lnr010: リニアモーターカーの分析 10 リニア新幹線の給電システム

 リニア新幹線の変電所にはこのような立坑が築かれるという説があります。こちらから転載させて頂きました。

前回はリニア新幹線車両のブレーキシステムについて分析しました。

推進コイルの電流位相をずらす回生ブレーキ、タイヤを地面に押し付ける車輪ディスクブレーキ、空気抵抗を増大させる空力ブレーキが準備されているのですが、主役の回生ブレーキは推進コイル電流に停電が発生すると全く機能しなくなることが分かりました。

ちょっと怖いですね。

ともあれ、リニア新幹線車両を加速するにしても減速するにしても、推進コイルへの緻密な給電に依存するようです。

となれば、リニア新幹線の給電システムの理解を深める必要がありそうです。

通常の鉄輪式鉄道では給電システムはとても簡素で、パンタグラフと接触する架線に電圧をほぼ一様に掛けておくだけでした。

日本に多い直流式電車の場合ですが、、。

交流式の新幹線であっても、直流が交流になるだけの変化で、簡素さに違いはありません。

これに対して、リニア新幹線の給電システムには周波数調整機能や後述のセクション長という概念が加わります。

また、給電システムの負荷の推進コイルはインダクタンスで、それが並列接続されています。伝送路としての特性も異なるのではないでしょうか?

かなり複雑です。

以下ではGROKさん(3)に調べてもらったリニア新幹線の給電システムの概要を記します。

推進コイルの給電システムの概要
リニア新幹線では、すでに述べたように推進コイルがガイドウェイ(軌道)に沿って配置されており、これに三相交流電流が供給されます。
この給電は、地上の変電所(サブステーション)から行われ、推進コイル列は通常、複数のセクションに分割されているそうです。この方式により、車両が通過するセクションのみに電力を供給することで給電の無駄を最小限に抑えるのだそうです。

1)セクションの長さ
各セクションの長さは、設計や運用条件によって異なるそうですが、一般的には数百メートルから数キロメートル程度(例:1~2 km)とされるそうです。この距離は、車両の長さや速度、電力供給の効率を考慮して最適化されるとのこと。
16両編成の長さが400m弱ですので、セクション長はそれよりわずかに長いことになるようです。
その方が精緻な車両速度制御が可能となりそうです。

2)変電所(サブステーション)の配置
変電所は、ガイドウェイ沿いに一定間隔で設置され、変電所から推進コイルへの送電距離は、通常、数キロメートル以内に設定されるようです。
一つの変電所が複数のセクションを担当するようです。変電所から最も遠いセクションへの送電が最長伝送距離となります。
トンネルが殆どのリニア新幹線では変電所もトンネル内でしょうか?とすると保守作業が大変そうです。上記写真のような立坑を伴うとすれば南アルプスはボコボコになるのでしょうか?であればとんでもない話です。

3)電力供給の技術的制約
推進コイルには三相交流が供給され、電流の周波数は車両の速度に同期します。
長距離の送電では、電圧降下や電力損失を防ぐために、適切な電圧と電力管理が必要だそうで、送電距離は電力ケーブルの抵抗やインバータの性能によっても制限されるようです。
電圧は数kV~数十kV、電流は数kAとなるようです。
電圧は東海道新幹線ののぞみの場合とほぼ同等ですが、電流は数倍となっています。
ということはリニア新幹線の消費エネルギーはのぞみのそれの数倍ということでしょうか?


このシリーズはこちらに続きます。また、このシリーズの初回はこちらです。

コメント / Comments

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 が付いている欄は必須項目です