主 電動 機
概要
[
特 に起動 時 および低速 でトルクが大 きいこと。最 もトルクが必要 なのは起動 時 であるため高速 域 より重要 。幅広 い速度 域 で性能 を発揮 でき、速度 （＝回転 数 ）の制御 が容易 であること。起動 時 や大 負荷 時 に過大 な電力 を必要 としないこと。
また
方式 分類
[電動 機 方式
[直流 整流 子 電動 機 -特 に過去 には直 巻 整流 子 電動 機 が多 かった。起動 時 から低速 域 でトルクが大 きく（ただし抵抗 を併用 ）高速 になるにしたがってトルクが減少 していくという電気 車 に適 した特性 を持 ち、制御 技術 としては比較的 古 くから確立 している抵抗 制御 による速度 制御 が容易 なため広 く用 いられた。ただし、銅 とフェノール樹脂 が組 み合 わされた整流 子 は過大 な遠心 力 に耐 えられないため、ある程度 以上 の回転 数 にすることができず、摩耗 するブラシの保守 にも手間 がかかる。また、抵抗 制御 では一定 の電力 を熱 として捨 てているためエネルギー効率 が低 く、パワーエレクトロニクス技術 の進展 により他 の方式 に移行 していった。界 磁チョッパ制御 では複 巻 整流 子 電動 機 が用 いられる。単 相 整流 子 電動 機 -商用 周波数 による交流 電化 には向 かず、日本 では例 が少 ない。三 相 誘導 電動 機 -電源 の周波数 で決 まる速度 から大 きく変 えられないため、かつては利用 が難 しかったが、パワーエレクトロニクスの発達 で自由 に周波数 を変 えるVVVFインバータ制御 が実用 化 され、広 く用 いられるようになった。直流 電動 機 と比較 すると、整流 子 がなく構造 が簡単 で保守 が容易 になり、整流 子 の分 のスペースが必要 ないため幅 に制約 のある台車 内 でも大 出力 にしやすく、回転 速度 を上 げて同 じ出力 でも小型 にしやすいなどのメリットがある。無 整流 子 電動 機 -鉄道 車両 への採用 例 は少 ない。
駆動 方式
[回転 方向
[- CW
形 日立製作所 （独自 の方向 性 ）- CCW
形 三菱電機 （提携 先 はウエスティングハウス・エレクトリック社 <WH社 >）- CCW
形 が多 い 東芝 （提携 先 はゼネラル・エレクトリック社 <GE社 >）・東洋電機製造 （提携 先 はイングリッシュ・エレクトリック社 <EE社 >）
電気 鉄道 開発 当初 の主 電動 機
[- ゼネラル・エレクトリック
-
- GE-800
形 -電気 鉄道 開発 者 フランク・スプレイグの会社 を統合 後 、1892年 つくられた。改良 してGE-57形 になった[2]。京浜 電気 鉄道 の4輪 電車 も参照 。
- GE-800
- ウェスティングハウス・エレクトリック
-
- WH-12A
形 - 1894年 に開発 [2]。京浜 電気 鉄道 の4輪 電車 も参照 。
- WH-12A
日本 における主 な主 電動 機
[電車 用
[国鉄
[在来 線 車両
[- MT4
形 - ゼネラル・エレクトリック
社 製 GE-244A（端子 電圧 675V時 、定 格 出力 85kW、定 格 回転 数 890rpm）の省 制式 形式 称号 。国鉄 デハ33500系 電車 #概要 を参照 。 - MT7
形 ,MT9形 ,MT10形 ,MT12形 ,MT13形 ,MT14形 端子 電圧 675V時 、1時 間 定 格 出力 100kW、定 格 回転 数 635rpm（全 界 磁）という性能 の電動 機 を、順 に日立製作所 ,芝浦製作所 ,東洋電機製造 ,メトロポリタン＝ヴィッカース,三菱電機 ,奥村 製作所 の各 電機 メーカーが競作 したもの。- MT15
形 端子 電圧 675V時 、1時 間 定 格 出力 100kW、定 格 回転 数 653rpm（全 界 磁）。鉄道 省 と製造 各 メーカーの共同 設計 により、新規 開発 で国鉄 30系 電車 に採用 された。国鉄 30系 電車 #主 電動 機 を参照 。- MT30
形 関西 私鉄 より小 出力 の電車 ばかりであった鉄道 省 で登場 した大 出力 形 。モハ51形 の出力 増強 形 であるモハ54形 などに用 いられた主 電動 機 。端子 電圧 675V時 定 格 出力 128kW（750V換算 では142kW）、定 格 回転 数 780rpm（全 界 磁）[4]。- MT40
形 端子 電圧 750V時 、定 格 出力 142kW、定 格 回転 数 870rpm（全 界 磁）。電機 子 軸受 をコロ軸受 とした。重量 は約 2t[4]。製造 に参加 していた三菱電機 が南海電気鉄道 の注文 でモハ1551形 向 けに新規 製造 したMT40は「MB-280-AFR」のメーカー名称 も与 えられている。国鉄 63系 電車 #主 電動 機 を参照 。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- MT46A
