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いつもご視聴ありがとうございます。大ボケをかましていたので再投稿しました。通知の重複すみません。
思った以上に充実した内容でした。ここまでパルス制御を詳しく解説してくれていた動画は今までありませんでした。技術的に細かく難度の高いものを分かりやすい解説に落とし込んでくれてありがとうございました。
京急のSIEMENS製ドレミファインバーターは、全て普通のVVVFに更新されました。鉄ヲタを拗らせると、一周廻って抵抗制御の吊り掛けモーター台車が恋しくなったりするから不思議。
自販機からオマケで流すなら、三菱電機辺りにユニークな音を出すインバータ作って貰えよ
......ﾊﾟｧﾝ!!(断流器作動)
独自性の強い京急もシーメンスの保守対応の悪さに懲りて、置き換えは国産の東洋電機にしましたねまぁ「唄う電車」の異名も授かり、存在意義はあったようですが…
@@user-ie7fz9mh1n 600の4次車でやらかしたのにまた同じ轍を2回も踏んでしまったと。逆に「歌う電車」でしか存在意義がない、言ってしまえば当初から期待を裏切った失敗作という事ですね。
イギリスには吊りかけインバータの電車も存在する。
インバータ制御の電車や電気自動車の独特な音の仕組みが詳しく解説されていてよかったです。とくに京急のインバータの音が不思議でしたので、理由がわかりスッキリしました。
京急の同期モードは、通常のキャリアベースPWMではなく、Current Harmonic Minimum PWM(高調波低減PWM)と呼ばれる特殊な変調を採用しているようです。キャリアを使わずに高調波が少なくなるスイッチング角をメモリなどに格納してPWMを出力しているようです。日本との技術の差が見られて面白いですね。
同じインバータの話題でも各投稿者さんの得意分野によって解説する内容が異なるのが面白いですね
このチャンネル、機械だけでなく電気の話が出てくるから面白いです！電気主任技術者冥利に尽きる話題も数知れず(自身電験持ち)。
シンクロナスモータはブラシレスDCなのか、ACモータなのかブラシレスDCモータがDCモータなのかACモータなのか、メーカによって考え方が違うから面白い
12:45 パルスや、パ・ル・スっ「バ」ルスやないで (^^;こ～いううｐ主さんのおちゃめなとこ、大好きっす
バルス…腹筋崩壊しそうやんww
素晴らしい解説でした！
昔、医療器でも同じ音を出してる奴が在りましたね。聞いたら、電車の奴を流用してるとか、、、
ドイツ製シーメンス社のインバータを搭載していた京急の車両。このドレミファインバータ、一説によるとこれを開発した技術者の遊び心が具体化したものだという話もありますね！
ある程度スピードが乗った後の音の変化はクロスミッションのギヤチェンジみたいですよね。好きです🎵
インバーター制御の概要は分かっていても、痒い所に手が届く内容は良かったですね。基本は分かっていても、何かしっくりこない、という点はありますからね。
正確に言うと、キャリア周波数そのものの音が鳴っているわけではありません。スイッチングによる電流変動はキャリア三角波と正弦波の交点部となり、音の源となる固定子コイルの振動はこのタイミングであるため正弦波周波数をf, キャリアをfcとするとfc±3f, fc±5f, 2fc等が音の周波数になります
いつも素晴らしい動画をありがとうございます。ロープウェイやゴンドラのロープの役割をリクエストしたいです。よろしくお願いします。
唐突に出てくる 高橋名人や鬼塚先生 バルスなどが面白いです。
16:55あたりでならしていくとある程度正弦波に近くなると言ってますがその「ならす」ということをモーターのコイルが行っています。このため電圧はパルスでも電流は正弦波に近くなります。8:35で回路図にスイッチング素子とダイオードがセットになった回路が6つありますがスイッチング素子がOFFのときはこのダイオードに電流が流れることになります。このダイオードが無いとOFF状態の素子に無理矢理電流が流され素子が破壊されます
こういった内容を高校物理理解していない人に説明するのってすごく難しいですよね…ただ、wikiの解説みたいに技術の羅列だけでは中身がないので、鉄道系UA-camrでは物足りない技術の原理を解説しようとすると、大学とか高専で習う内容ですし、専門の人でも普通の人は講義を聞くだけでは理解できません。それに、大学だと12週を掛けてじっくり講義をする内容なので、全てを解説するのは難しい。しっかり理解しようとすると、教科書等の例題や章末問題を解きながら、回路図とかグラフ、定義をペンで追ってやっと理解が追いつくものなので難しいですよね
