VVVF製作所【鉄道技術×電子工作】
VVVF製作所【鉄道技術×電子工作】
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【自作VVVFインバーター】究極の鉄道模型を!電車のATC・グラスコックピットの作りかた 5インチゲージ用の速度計・ブレーキ緩解音もRaspberry Piで再現!
自作VVVFインバータ装置やラズベリーパイを組み合わせて、ATC装置を模擬することで臨場感あふれる運転体験を目指しました。VVVFインバーター制御によるモーター音の再現もしています。
5インチゲージの小型電車で実用できる、ATC装置・グラスコックピット(速度計)の作りかたについて紹介します。
自作派の方におすすめの技術書はこちら(BOOTH)
vvvf.booth.pm/items/1986153
vvvf.booth.pm/items/5256352
PICマイコン・Raspberry Pi Zero Wを使用して、ブレーキ指示計・速度計の描画、ATCによる速度オーバー防止、ブレーキ排気音・現示変化ベル音の再生などの機能を小型電車に実装しています。
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▶チャプター(目次)
00:00 自作するATC・デジタル速度計の概要
01:30 チャンネル紹介
01:32 ①小型電車用ATC・速度計の作りかた
04:07 ②小型電車の運転(ATCなし)
05:58 ③ATCのしくみ・自作システム仕様
08:12 ④自作ATCによる電車制御
10:25 まとめ・続編予告
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#VVVF #vvvfインバーター #voicevox #春日部つむぎ #ずんだもん
・関連動画① VVVFインバータで電車が走る仕組み
ruclips.net/video/On3SzcSRtW8/видео.html
・...
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本物のVVVFインバータで自作電車を走らせる秘策とは!?5インチゲージで10種のVVVFサウンドを再現!日立/三菱/東洋・GTO/IGBTのイイ音を聞き比べ
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自作したVVVFインバータを5インチゲージの車両に搭載すると、リアルな電車の走行音をどの程度再現できるか検証しました。小型電車の設計思想についても解説します。 自作派の方におすすめの技術書はこちら(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/1986153 変調パターンにはドレミファインバータ、墜落インバータ、スペクトラム拡散などの10種類を用意し、装置のメーカー(日立/三菱/東洋電機等)・素子の種類(GTO/IGBT等)により異なる音を聞き比べられます。 ▶チャプター(目次) 00:00 手作りのVVVFで電車を走らせる方法 00:48 チャンネル紹介 01:19 VVVF試験車の設計方針 03:36 ①日立 GTO-VVVF(初期タイプ・東急9000系) 04:31 ②日立 GTO-VVVF(後期タイプ・西武6000系) 05:23 ③日立 IGBT-VVVF(東急50...
【自作インバータ】電車のVVVFサウンドを解析・再現! イイ音10種♪ 日立/三菱/東洋・GTO/IGBTの聞き比べ
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電車のVVVFインバータの音を解析し、10種類の音を自作VVVFインバータで再現してみました。 ドレミファインバータ、墜落インバータ、スペクトラム拡散、ランダム変調の、不思議な音の理由についても解説します。 自作派の方におすすめの技術書はこちら(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/1986153 VVVFインバータを搭載する電車の音には、装置のメーカー(日立/三菱/東洋電機等)や素子の種類(GTO/IGBT等)、車種ごとの仕様・制約等により、様々なバリエーションがあります。 自作インバータで誘導電動機を駆動するシステムの製作事例とともに、それぞれの音を再現するために、制御プログラムによる処理内容を紹介します。 ▶チャプター(目次) 00:00 この動画の概要 01:11 ①SIEMENSドレミファインバータ再現 02:23 VVVFインバータで音が鳴る仕組み 02:...
自作VVVFインバーターの作りかたを解説します [電車のサウンド再現あり]
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VVVFインバーターの作り方や、電車のモーターを制御するための仕組み・原理について、鉄道好きのエンジニアが解説します。プログラムを工夫すればいい音が響きます。 VVVFインバーターを自作したい方におすすめの技術書はこちら(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/1986153 電子工作とプログラミングにより、VVVFインバーター制御による独特な電車のサウンド(東武100系や東急9000系などの日立製 初期GTO-VVVF)を再現しています。他にもプログラム次第でドレミファインバーターや墜落インバーターなど、様々なバリエーションを再現可能です。ちなみに、製作した三相インバーター回路は、GTOサイリスタではなくIGBTを用いた2レベルインバーターです。 ▶チャプター(目次) 00:00 この動画の概要 01:50 技術書・チャンネル紹介 02:24 VVVFインバーター車の...