形 新 性能 電車 用 の初 の標準 電動 機 。旧 形 電車 に用 いられたMT40形 より大幅 に小型 軽量 化 、高速 回転 化 したもので、重量 は660kgで約 1/3、端子 電圧 375V時 、電流 300A、出力 100kW、回転 数 1,860rpm（70%界 磁）、中空 軸 平行 カルダン駆動 方式 。国鉄 101系 電車 #主 電動 機 を参照 。- MT50
形 国鉄 101系 電車 910番台 （電力 回生 ブレーキ試作 車 ）に使用 。- MT54
形 端子 電圧 375V時 、定 格 回転 数 1,630rpm（全 界 磁）、定 格 電流 360A、最高 回転 数 4,320rpm。定 格 出力 120kWでMT46A形 より20%の出力 向上 。国鉄 165系 電車 #165系 を参照 。- MT55
形 - 1
時 間 定 格 出力 110kW, 375V, 330A, 1350rpm（85%界 磁）、最高 回転 数 4,400rpm。国鉄 103系 電車 #主 電動 機 を参照 。 - MT57
形 - 1M
方式 。国鉄 クモユ141形 電車 および国鉄 143系 電車 に使用 。 - MT58
形 定 格 出力 120kW、定 格 回転 数 2100rpm（全 界 磁）。国鉄 381系 電車 #主要 機器 を参照 。- MT60
形 定 格 回転 数 1850rpm、最高 回転 数 4850rpm、出力 150kW。国鉄 201系 電車 #電源 ・制御 機器 を参照 。- MT61
形 端子 電圧 375V時 、定 格 回転 数 1,530rpm、定 格 出力 120kW、弱 界 磁率最大 35%、最高 回転 数 4,600rpm。国鉄 205系 電車 #主 電動 機 を参照 。- MT63
形 端子 電圧 1,100V、電流 100A、定 格 回転 数 2,200rpm、定 格 出力 150kW。最高 回転 数 6,000rpm。TD平行 カルダン駆動 方式 。三 相 誘導 電動 機 。国鉄 207系 電車 #車両 概説 を参照 。- MT64
形 端子 電圧 750V時 、定 格 回転 数 1,530rpm、定 格 出力 120kW、弱 界 磁率最大 38%。国鉄 213系 電車 #主要 機器 を参照 。
新幹線 車両
[- MT200
形 端子 電圧 415V時 、定 格 電流 490A、定 格 回転 数 2,200rpm、定 格 出力 185kW。WN駆動 方式 。新幹線 0系 電車 #駆動 方式 ・主 電動 機 を参照 。- MT201
形 端子 電圧 475V時 、定 格 電流 530A、定 格 回転 数 2,200rpm、定 格 出力 230kW[5]。新幹線 200系 電車 #走行 機器 を参照 。
私鉄
[日立製作所
[- HS-262-AR
形 端子 電圧 600V時 、1時 間 定 格 出力 150kW、定 格 回転 数 720rpm。南海 2001形 電車 も参照 。- HS-269
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 142kW、定 格 回転 数 1250rpm。東洋電機製造 TDK-544形 とは外形 こそ異 なるが特性 は同一 である。東武 5000系 電車 も参照 。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- HS-836-Frb
形 端子 電圧 375V、一時 間 定 格 出力 120kW、定 格 電流 360A、定 格 回転 数 1,630rpm。国鉄 のMT54形 と同等 品 。西武 601系 電車 も参照 。- HS22535-08RB
形 端子 電圧 375V時 、一時 間 定 格 出力 120kW。TD平行 カルダン駆動 方式 。伊豆箱根鉄道 7000系 電車 も参照 。- HS34531-13RB
形 定 格 出力 230kW、端子 電圧 1050V、電流 164A、回転 数 2795rpm、周波数 94Hz 。WN駆動 方式 。かご形 三 相 誘導 電動 機 。近鉄 80000系 電車 も参照 。
三菱電機
[- MB-98AFG
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 75kW、定 格 回転 数 890rpm。与 えられた国鉄 形式 はMT34形 。- MB-115AF
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 93.3kW、定 格 回転 数 900rpm。- MB-211BF
形 端子 電圧 675V時 、1時 間 定 格 出力 150kW、定 格 回転 数 665rpm。- MB-213AF
