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鉄道模型 動力車の調査 GM製コアレスモーター動力ユニット 名鉄2000系 その１
動力特性の調査として、GM製コアレスモーター動力ユニットの動力特性を調査する。 今回は、20ｍ級用のNo.5711を名鉄2000系の車両に装着して、動力ユニットの動力特性を測定した。 今回は、分解してモータのフライホイールに回転センサ用のマーキング等を細工して、電圧降下とスリップ率などの項目も測定した。
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■ 測定のための準備工作
使用したユニットは、GM製コアレス動力ユニット20ｍ級用の No.5711 のである。 この動力を名鉄2000系車両に装着する。 特性解析のために、ユニットを分解し、モータの回転数を測定出来るように細工して、もう一度性能を取り直して、スリップ率や電圧降下などを測定する。
工作内容は 1000系の場合と同じである。 まず、モータを取外し、電極側のフレイホイールに白と黒のアクリル絵の具でまだらのマーキングを実施し、一回転で2回のパルスが出るようにした。 このマーキングが床プレートの上から覗けるように、床プレートに穴あけ工作を実施して、再組付けを実施した。
この穴に上に回転センサをとりつけてセロテープで固定した。 車両の降誕にてモータ端子電圧の測定用端子を挟み込み、これもセロテープで固定した。
車両の先端には、速度計測ゲートを確実に横切るように遮蔽版（紙製）を取り付けている。 また、車体を取り外したままなので、車両重量を合せるために重りを貼り付けた。
■ 名鉄2000系パノラマsuperの動力特性の測定
今回の測定には、モータの回転数や端子電圧の測定も実施するので、有線式の装置としてセットした。 重り車両を牽引した状態を下に示す。
さらに、車両の先端には速度計測ゲートを確実に横切るように遮蔽版（紙製）を取り付けている。 そして車両重量を合せるために水草の重りを取り付けた。 下の写真。
■ 速度特性の測定
最初に、単機平坦路走行によって、速度特性を測定した。
モータ端子電圧の測定において、測定用端子の差し込みが悪く、最初から測定出来ていなかったのでデータ数が半分以下となっている。 特性は、先回のユニットとほぼ同一とお見なされる。
■ 牽引力特性の測定
次に、重り車両を牽引して牽引力特性を測定した。 車両重量は 54.9 グラム、重り車用は106.2グラムである。
中央のグラフは、モータ回転数から計算した車速をプロットしたもので、滑り率がゼロの場合に相当する。 このデータより、制動領域での現象がくっきりと表れている。 制動力が -５グラムを越えるあたりから、動輪は既に滑り始めているのだ。 動輪の粘りは意外とないのだ。 スリップ領域での牽引力は先回のユニットよりも2〜3グラム大きく出ている。 重量は２％程度重いだけなのに何故だろうか？
次に電圧降下をみよう。
先回よりもバラツキが大きくなっている。 見た目では車輪はピカピカなのに・・・・。 1volt 以上もあれば、0.2volt の時もあるので車輪や線路の汚れが原因ではないのではないだろうか。 何とも言いようの無いバラバラでのデータである。 傾向があるようで無いようで？ 牽引力との関係グラフでは “S字型” の様なパターンとも見受けられるが原因が推定出来ないので何とも言えないのだ。
スリップ率と摩擦係数を計算してグラフにした。 駆動側は揃ったデータを示し、上昇具合もなだらかである。 しかし、制動側は急激に変化していることが分かる。 やはり構造上の問題の様である。
2019/7/25