VVVFインバーターの仕組みを徹底解説します。 電車を制御する原理とは?
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電車を制御するVVVFインバーターの仕組みや役割、モーター制御の原理、GTO/IGBT等の構成要素について解説します。 自作派の方におすすめの技術書はこちら(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/1986153 VVVFインバーター制御ではモーターから独特なサウンドが響くため、VVVFという言葉は鉄道ファンの間で有名です。いい音が鳴るだけでなく、ドレミファインバーター、墜落インバーターなど様々なバリエーションがあることから車種毎の個性を感じられます。近年注目されている電気自動車の駆動にもVVVFインバーターが使われており、鉄道分野以外にも通じる技術です。 この動画では、VVVFインバーターの具体的な仕組みや動作原理について、できるだけ分かりやすくご紹介します。 ▶チャプター(目次) 00:00 この動画の概要 01:10 チャンネル紹介 01:54 VVVFインバータ...
5インチゲージ電車の制御装置を作る方法 マスコンとは似て非なる直接制御器を自作して直流モーターを制御するには
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最もシンプルな電車の制御装置「ダイレクトコントローラ」を製作して、5インチゲージ車両を抵抗制御してみました。ホームページはこちら vvvf21851.jp/​ 抵抗制御装置やVVVFインバータの製作方法を収録した技術書を下記リンクで取扱中です(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/2386838 形状はマスコンハンドルと似ていますが、システム構成上、直接的に主回路を切り換えるようになっていて別物です。直接制御器の製作には3Dプリンターを使用し、主回路の主抵抗器を切り換えることでモーターに流れる電流を制御します。減速機構を介して、車輪をタミヤ製の540モータで駆動して走行する仕組みです。 直接制御装置は現在も路面電車などで現役で使用されており、広島電鉄600形や鹿児島電鉄500形、9500形などがこの方式です。 ▶チャプター(目次) 00:00 製作物の概要 01:07...
自作電車の前面展望 (VVVFインバータ搭載)
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自作VVVFインバータを搭載した5インチゲージ電車を、森林の中で運転する前面展望動画です。ホームページはこちら vvvf21851.jp/​ 本物の電車と同様に車上で三相交流を生成することで誘導モータを可変速制御しています。キャリア周波数は一定に設定しているため、電機子チョッパのような音が聞こえます。
【プログラミングせず自動制御】DIYで電車を自作!5インチゲージの抵抗制御
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実物電車の仕組みを参考に、5インチゲージ車両の抵抗制御装置やブレーキシステムを製作して走行実験を行いました。機械仕掛けで動作しており、プログラミングやパワー半導体素子は使っていません。 ホームページはこちら vvvf21851.jp/​ 抵抗制御装置やVVVFインバータの製作方法を収録した技術書を下記リンクで取扱中です(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/2386838 マスコンハンドルを操作すると、電動カム軸式抵抗制御装置に力行指令が送られて、限流値制御により抵抗ステップを順次進めていくことで滑らかに加速します。トルクが不足する場合には、装置のダイヤルを調整することで限流値を高めることが可能です。 ▶チャプター(目次) 00:00 これまでの製作過程 00:16 走行実験(限流値9A) 01:48 走行実験(限流値11A) 03:23 電流計の様子(1) 04:0...
新刊「ゼロから作るカム軸式抵抗制御電車2 応用編」を技術書典11にて頒布開始します
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技術書典11オンラインマーケットとBoothにて新刊「ゼロから作るカム軸式抵抗制御電車2 応用編」を頒布いたします。 vvvf.booth.pm/items/3130426 技術書典11会場 techbookfest.org/product/6250263155310592?productVariantID=6022765406584832 【書籍の概要】 本書は、技術書典9 に合わせて執筆・発行した拙著「ゼロから作るカム軸式抵抗制御電車 基礎編」の続編として制作しました。 基礎編で製作過程をご紹介した試作車両をベースに、より実車に近づけるべく改修を行う過程について紹介します。 これまで未実装だったブレーキ機構や運転台・座席などの車両に不可欠な機器・設備を製作することで5 インチゲージ車両を完成させ、運転状況に応じて3 種類の力行モードを切り換えられるように高機能化します。 さらに、...