形 端子 電圧 600V時 、1時 間 定 格 出力 111.9kW、定 格 回転 数 755rpm。- MB-389BFR
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 150kW、定 格 回転 数 1,000rpm。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- MB-3020D
形 端子 電圧 340V時 、一時 間 定 格 出力 125kW、定 格 回転 数 1,800rpm、最 弱 界 磁率40%。以下 はWN駆動 方式 。- MB-3064AC
形 端子 電圧 340V時 、一時 間 定 格 出力 145kW、定 格 回転 数 1,365rpm、最 弱 界 磁率15%。- MB-3127-A
形 端子 電圧 675V時 、一時 間 定 格 出力 180kW。- MB-5085-A
形 一時 間 定 格 出力 185kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。
東芝
[- SE-139D
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 93.5kW、定 格 回転 数 998rpm。- SE-146
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 170kW、定 格 回転 数 810rpm。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- SE-518
形 端子 電圧 750V時 、一時 間 定 格 出力 110kW、電流 162A、定 格 回転 数 2,000rpm、最高 許容 回転 数 4,500rpm、最 弱 め界 磁率50%。直角 カルダン駆動 方式 。- SEA-446
形 定 格 電流 108A、定 格 周波数 80Hz 、定 格 出力 140kW、定 格 回転 数 2,380rpm。WN駆動 方式 。かご形 三 相 誘導 電動 機 。- SEA-535
形 一時 間 定 格 出力 205kW、端子 電圧 880V、定 格 電流 168A、定 格 回転 数 2300rpm、定 格 周波数 115Hz 。WN駆動 方式 。永久 磁石 同期 電動 機 。
東洋電機製造
[- TDK-527-A
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 149.2kW、定 格 回転 数 805rpm。- TDK-528/9-HM
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 112.5kW、定 格 回転 数 1188rpm。- TDK-529-A
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 149.2kW、定 格 電流 222A、定 格 回転 数 710rpm、連続 定 格 出力 170kW。重量 は約 2t。- TDK-544
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 142kW、定 格 回転 数 1250rpm。- TDK-553-A
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 93.25kW、定 格 電流 142A、定 格 回転 数 950rpm、弱 め界 磁率は最大 で64%。- TDK-553-EM
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 110kW、定 格 回転 数 955rpm。TDK-553-A形 の絶縁 部分 などに改良 を行 い性能 を向上 させた。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- TDK806/1-A
形 端子 電圧 375V時 、一時 間 定 格 出力 100kW、定 格 回転 数 1,800rpm、最高 許容 回転 数 4,320rpm、最 弱 め界 磁率50%。国鉄 のMT46A形 と同等 品 。- TDK-807-A
形 端子 電圧 375V時 、一時 間 定 格 出力 110kW、定 格 回転 数 2,250rpm、最 弱 界 磁率35%。以上 は中空 軸 平行 カルダン駆動 方式 。- TDK-6151C
形 定 格 出力 200kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。TD平行 カルダン駆動 方式 。
ウェスティングハウス・エレクトリック
[- WH-556-J6