解説が絶妙で、上手い！ハイブリット車や電気自動車がACモーターの理由ですね。今回の部品が小型したのが自動車に搭載されてます。電池の直流⇆モーター交流肝であるインバーターが高効率化に寄与しますね。
SIEMENSのGTO-VVVFの音は、GTOサイリスタのスイッチング速度によるものですね。なので、IGBT-VVVFを搭載していた都営地下鉄のE5000形機関車は、IGBTのスイッチング速度が高いところから独特の甲高いモーター音はするけど階調は奏でなかったですね。
12:44 節子、それパルスやないバルスや
いい声ですね
パワー半導体の進化で面白いメカニズムがたくさん。今更ようやく一般的になってきたDSD変調は日本人が開発したそうですが、よく考えてあって面白いです。単純なアナログ素子で復号できるってのも。
インバーターの変調音って知識はあったので、あの音はインバーターから出ているとなんとなく思っていました。こちらの解説を見て、パルス電圧で叩かれてるモーターから音が出てるのか？と気付くことが出来とても面白かったです。インバーターが扱える周波数が高くなれば音が小さくなるだろうとは思ってましたが、単にキャリア波の周波数だけで考えると可聴域20kHz以上が必要になりますが、充分に正弦波に近い電圧変動になる周波数とすればもっと低い周波数でも静かなモーター音になりそうですね。
こんにちは気になっていた内容なので解説嬉しいです！リクエストなのですが、トヨタのエンジンのバルブマチックについて解説していただけないでしょうか？
昔、京急沿線の金沢文庫駅近くに住んでいたので通勤に京急乗ってました。車両も個性的でしたが、運用が凄かった(笑)
6:08 扇風機のモータは抵抗制御ではなく、分割巻き線を切り替えて主巻き線に加わる電圧を制御してトルクを下げてるとおもいますよ
0系新幹線電車など直流モーター式の交流電車も同じです。ＶＶＶＦインバータになったら、先にコンバータで直流を作るという、交直流電車と同じ仕組みになってしまいました。
最近のDCブラシレス扇風機は別として、通常の扇風機は単相誘導モーターを使っています。誘導モーターですから回転数は周波数依存で、電圧を変えても回転数は変わりません。おおざっぱに誘導モーターに回転数を変えるには、極数を変えます。遅く回すには極数を多く、早く回すには極数を減らします。滑らかに回転数は変わりませんが、3段階ぐらいに回転数は変えられます
@@sacotty 極数ではなくスイッチで電圧＝トルクを変えてるようです。扇風機は稼働中空気抵抗という負荷がかかりますから、電源周波数が変わらずとも電圧電流でトルクを変えれば負荷に応じて回転数が変化するという事のようです。
@@Tsufu_No.16 誘導モーターは電圧だけ変えても回転数は大きく変わりませんよ
取り上げて欲しいテーマでした。何回読み直してもちょっと理解出来そうも無さそうです。抵抗制御というのはアクセルを踏みっぱなしでブレーキで速度を調節するというのはわかりました。それじゃ電力は無駄に使ってたんですね。昔に比べて半分の電力で電車が動くみたいですが、それだけは理解できました。
バルス信号は滅びの呪文じゃ・・・。決して、安易に唱えてはならぬぞ・・・。
あのインバーターは、メーカーの職人の遊び心と聞いてましたが、不快な音を減らす努力の結果ね、なるほど～。PWMってどこかで聞いた覚えがあり、イジってた覚えがあるなと思ったら、シンセサイザーだ。シンセサイザーは波形が命、PWMは必ずと言っていいほど着いてます。（一部無い機種もある）
西武線沿線住みですが西武ってなかなかこの音にならなかった記憶があります。 他社の未来感？ある音が羨ましかったですw また､就職して17年位､横浜､横須賀住みでしたがその間に京急2100系が投入されました。 初めて音聞いた時は驚きましたねぇw ｢確信犯か!？｣と思いました。
大抵の扇風機はコイルを選択しているから抵抗を増やして回転数制御はしてないぞ
ちなみに電車や車の交流モーターは低速の場合、回転数(ほぼ周波数)に応じて電圧を低くする必要があります。PWMで出力の交流の電圧を低くしたい時はオン時間を減らすんですが、低速ではオンの時間をとても短くする必要があります。それにはオンオフの切り替え回数＝キャリア周波数がある程度高い方がうまく調整できてモーターもスムーズに回ります。