【電車を作る③】限りなく本物仕様の5インチゲージ電車(カム軸式抵抗制御装置)を自作する
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カム軸式抵抗制御装置の改良型を製作し、可能な限り本物に近い5インチゲージの小型電車を自作します。ホームページはこちら vvvf21851.jp/​ 抵抗制御装置やVVVFインバータの製作方法を収録した技術書を下記リンクで取扱中です(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/2386838 この動画では、以前製作したマスコンハンドルとエアーブレーキシステム搭載の5インチゲージ車両に力行機能を追加すべく、3Dプリンターで改良型のカム軸式抵抗制御装置を製作します。 ノッチ信号の切/入のみしか選択できなかった従来型と比べ、力行1ノッチ~力行3ノッチの指令を設け、実車同様の進段パターンを選択可能とします。 合わせて、改良型では抵抗制御装置の小型化や部品点数の削減を実現し、装置としての完成度を高めました。 ▶チャプター(目次) 00:00 これまでの製作過程 01:17 抵抗制御装置...
【自作VVVFインバーター】5インチゲージ電車の試運転 (シーメンス ドレミファインバータ ギヤ比変更)
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自作VVVFインバーターで5インチゲージ規格の電動カートを制御してみました。ドレミファインバータのパターンで、空転の様子や前面展望などを収録しています。 ホームページはこちら vvvf21851.jp/​ 自作VVVFインバータの製作方法を収録した技術書を下記リンクで取扱中です(BOOTH) vvvf.booth.pm/items/1986153 京急1000系、JR東日本E501系(機器更新前)に搭載されて有名なシーメンス製ドレミファインバータの変調パターンを適用しており、VVVFインバーターによって実車のように変調音を奏でながら走行します。 制御アルゴリズムには、実車のようにV/F制御、すべり周波数制御を適用しています。また、発電ブレーキ機能も実装し、制動時に運動エネルギーを抵抗器で熱に変換することで減速・停止します。 2018年に行った実験と比べて、駆動機構に改造を施しギヤ比を...
自作VVVFインバーターで5インチゲージ電車を運転してみました (日立3レベルIGBT-VVVFサウンドを再現) 2021
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自作VVVFインバーターを搭載した5インチゲージ車両のギヤ比を変更し、走行実験を行った際の前面展望です。ホームページはこちら vvvf21851.jp/​ 東武30000系、東武250系、近鉄16400系などに搭載される日立製3レベルIGBT-VVVF風の変調パターンを適用しており、VVVFインバーターによって実車のようなサウンドを奏でながら走行します。プログラム次第で他にも様々な種類のバリエーションを作れます。 5インチゲージ向けVVVFインバーターの作り方は、こちらの技術書でもご紹介しています。 booth.pm/ja/items/1986153 製作したミニ電車には発電ブレーキ機能も実装しており、制動時に運動エネルギーを抵抗器で熱に変換することで減速・停止します。 2018年に行った実験と比べて、駆動機構に改造を施しギヤ比を高めています。高トルク化によりミニ電車の登坂性能や牽引...
【電車を作る②】電気指令式エアーブレーキの製作と試運転
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自作のエアーブレーキシステムを5インチゲージ車両に搭載してみました。緩解音を響かせてブレーキシリンダー圧力を制御する装置の作り方を紹介する動画です。ホームページはこちら vvvf21851.jp/ 市販のコンプレッサーや自作のマスコンと、今回製作したブレーキ制御装置を接続することで、実物の電車と同じようにブレーキシリンダーの圧力を調整できるようにします。ブレーキ方式は電気指令式空気ブレーキです。 ブレーキ電磁弁に動作指令を与える電子回路をマスコン内に組み込んでおり、停電時には非常ブレーキが作用して暴走を防ぐフェールセーフ機構にしてあります。 今後はカム軸式抵抗制御装置を搭載し、本物の電車に備わる基本機能を自作車両に組み込んでいきます。
【電車を作る①】左手操作式ワンハンドルマスコンの自作
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新刊「ゼロから作るカム軸式抵抗制御電車 基礎編」を技術書典9にて頒布開始します
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【自作電車】電動カム軸式抵抗制御装置で5インチゲージを駆動してみた
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【自作運転台】ミニ運転台をフルスクラッチして自作VVVFインバータと接続してみた
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【自作VVVFインバータ】5インチゲージ電車のギヤ比を改造して高トルク化してみた
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【重厚な吊り掛けモーター音】琴電レトロ電車特別運行 前面展望・ブレーキ操作 2019
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【自作VVVFインバーター】5インチゲージ電車の走行実験(シーメンス製ドレミファインバータ ver.)
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【抜き取り可能】3Dプリンターでブレーキハンドルを自作してみた
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【自作VVVF】西武6000系の日立GTO-VVVF(後期型)を再現してみた
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