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 75kW、定 格 回転 数 985rpm。高速 電車 用 。国鉄 形式 はMT33形 。なお、芝浦製作所 が製作 したSE-132B形 はコピー品 である。- WH-586-JP-5
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 127kW、定 格 回転 数 815rpm。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。
ゼネラル・エレクトリック
[- GE-54A
形 端子 電圧 550V時 、18.4kW[6]。函館 水 電 10形 電車 、阪神 67形 電車 、阪神 501形 電車 も参照 。- GE-231
形 端子 電圧 600V時 、37.3kW[6]。函館 水 電 50形 電車 、東京 市 電気 局 1471形 電車 、東京 市 電気 局 1653形 電車 も参照 。
JR
[在来 線 車両
[- S-MT62
形 定 格 出力 160kW、かご形 三 相 誘導 電動 機 。6000系 - C-MT66A
形 端子 電圧 1,100V時 、電流 125A、周波数 86Hz 、一時 間 定 格 出力 185kW、定 格 回転 数 2,525rpm。かご形 三 相 誘導 電動 機 。313系 - MT68
形 一時 間 定 格 出力 95kW、最高 回転 数 5332rpm。かご形 三 相 誘導 電動 機 。209系 、E217系 - MT73
形 一時 間 定 格 出力 95kW、最高 回転 数 5800rpm。かご形 三 相 誘導 電動 機 。209系 、E217系 、E231系 - MT74
形 一時 間 定 格 出力 120kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。253系 - MT75
形 一時 間 定 格 出力 140kW、最高 回転 数 5818rpm、重量 560kg。かご形 三 相 誘導 電動 機 。E531系 、E233系 - MT79
形 一時 間 定 格 出力 140kW、定 格 回転 数 2380rpm、全 閉外扇 式 かご形 三 相 誘導 電動 機 。E235系 、E261系 - WMT102A
形 一時 間 定 格 出力 220kW、定 格 回転 数 2940rpm、最高 回転 数 5830rpm、試験 最高 回転 数 6700rpm、かご形 三 相 誘導 電動 機 。223系 - WMT106A
形 一時 間 定 格 出力 270kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。225系 - FMT130
形 一時 間 定 格 出力 220kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。JR貨物 M250系 電車 #走行 関連 機器 - MT401K
形 定 格 出力 150kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。303系 、813系 - N-MT731
形 定 格 出力 230kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。721系 、731系 、733系
新幹線 ・新 在 直通 車両
[- MT203
形 - 210kW。
直流 直 巻 電動 機 。新幹線 400系 電車 。新幹線 車両 最後 の直流 直 巻 電動 機 。
電気 機関 車 用
[国鉄
[- MT11
形 端子 電圧 540V時 、定 格 出力 187.5kW、定 格 回転 数 350rpm。端子 電圧 750V時 、定 格 出力 258.75kW、定 格 回転 数 530rpm。- MT17
形 端子 電圧 675V時 、定 格 出力 230kW、定 格 回転 数 682rpm。- MT19
形 端子 電圧 675V時 、定 格 出力 210kW、定 格 回転 数 620rpm。- MT42
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 325kW（470A）、定 格 回転 数 800rpm。- MT43
形 国鉄 EH10形 電気 機関 車 #主 電動 機 参照 。- MT49
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 400kW（575A）、定 格 回転 数 1,180rpm。重量 2,200kg。クイル式 駆動 方式 。- MT51
形 端子 電圧 1,500V時 、1時 間 定 格 出力 600kW（430A）。WN駆動 方式 。国鉄 EF30形 電気 機関 車 #主 電動 機 - MT52
