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小型のターンテーブル式実験装置を作ろう EF510-501号機
Bトレの電気機関車であるEF510-501号機を使ってデータのN増しを行いました。
■ EF510-501号機による実験N増し
先回報告では、" だんだん面白くなって来ました。まだまだ実験データが少ないので、色々な車両を使って実験して、内容を詰めていこうと思います。 " と結論しましたが、この趣旨に沿ってさっそく実行しました。
まず、今回の取り組みは、スリップ領域での実験が多いので、トラクションタイヤへの悪影響が少ない車両を選択して実験することにしました。 さらに実験の確度を高めるため、車両特性のバラツキが小さい車両が望ましいのです。
そこで選択した車両は、KATOのコアレスモータを使用しており、トラクションタイヤを使用していない２軸動力車両の Bトレ EF510-501号機なのです。
● 今までの測定結果
この車両の測定データは、「小型のターンテーブル式実験装置を作ろう BトレのELを測定」（2023/10/9）にて報告しています。その時のデータを下に示します。但し、今回の測定データと比較するため、表示方法を少し変更していますが、データはそのままです。
● 今回の測定結果
新しく改良した装置にて、測定した今回の結果を下に示します。
先回のデータと比較して見ましょう。
- 低速領域の測定は、PWM制御方式でターンテーブルを駆動して測定しています。かなりの低速まで測定できており、駆動側でのスリップ領域も測定出来ている事を示しています。
- 今回の測定は、前照灯が消灯している方向に走らせているので、前照灯は機能していません。このため、電流値はモータだけの通電状態を示しています。「Bトレ電気機関車の前照灯の工作」（2021/6/23）
- 牽引力−車速特性の勾配が微妙に違う事、制動側のスリップ量がかなり異なることなど、疑問点もあります。車輪と線路の状態が違っていたのではないかと疑っているのですが、分かりません。
- ウォームギヤの噛合い状態を推測する遷移ポイントが小さくなっています。これは、動力車の減速ギヤ部に当たりが付いて来て、その摩擦抵抗が小さくなったものと考えられますね。
- 「小型のターンテーブル式実験装置を作ろう EF58-150号機のメンテ」（2023/10/21）の件もありますので、同類の他の車両もチェックする必要があるようです。
● 抵抗制御によるターンテーブルの駆動
次に、動力特性が比較的安定している当車両を用いて、抵抗制御の場合の特徴を実験してみた。
今回は、牽引力-電圧特性もグラフにしてみました。制動力が 5グラム以下の制動領域では電圧が２volt以下となっており、動力車のモータが停止している恐れがあります。動輪が停止した状態で車両がスリップしているのかも知れない。
● PWM制御によるターンテーブルの駆動
今度は、ターンテーブルの駆動方法をPWM制御方式に切り替えて実験してみた。
ターンテーブルの回転数、即ち動力車の速度はほとんど一定に制御されていることが分かります。また、制動領域での挙動を見ていると、上記の比例制御の場合よりもハッキリと怪しい動きが考えられます。その原因はモータが停止しているのではないかと推察するのですが、比例制御との違いを解明できていないので、この領域でのPWM制御方式による測定は、見合わせた方がよさそうです。
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益々面白くなって来ました。色々な車両を使ってN増し実験を実施していきましょう。
2024/9/25