たまにはE501系の事も思い出してあげて下さい・・・
いつも楽しく興味深々に拝見しております。音で気になる乗り物として、ジェットフォイル船のガスタービンエンジンの構造が気になります。同エンジンは他の動画でも出てきますが、水上で推進力を得ることについて他にはない構造・仕組みがありそうです。解説のネタになりませんでしょうか。ご検討お願いします。
PRRには扇風機のように無制御な交流電動機を使ったFF1形とかいう機関車がありましてね…
Vvvfもいいけど、界磁添加励磁制御をお願いします。ブレーキの時だけ別電源から強引に電力を注入して回生制動かけるかなり変態な手法なもんですから。
微妙に端折り過ぎてるような気もするけど、細かいこと知りたければパワエレ研究室さんの動画を見たら良さそうですね。
仕事上結構扱うけど、IGBTは音が甲高いから、GTOインバータが好き
東芝の音いいな。
なるほどキャリアは音声データにおけるサンプリングレートみたいなものか必要な細かさに合わせて臨機応変に変化させて正弦波を擬似的に表現する…あるいは音声データより優れた考え方かもしれない
たとえがイチイチ面白いなｗ
誘導モーターの場合は滑りがあるので回転磁界の周波数を回したい回転数より高めにしてやればよいのでちょっと雑でもいけそうですが、同期モーターの場合回転数は同じで、馬の鼻先のニンジンのように回転磁界の位相をローターのちょっと前に持ってこなければいけないので、ローターの位相も把握したうえでめっちゃシビアな制御が必要になる気がします。 ただ、逆に磁界をちょっと後ろに持ってくればブレーキにもなって自由自在に駆動力を操れそうです。 車だったらアクセルやブレーキの踏み方とローターの回転角に応じて磁界をどう制御するのかとか、その辺の解説をお願いします。
実は、この手のモーター制御はSCRでもVVVFでも電車よりエレベーターのほうが先に採用してたんだよね。シーメンス、三菱、日立、東芝、東洋電機然り。だからエレベーターは下がる時回生制動してる。
インバータから音が出るのはトランスやコイルに生じる「磁歪」が空気を振動させるからです。
デジタル電子楽器の音を造る理屈とほぼ同じ。（ＦＭ音源の説明でも正弦波と三角波の図を見たあいまいな記憶が・・・。）電流・電圧は低めで２レベルインバータを256レベルぐらいにしたらPCM音源モドキの出来上がり。（単純にスイッチング周波数を上げるだけでも声ぐらいは出せる。PC9801のビープ音で声の出力（擬似PCM音源）やってた猛者も昔いた）なんにせよ、任意の交流波形を作ると意味でＶＶＶＦインバータと電子楽器は近い関係。・実際の音はＶＶＶＦインバータからではなくモーターのコイルやフィルターリアクトル（ある程度パルス波をならすコイル）から出てますね。スピーカーはリニア振動モーター（アクチュエータ）の一種なので、メロディーの入った交流を入れればモーターやトランスからメロディーを鳴らすことも・・・。（壊れるけど）
ゆるコンピュータ科学ラジオの半導体の回を合わせてみると「電気が流れるとドアが開く」の意味がわかりやすくなりますよ。
同じ歌うインバータでも、機関車(タウルス)用のはゆっくり音階が上がり、2/3くらい上がったところで半音ほどチョーキングするオマケつき。
愛が全てのイントロに、似ています。
２１００がた。と読む主は、よく分かってる人だ
ショートで、ファミマインバーターを自作されてる方がいますね！
列車の連結器にはいくつか種類があります。自動式や密着式、新幹線のもかなり複雑です。別の機会に解説お願いします。
・・・初期のJR東日本の209系とかE217系なんて、なんかシフトアップ/シフトダウンしているみたいな音出してましたね。
ICE1.SIEMENS TAULSもゆっくりなドレミでしたね。加速の違いですね。ただ、日本には合わなかったのが残念です。それだけ京急だけでなく日本の鉄道は過酷な運転なのでしょう。最近はSICインバータや、リダクションモーターも実用化されつつあります。もし、よろしければリダクションモーターについての解説もお願いします。他人に説明するのが上手くないので、解説動画作っていただけたら嬉しいです。
ラジコンのブラシレスモーターとＥＳＣ ブースト機能について教えて欲しいです最近のラジコンカーの進歩は凄いですよね!プロポにしてもフタバ電子の７pxプロポ見てください凄いですおねがいします。
