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  • 2018/10/11
  • Motor Fan illustrated編集部

東芝インフラシステムズ:東京メトロ丸ノ内線新型車両2000系向けに電気品を納入

All-SiC素子と全閉PMSM、「SCiBTM」を組み合わせた駆動システムを世界で初めて導入

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All-Sic素子適用VVVFインバータ装置
東芝インフラシステムズは、東京地下鉄株式会社が2019年2月から運行を開始する予定の丸ノ内線新型車両2000系に、新たに開発したAll-SiC(炭化ケイ素)素子適用のVVVFインバータ装置・全閉式永久磁石同期電動機・リチウムイオン二次電池「SCiBTM」を適用した非常走行用電源装置を組み合わせた駆動システム等を納入した。現行丸ノ内線02系と比較して約20%の消費電力量削減が見込まれる。なお、All-SiC素子適用のインバータ・全閉PMSM・「SCiBTM」を適用した非常走行用電源装置を組み合わせた駆動システムは世界で初めての導入事例。
東京メトロ2000系電車

 全閉PMSMを駆動するVVVF(注1)インバータ装置には、東芝デバイス&ストレージ株式会社が開発・製造したAll-SiC素子を採用した。All-SiC素子は、高温での動作が可能、スイッチングする際の損失が少なく発熱が小さい、モータ電流をより多く流せる、などの特長がある。これらの特長を活かしてインバータユニットの小型化を実現した。同時に制御ユニット、接触器の小型化を行い、VVVFインバータ装置のサイズを従来と比較して38%削減した。その結果、車両床下の厳しい寸法制約の中で「SCiBTM」を適用した非常走行用電源装置を搭載するスペースを確保できた。

全閉PMSM

 全閉PMSMは、一般的な車両に用いられる開放型誘導電動機の定格効率が約92%に対して、定格効率97%を実現する高効率な主電動機。全閉構造により内部清掃が不要のためメンテナンス性も向上している。さらに今回新開発の全閉PMSMにおいてはモータ電流を上げられるメリットを活かして回生(注2)性能を向上させるとともに更なる効率向上を実現した。

非常走行用電源装置

 非常走行用電源装置は非常走行機能に加え、今後、回生吸収機能、力行(注3)アシスト機能を評価する予定で、更なる省エネの実現を目指す。

注1 可変電圧可変周波数制御:Variable Voltage Variable Frequency
注2 車両のブレーキ力を電力に変換して返すこと
注3 電力の供給を受けて車両が加速すること

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