直巻整流子電動機と電車

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直巻整流子電動機と電車の違い

直巻整流子電動機 vs. 電車

営団地下鉄（現東京メトロ）100形に使用されていた直流整流子電動機 直巻整流子電動機（ちょくまきせいりゅうしでんどうき、あるいはちょっけんせいりゅうしでんどうき）とは電機子巻線と界磁巻線とが直列に接続されている電磁石界磁形整流子電動機である。同じ構造で交流直流両用の交流整流子電動機がある。. 電車（でんしゃ）とは、動力源に電力を用いる鉄道車両（電気車）のうち、それ自身に旅客や貨物を載せる設備を持つ車両の総称である。電車のうち、動力を持つ車両は電動車、動力を持たず電動車と編成を組む車両は付随車と称する。 電動機を駆動する電力は、集電装置により外部から取り込む場合と、車載の蓄電池から供給する場合の2通りがある。車上の内燃機関で発電機を稼動させ、得られた電力で電動機を駆動する車両は電気式気動車と呼ばれ「電車」には含まれない。 もともと「電車」は、自走式の「電動機付き客車（電動客車）」、および事業用車を含む「電動機付き貨車（電動貨車など）」の略称だったが、現在では一般名詞となり、各省庁をはじめ、運輸事業者や車両製造会社でも正式に用いられている。更に最近では気動車も含め、列車または鉄道に対する一般名詞として「電車」が用いられることも多くなっている。 英名については本文#「EC」と「EMU」で詳述する。中華人民共和国における中国語では、「電車（电车）」と表記した場合はトロリーバスを指すことが一般的であり、日本語の「電車」は「電力動車組（电力动车组）」、あるいは「動車組（动车组）」などと表記される。台湾では「電聯車」あるいは「電車組」と表記して、香港では「電氣化火車」と表記する。.

主電動機

主電動機（しゅでんどうき）は、電車や電気機関車などの走行のための動力を生ずる電動機（モーター）である。ほとんどの場合台車内部におかれ、歯車を用いた駆動装置によって輪軸に回転を伝達する。.

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交流

三角波、鋸歯状波 交流（こうりゅう、）とは、時間とともに周期的に向きが変化する電流（交流電流）を示す言葉であり、「交番電流」の略。また、同様に時間とともに周期的に大きさとその正負が変化する電圧を交流電圧というが、電流・電圧の区別をせずに交流または交流信号と呼ぶこともある。 交流の代表的な波形は正弦波であり、狭義の交流は正弦波交流（）を指すが、広義には周期的に大きさと向きが変化するものであれば正弦波に限らない波形のものも含む。正弦波以外の交流は非正弦波交流（）といい、矩形波交流や三角波交流などがある。.

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サイリスタ位相制御

イリスタ位相制御（サイリスタいそうせいぎょ）は、交流電流の周期毎におけるON時間の割合をサイリスタを用い変化させることで出力電圧を連続的に制御する方式のひとつである。 照明の調光器、熱源の温度調整、電動機の制御など出力の制御に広く用いられ、サイリスタを整流回路の構成要素として用いることで、直流出力電力を制御する方法としても用いられる。.

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回生ブレーキ

回生ブレーキ（かいせいブレーキ）は、通常は電源入力を変換して駆動回転力として出力している電動機（モーター）に対して、逆に軸回転を入力して発電機として作動させ、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して回収または消費することで制動として利用する電気ブレーキの一手法。発電時の回転抵抗を制動力として利用するもので、電力回生ブレーキ、回生制動とも呼ばれる。電動機を動力とするエレベーター、鉄道車両、自動車他、広く用いられる。.

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国鉄203系電車

国鉄203系電車（こくてつ203けいでんしゃ）は、日本国有鉄道（国鉄）が1982年（昭和57年）から投入し、2011年（平成23年）9月26日まで運用されていた地下鉄乗り入れに対応した直流通勤形電車である。 国鉄の分割民営化までは全車両が松戸電車区に在籍し、民営化後は全車両が東日本旅客鉄道（JR東日本）に継承され松戸車両センター所属となった。 登場時より常磐緩行線および相互直通運転先の帝都高速度交通営団（現・東京地下鉄）千代田線で運用されていたが、2011年9月26日までにすべての編成が営業運転から離脱した。一部編成はインドネシアのPT KAI Commuter Jabodetabekやフィリピン国鉄に譲渡された 2011年11月26日、msn産経ニュース。 本稿では、各編成を「マト51」（「松戸車両センター第51編成」の略）のように呼称する。.