すいません先程コメントした者です7ｐｘでは無く１０pxでした凄いので一度ユーチューブで見てください
絶対音感持ち的にはミ♭・ファ・ソ・ラ・シ♭・ド・レ・ミ♭・ファ・ソ～らしい
絶対音感持ちではありませんが、全部一定の間隔で上がってると思います。故にラとシ♭、レとミ♭との間隔(この２ヶ所だけ半音)には同意できません。と言うか、わざわざ半音で上がるところなんか作れないでしょ。なのでミ♭からスタートしてるとして、ミ♭・ファ・ソ・ラ・シ・レ♭・ミ♭・ファ・ソ・ラ〜〜〜〜〜じゃないかなぁ？？ちょっと低めかもしれんけど、最後の音は「A」でしょ！！
本件とは全く別カテゴリで且つ偏った（私好みの）リクエストになりますが最近F-35用F135エンジンの代替エンジン候補として競争試作が進められているXA-100,XA-101エンジンの内のGE XA-100可変サイクルエンジン技術の解説を希望します。ATFのYF-120で可変サイクルエンジンを試作しておきながらP&W YF-119に敗退後F136も予算難で敗退したGEがCMCなる日本の素材技術も取り入れて可変サイクルエンジンに再挑戦（YF120より可変セクションが増えたとも）しまだまだ先の事でしょうがリベンジとなるのかF119とF135の実績と堅実で積み上げ型の要素技術でP&Wが勝者となるのか着目しております（再投稿されたので再投稿しました：）。10 時間前
初期のインバータ電車は同期モードの切り替えが何段もあってｷﾞｭｲギュイギュインギュイーンギュイーーーーーとせっかちな人が運転する手動変速の二輪車か軽四輪車みたいな感じでしたね。それが耳障りと感じる人がいてこんな工夫が生まれたのでしょう。
以前から多分速度に応じたインバータ制御のせいで音程が変わるんだろうなとは思ってたけど 動画を観てなるほど解らん
最近はIGBTやSIc等素子のスイッチング速度も速くなったせいかとてもインバータ音がとても静かになりましたよね。静かなのってキャリア周波数が高く非同期モードのみで動いている？ベクトル制御もしてる？まさかスペクトラム拡散まで？良くわかりませんが技術の進歩を感じられます。
簡単に言ってしまえば、人間の耳には聞こえない周波数を使えるようになったからです。
@UCCk8_OYqVF9qewnpWe57PwA正弦波に近づくからといことであれば、それは電流周波数のことではないんですか？キャリア周波数がいくら高くても励磁電流周波数が低いならそれなりに磁励音はなりそうですが。そして正弦波に近いならベクトル制御を採用してるというわけでもないんですか？すみません、僕は三相同期機のインバータのベクトル制御はやったことあるんですが、誘導機のインバータについては疎くて良くわからず聞いてます。
一般的にドレミファと言われていますが、実際にその音階を奏でているわけではないというオチが単に周波数音が段階的に上がっていくので、それを音階を上がっていくのに例えてドレミファというのです
実際にヘ長調のドレミファが鳴っているので例えではないですよ
@@hnasg 確かに電動機の励磁音がファソラシドレミファソに聞こえるとされていますし、そのように調節されているといわれていますが、あくまでも通説でしかないというオチもありますな
ファから始まるのは有名な話。絶対音階ではない大半の一般人は（ワタシも）、いちばん簡単なハ長調にすり替えて音階を考えるのでドレミファ・・・なのでしょう。
本来、ミとファの間(シとドの間もそうだが)は、他の音と音の間の半分。(だからピアノはここに黒鍵がない)インバータは全部一定の幅で上がってるわけで、ドレミまでなら良いが、ファまで言うと変なことになる。単にズレるだけなら、実はどこから始まってもドレミと言っても良い(合唱の世界では「移動ド」と言って、例えばト長調の曲ならトの音＝ピアノのソの音から「ソラシ・・・」と上がる音も「ドレミ・・・」と歌って正解)。だからこの問題は「最初の音がドじゃない」ことではなく、音楽として聞ける音階になっていないのに「ドレミ『ファ』・・・」と名づけられているのが間違い。
@@clatro00 なるほど、たしかにSIMENSは、わざわざ半音にしたりはしてませんね。
「スイッチを閉じる」の意味が分からないので「ＯＮ/ＯＦＦ」に翻訳しながら聞いてるともう理解が追いつかない
JR東海の、313の、インバータについて、教えて下さい!