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 425kW。端子 電圧 900V時 、1時 間 定 格 出力 475kW、定 格 回転 数 1,100rpm。重量 2,800kg。電機 子 絶縁 強化 を行 ったMT52A形 や電機 子 軸 直径 を大 きくとったMT52B形 が改良 型 として存在 する。東京 芝浦 電気 が現 設計 を担当 した[7]。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- MT53
形 国鉄 EF80形 電気 機関 車 用 。- MT56
形 端子 電圧 750V時 、85%界 磁で1時 間 定 格 出力 650kW、定 格 回転 数 1,200rpm。中空 軸 可 撓 吊 り掛 け式 。国鉄 EF66形 電気 機関 車 #主要 機器
私鉄
[- HS-257Ir
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 160kW、定 格 回転 数 833rpm。- HS-277Ar
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 200kW、定 格 回転 数 800rpm。- TDK-516-3E
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 59.68kW、定 格 回転 数 918rpm。- TDK-522-A
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 111.9kW、定 格 回転 数 723rpm。- K7-1503-C
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 112kW、定 格 回転 数 567rpm。- K7-2003-A
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 149kW、定 格 回転 数 769rpm。- MB-428-AVR
形 端子 電圧 750V時 、1時 間 定 格 出力 425kW、定 格 電流 615A、定 格 回転 数 850rpm。国鉄 のMT52形 と同等 である。以上 は吊 り掛 け駆動 方式 。- SEA-435
形 端子 電圧 1100V時 、出力 190kW、定 格 電流 127A、周波数 60Hz 、定 格 回転 数 1780rpm。WN駆動 方式 。名鉄 EL120形 電気 機関 車 #電装 品等
JR貨物
[- FMT2
形 - 1
時 間 定 格 出力 1,000kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。リンク式 駆動 方式 。JR貨物 EF200形 電気 機関 車 #構造
- FMT4
形 - 1
時 間 定 格 出力 565kW、30分間 定 格 出力 590kW、定 格 回転 数 1470rpm。かご形 三 相 誘導 電動 機 。
- FMT100
形 連続 定 格 出力 320kW。かご形 三 相 誘導 電動 機 。JR貨物 DF200形 ディーゼル機関 車 #構造
- FMT101
形 - 1
時 間 定 格 出力 80kW、最大 定 格 出力 125kW。永久 磁石 同期 電動 機 。JR貨物 HD300形 ハイブリッド機関 車 #電源 ・制御 機器
脚注
[- ^ "
鉄道 遺産 の価値 変遷 と電気 品 "中山 嘉彦 技術 教育 学 の探究 第 25号 2022 p50-55 - ^ a b
電車 用 モーター近藤 稔 RRRVol.70鉄道 総合 技術 研究所 2013 - ^
久保 敏 、小山 政明 編 『鉄道 青春 時代 －国電 (1)』（『鉄道 ピクトリアル』2011年 2月 号 別冊 ）電気 車 研究 会 、13頁 。 - ^ a b RP820 54-59
頁 。 - ^ "200
系 新幹線 電車 の主要 電 気品 "荒木 真一 ・辻本 静夫 ・田村 薫 ・波多野 滋 ・斉藤 清 日立 評論 Vol.63 No.11 1981年 - ^ a b
北海道 の私鉄 車両 p200 - ^ 「
電車 モーターを設計 していたころ (PDF)」 、『わだち』第 130号 、鉄道 友 の会 福井 支部 、2010年 5月 。
参考 文献
[電気 車 研究 会 『鉄道 ピクトリアル』2009年 7月 号 No.820（RP820 と略 す。なお同誌 はこれ以外 も必要 に応 じ、注 において略号 RPと通巻 、頁 で指示 する。）真鍋 裕司 「国鉄 在来 線 電車 用 主 電動 機 慨史」
北海道 の私鉄 車両 澤内 一晃 ・星 良助 北海道新聞社 2016年
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