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界磁チョッパ制御

磁チョッパ制御の回路図 界磁チョッパ制御（かいじチョッパせいぎょ）とは複巻電動機の分巻界磁電流をチョッパ方式で制御することにより回生ブレーキを使用可能とする速度制御方式である。回生ブレーキが使用できる制御方式には、界磁チョッパ制御登場以前にも直接に直流直巻電動機を制御する電機子チョッパ制御などがあったが、電機子チョッパ制御は製造コストが高いうえ、起動時では抵抗制御で存在していた抵抗損失分がないことによる省電力効果は、回生によるエネルギー回収分と比べて1/10 - 1/20と多くないため、抵抗制御による起動と力行はそのままに、安価に回生ブレーキを実現するために開発された。 1969年に、従来使用されてきた界磁調整器を小容量のチョッパ方式に置き換えるかたちで、阪急電鉄2800系2847にて長期実用試験が開始され、同年に東急8000系に量産形式として世界で初めて採用された。以来日本では従来から複巻電動機を使用していた会社を中心として大手私鉄各社への導入が進んだ。 国鉄でも採用が検討され、振り子式試験車両の591系試験電車を用いた界磁チョッパ制御の試験が行われたが、構造が複雑でブラシ・整流子の点検周期の短い複巻電動機に対する保守現場からの反対もあり、結局界磁チョッパ制御は本格採用されることはなかった。 国鉄で省エネ化が強く求められた1970年代後半には（制御器の製作・保守コストは跳ね上がるが）直巻電動機が使用できる電機子チョッパが201系・203系で採用され、それに続く205系では起動から高速域までの特性により優れる、従来の直巻電動機を用いた界磁添加励磁制御が開発・実用化された。後者の方式はJR初期の新型車両にまで幅広く使われることとなる。 大手私鉄を中心に、界磁チョッパ制御を採用した車両が多数製作されたが、抵抗制御方式の延長線ゆえに熱損失のデメリットは依然変わらず、1990年代からVVVFインバータ制御が主流となったため、現在では新造される車両に採用されることがなくなった。.

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界磁添加励磁制御

磁添加励磁制御（かいじてんかれいじせいぎょ）とは、直巻整流子電動機を使用しながら、界磁制御用電源を別に設けて界磁電流制御による回生ブレーキを行う鉄道車両の速度制御方式である。.

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複巻整流子電動機

複巻整流子電動機（ふくまきせいりゅうしでんどうき、あるいは ふっけんせいりゅうしでんどうき）とは、電機子巻線と直列の直巻界磁巻線と、並列の分巻界磁巻線とがある電磁石界磁形整流子電動機である。.

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電機子チョッパ制御

国鉄201系電車 電機子チョッパ制御（でんきしチョッパせいぎょ）とは、鉄道車両において、直流電動機の制御を行う方式の一つで、直流電流を高速度でスイッチングして切り刻む（チョップする）「チョッパ回路」を主回路（主電動機の電機子回路）に接続して電圧制御を行うもので、主回路チョッパ制御といわれることもある。単にチョッパ制御、もしくはサイリスタチョッパ制御というと、通常この方式をいう場合が多い。チョッパ回路、採用車両についてはチョッパ制御の項を参照のこと。なお、電機子電流と界磁電流を独立して制御する方式を、「高周波分巻チョッパ制御」（4象限チョッパ制御）と区別する場合もある。本項ではそれについても解説する。.

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電気車の速度制御

電気車の速度制御（でんきしゃのそくどせいぎょ）は、電気機関車や電車など電気を動力とする鉄道車両（電気車）を対象とした速度の制御方法である。本項では電気車に用いられる電動機の特性、および起動時や加速時の出力制御について、定トルク制御域、定出力制御域、特性領域と呼ばれる速度領域に分けて解説する。.

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電気鉄道

電気鉄道（でんきてつどう）とは、電気を動力として用いる鉄道である。特に都市部や山岳地帯の鉄道、高速鉄道で多く採用されている。略して電鉄（でんてつ）とも呼ばれる。なお、走行する鉄道車両への電力供給を可能とした区間を電化区間と称する。.

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電気機関車

EF81形電気機関車 電気機関車（でんききかんしゃ）は、電気を動力源とする機関車のこと。 EL (Electric Locomotive) や、電関（でんかん）、電機（でんき。日本国有鉄道（国鉄）での電気機関車の略称）とも呼ばれる。.

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整流器

整流器（せいりゅうき、英語：rectifier）は、電流を一方向にだけ流す（整流）作用を有する素子電気用語辞典編集委員会編 『新版 電気用語辞典』 コロナ社、1982年　「整流」「整流器」「整流素子」岡村総吾監訳 『IEEE電気・電子用語辞典』 丸善、1989年 「整流」「整流器」「整流素子」。交流を直流に変換する素子の総称であり、実際の素子としては、陰極（カソード）と陽極（アノード）の2端子、あるいは、さらに制御端子を加えた3端子のものがある。 順変換装置、またはAC-DCコンバータともいう。 また、整流器を用いて交流を直流に変換する回路を整流回路（順変換回路）という。.

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