コンデンサー容量と発熱が
誘導モータは滑り必須ですアニメーションにも滑りを入れるといいですよ
うん、なるほどわからん。でも、おもしろい。
電動の自動車が音が静かなのは何故ですか？
要するにΣΔADCと同じ原理ってことですね
EVの乗用車も効率を追求すると電車と同じような音を出すようになるって事なんでしょうか。
既にEVのインバータはIGBTとPIN-DiまたはSiCによるMOSFETとSBDです
@@kei4421 それは、同じ音が出てるということですか
@@tfdakabanedai1 はい。後者は周波数が可聴域よりも高い場合もありますが
なぜインバーター制御の低速では、電圧を絞ってモーターに電気を流さなくてはいけないのか？なぜモーター制御を定トルク領域と定出力領域に分ける必要があるのか？VVVFのうち、VF(バリアブル・フレケンシー)は説明してもVV(バリアブル・ボルテージ)部分の説明が無いのは寂しい。
あ～。ブッチギリで鈍行に置いて行かれたわぁ～～。
13:17から意味わからなくなりましたね。三角波？正弦波？キャリア？変調波？突然用語が出てきてちんぷんかんぷん私的には、モーターの回転に伴う誘導電流と、サンプリング周波数と勝手に解釈して、なんとか理解しようと努力していましたが……でも動画は面白かったですイチケンさんの動画もよく見ていますが、高校では理系は、理科総合と生物しか取っていなかった私には、ふたりとも非常に難しいですね……ところで、電気自動車と電車でなぜインバーターから発生する音が異なるのか知りたいですあと、電車からはなぜ、モーターの音？固有振動数？みたいなやつが何故しないのか気になります
キャリアってなんですか？
12:08 スイッチを高速で切り替える比喩に高橋名人というのも、もはや古典レベルになりつつあるのかな〜と思う高橋名人どまんなか世代のオジサンです。ちなみに高橋名人だと16Hzに、毛利名人が13Hzになりますねww
ドレミファ言うけど、あの音程はドレミファちゃうとか言うね。知らんけど。
聞いた感じでは、ドレミファーじゃなくて、ファソラシドレミファソーーのように聞こえますね。
どこからスタートしてるかと言うこともあるけど、何よりおかしいのは、本当は音楽のドレミって音階は全部一定じゃなくって、音の高さの差が他の半分の間隔ところが必ずあるのよ。(ピアノの鍵盤で言うと、ミとファの間、シとドの間)インバータは全部一定の差で上がっていってるんじゃない？だからそもそも音楽の音階に聞こえない。強いて言えば全音音階って特殊なのもなくはないけど。
@H N ん？動画を聞いた感じはCメジャーのスケールでFからなってるぞ。全部等間隔じゃなくて全音と半音のところ両方あるぞ。途中のAも440Hzだし。
@@singsingsingtristeza5129 それなら最後半分の４つはきれいな「ドレミファ」になるはずだが、とてもそうは感じられないよ。まず「シ」と「ド」の間が「半音」って言うのがすごくおかしく感じる。他の間隔の半分にはなってないと思う。ファから始まってオクターブ上まで上がってるのは正しいとは思うが、多分みんな全音よりちょっと狭いぐらいの幅、半音よりだいぶ広い幅で上がってそうな気がしています。かと言って本当に全部きれいに一定かどうかは良くわからん。いや、オクターブもちょっと怪しいかな？それにしてもあの一瞬で３つ目の音がA=440って言い切れるのすごいね。よく聞く442より低めっぽいけど、それ以上はわからんわ。
@@clatro00 言われ見てちゃんと聞きなおしたけど、確かにそうだね。大体はF→G→A→Bb→C→D→Eb→F→Gっぽいけどそれよりもちょっとずれてるっぽくも聞こえるねでも全部が等間隔にも聞こえないんだよな～>それにしてもあの一瞬で３つ目の音がA=440って言い切れるのすごいねあ、申し訳けない。それ適当(笑)大体その辺って意味。442かもだけど。で、自分も興味あったんでラ(A)っぽくなってるところを周波数分析してみた。ツールじゃ無理だったんで波形を目視で。暇人(笑)でもね。波形とっても汚くて、その中でも比較的綺麗な波形を1サイクルずつ見ていったんだけど、かなり周波数揺らいでたよ。1サイクルずついくつか見ていったんだけど大きいところで440±20Hz(約±80セント)くらいの揺らぎがありそうだったよ。440/442とか語るレベルじゃなかったみたい。最初はなってるすべての音階分析しようと思ったんだけど1音で挫折した。ちゃんと解析できなくてすまない。
