車種としては
＞113系や115系を持ってくる事が多いので、弱め界磁35%と言うのは103系として
＞は、十分な部分だと思ってます。、
前者は現行の阪和線の１１３系の活躍で証明されていますね。ただし一部ご指摘の
ように中距離線区での１０３系の活躍には力不足なわけでどうしようもなく
M車の比率をあげて対処しているわけでしょう。
個人的な考え方に依存してしまいますが一般的に見ると３５％では一寸充分と
はいいかねます。（見かけは３５％であるけれどMT５５の設計が限界である
点でという意味です。）
＞M比率が 高ければ国鉄ではそこそこ運転できます。
あはは。これをいいだすと性能確保のためなら私鉄もM車の比率を上げて
色々な条件で対処できると思いますよ。