時速 km/hでは無くて速度 km/hでは？‼️
14:34 うーん、この絵は違和感を感じるなぁ。正弦波の部分は本来交流であって、上半分が正、下半分が負であるべき。しかし、このキャリアを見ると、下半分のデューティが小さくなっているので、上半分も下半分も正の電圧である。直流でもないが、脈流というのかな、なんにせよ交流ではなかろう。上半分は大デューティなので電流を流しても良いが、下半分は小デューティであり電流をちょっと流しただけでヘニャヘニャになるので公平じゃないと思う。上半分と下半分を別回路として、上半分正弦波がゼロの位置でキャリアデューティがゼロ、正弦波最大部分でキャリアデューティが最大。そして下半分も同じくして極性だけが負になるような回路でなきゃイカんと思う。
世の解説に比べて圧倒的にわかりやすいのは事実ですが、門外漢には今回のネタは難しかったです。。。エンジンブレーキの正体について解説希望します。エンジンを注射器に例えると、先っぽを指で塞いだときに、ピストンを押しにくい力がエンブレなのか、引きにくい力がエンブレなのか、ノンスロットルバルブ車はエンブレ効きにくいのか、同様にディーゼルも効きにくいのか（排気ブレーキはわかりやすいので一旦置いといて）、２ストは、など。エンブレ時は、エンジンが回りたくないところ無理やり回らせられて嫌がっている音がします。何を嫌がっているのか、スロットルオフで燃料カット、点火はあるけど爆発（燃焼）はない、爆発ないのに爆発があるかのようにピストンを引き下げられて嫌なのか、爆発がなくてクランクにも勢いが無いのに圧縮に移らされて嫌なのか、わからんくなりました。
行程として、吸気、圧縮、膨張、排気で、理想的には吸気と排気が無抵抗で、圧縮と膨張では空気バネを押し引きしてるだけで結局エネルギー損失はないし、なんならエンブレ中も燃料供給は完全にされない訳ではないのでエネルギーはむしろ増加する筈なんですよね。なのでエンブレでどこにエネルギーが行ってるのかってと吸排気時の流体抵抗と、ピストンとシリンダー、クランクとコンロッド、その他歯車やらチェーンやら軸受やらのフリクションロス、あとはオルタネータやコンプレッサやらにエネルギーが取られてるんだと思います。
うーむ、エンブレは低いギアでかける、モータースポーツのシフトダウンは加速に備えるためが主目的かも知れないが、長い下り坂でのエンブレはギアを落とす、ピストンクランクミッションの摺動部分が動けば動くほどフリクションロスが多くエンブレがかかる…？なんかモヤモヤしてしまうのです。
@@maciao66d それで合ってると思いますよ。ちょっと話は違いますが、初期の蒸気機関車はブレーキが無く、加速をしなければ勝手に止まるシステムだったらしいですよ。
まず最初に音聞かせないと
なんだろう？意味のうすーい絵が出て来たり、色使いが独特すぎたり、手書きの線が前衛芸術的だったり、普段と違う試みは評価するけど出来は微妙な気もする。
いつもご視聴ありがとうございます。
大ボケをかましていたので再投稿しました。
通知の重複すみません。
思った以上に充実した内容でした。
ここまでパルス制御を詳しく解説してくれていた動画は今までありませんでした。
技術的に細かく難度の高いものを分かりやすい解説に落とし込んでくれてありがとうございました。
京急のSIEMENS製ドレミファインバーターは、全て普通のVVVFに更新されました。鉄ヲタを拗らせると、一周廻って抵抗制御の吊り掛けモーター台車が恋しくなったりするから不思議。
自販機からオマケで流すなら、
三菱電機辺りにユニークな音を出すインバータ作って貰えよ
......ﾊﾟｧﾝ!!(断流器作動)
独自性の強い京急もシーメンスの保守対応の悪さに懲りて、置き換えは国産の東洋電機にしましたね
まぁ「唄う電車」の異名も授かり、存在意義はあったようですが…
@@user-ie7fz9mh1n
600の4次車でやらかしたのにまた同じ轍を2回も踏んでしまったと。
逆に「歌う電車」でしか存在意義がない、言ってしまえば当初から期待を裏切った失敗作という事ですね。
イギリスには吊りかけインバータの電車も存在する。
インバータ制御の電車や電気自動車の独特な音の仕組みが詳しく解説されていてよかったです。とくに京急のインバータの音が不思議でしたので、理由がわかりスッキリしました。
京急の同期モードは、通常のキャリアベースPWMではなく、Current Harmonic Minimum PWM(高調波低減PWM)と呼ばれる特殊な変調を採用しているようです。
キャリアを使わずに高調波が少なくなるスイッチング角をメモリなどに格納してPWMを出力しているようです。日本との技術の差が見られて面白いですね。
同じインバータの話題でも各投稿者さんの得意分野によって解説する内容が異なるのが面白いですね
このチャンネル、機械だけでなく電気の話が出てくるから面白いです！電気主任技術者冥利に尽きる話題も数知れず(自身電験持ち)。
シンクロナスモータはブラシレスDCなのか、ACモータなのか
ブラシレスDCモータがDCモータなのかACモータなのか、メーカによって考え方が違うから面白い
12:45
パルスや、パ・ル・スっ
「バ」ルスやないで (^^;
こ～いううｐ主さんのおちゃめなとこ、大好きっす
バルス…腹筋崩壊しそうやんww
素晴らしい解説でした！
昔、医療器でも同じ音を出してる奴が在りましたね。
聞いたら、電車の奴を流用してるとか、、、
ドイツ製シーメンス社のインバータを搭載していた京急の車両。このドレミファインバータ、一説によるとこれを開発した技術者の遊び心が具体化したものだという話もありますね！
ある程度スピードが乗った後の音の変化はクロスミッションのギヤチェンジみたいですよね。好きです🎵
インバーター制御の概要は分かっていても、痒い所に手が届く内容は良かったですね。基本は分かっていても、何かしっくりこない、という点はありますからね。
正確に言うと、キャリア周波数そのものの音が鳴っているわけではありません。
スイッチングによる電流変動はキャリア三角波と正弦波の交点部となり、
音の源となる固定子コイルの振動はこのタイミングであるため
正弦波周波数をf, キャリアをfcとするとfc±3f, fc±5f, 2fc等が音の周波数になります
いつも素晴らしい動画をありがとうございます。
ロープウェイやゴンドラのロープの役割をリクエストしたいです。よろしくお願いします。
唐突に出てくる 高橋名人や鬼塚先生 バルスなどが面白いです。
16:55あたりで
ならしていくとある程度正弦波に近くなる
と言ってますがその「ならす」ということをモーターのコイルが行っています。
このため電圧はパルスでも電流は正弦波に近くなります。
8:35で回路図にスイッチング素子とダイオードがセットになった回路が6つありますがスイッチング素子がOFFのときはこのダイオードに電流が流れることになります。
このダイオードが無いとOFF状態の素子に無理矢理電流が流され素子が破壊されます
こういった内容を高校物理理解していない人に説明するのってすごく難しいですよね…
ただ、wikiの解説みたいに技術の羅列だけでは中身がないので、鉄道系UA-camrでは物足りない
技術の原理を解説しようとすると、大学とか高専で習う内容ですし、専門の人でも普通の人は講義を聞くだけでは理解できません。それに、大学だと12週を掛けてじっくり講義をする内容なので、全てを解説するのは難しい。
しっかり理解しようとすると、教科書等の例題や章末問題を解きながら、回路図とかグラフ、定義をペンで追ってやっと理解が追いつくものなので難しいですよね
解説が絶妙で、上手い！
ハイブリット車や電気自動車が
ACモーターの理由ですね。
今回の部品が小型したのが
自動車に搭載されてます。
電池の直流⇆モーター交流
肝であるインバーターが
高効率化に寄与しますね。
SIEMENSのGTO-VVVFの音は、GTOサイリスタのスイッチング速度によるものですね。なので、IGBT-VVVFを搭載していた都営地下鉄のE5000形機関車は、IGBTのスイッチング速度が高いところから独特の甲高いモーター音はするけど階調は奏でなかったですね。
12:44 節子、それパルスやないバルスや
いい声ですね
パワー半導体の進化で面白いメカニズムがたくさん。今更ようやく一般的になってきたDSD変調は日本人が開発したそうですが、よく考えてあって面白いです。
単純なアナログ素子で復号できるってのも。
インバーターの変調音って知識はあったので、あの音はインバーターから出ているとなんとなく思っていました。
こちらの解説を見て、パルス電圧で叩かれてるモーターから音が出てるのか？と気付くことが出来とても面白かったです。
インバーターが扱える周波数が高くなれば音が小さくなるだろうとは思ってましたが、単にキャリア波の周波数だけで考えると可聴域20kHz以上が必要になりますが、充分に正弦波に近い電圧変動になる周波数とすればもっと低い周波数でも静かなモーター音になりそうですね。
こんにちは
気になっていた内容なので解説嬉しいです！
リクエストなのですが、トヨタのエンジンのバルブマチックについて解説していただけないでしょうか？
昔、京急沿線の金沢文庫駅近くに住んでいたので通勤に京急乗ってました。車両も個性的でしたが、運用が凄かった(笑)
6:08 扇風機のモータは抵抗制御ではなく、分割巻き線を切り替えて主巻き線に加わる電圧を制御してトルクを下げてるとおもいますよ
0系新幹線電車など直流モーター式の交流電車も同じです。
ＶＶＶＦインバータになったら、先にコンバータで直流を作るという、交直流電車と同じ仕組みになってしまいました。
最近のDCブラシレス扇風機は別として、通常の扇風機は単相誘導モーターを使っています。誘導モーターですから回転数は周波数依存で、電圧を変えても回転数は変わりません。
おおざっぱに誘導モーターに回転数を変えるには、極数を変えます。遅く回すには極数を多く、早く回すには極数を減らします。滑らかに回転数は変わりませんが、3段階ぐらいに回転数は変えられます
@@sacotty 極数ではなくスイッチで電圧＝トルクを変えてるようです。扇風機は稼働中空気抵抗という負荷がかかりますから、電源周波数が変わらずとも電圧電流でトルクを変えれば負荷に応じて回転数が変化するという事のようです。
@@Tsufu_No.16 誘導モーターは電圧だけ変えても回転数は大きく変わりませんよ
取り上げて欲しいテーマでした。何回読み直してもちょっと理解出来そうも無さそうです。
抵抗制御というのはアクセルを踏みっぱなしでブレーキで速度を調節するというのはわかりました。
それじゃ電力は無駄に使ってたんですね。昔に比べて半分の電力で電車が動くみたいですが、
それだけは理解できました。
バルス信号は滅びの呪文じゃ・・・。
決して、安易に唱えてはならぬぞ・・・。
あのインバーターは、メーカーの職人の遊び心と聞いてましたが、不快な音を減らす努力の結果ね、なるほど～。
PWMってどこかで聞いた覚えがあり、イジってた覚えがあるなと思ったら、シンセサイザーだ。シンセサイザーは波形が命、PWMは必ずと言っていいほど着いてます。（一部無い機種もある）
西武線沿線住みですが西武ってなかなかこの音にならなかった記憶があります。 他社の未来感？ある音が羨ましかったですw また､就職して17年位､横浜､横須賀住みでしたがその間に京急2100系が投入されました。 初めて音聞いた時は驚きましたねぇw ｢確信犯か!？｣と思いました。
大抵の扇風機はコイルを選択しているから抵抗を増やして回転数制御はしてないぞ
ちなみに電車や車の交流モーターは低速の場合、回転数(ほぼ周波数)に応じて電圧を低くする必要があります。PWMで出力の交流の電圧を低くしたい時はオン時間を減らすんですが、低速ではオンの時間をとても短くする必要があります。それにはオンオフの切り替え回数＝キャリア周波数がある程度高い方がうまく調整できてモーターもスムーズに回ります。
たまにはE501系の事も思い出してあげて下さい・・・
いつも楽しく興味深々に拝見しております。
音で気になる乗り物として、ジェットフォイル船のガスタービンエンジンの構造が気になります。同エンジンは他の動画でも出てきますが、水上で推進力を得ることについて他にはない構造・仕組みがありそうです。解説のネタになりませんでしょうか。ご検討お願いします。
PRRには扇風機のように無制御な交流電動機を使ったFF1形とかいう機関車がありましてね…
Vvvfもいいけど、界磁添加励磁制御をお願いします。ブレーキの時だけ別電源から強引に電力を注入して回生制動かけるかなり変態な手法なもんですから。
微妙に端折り過ぎてるような気もするけど、細かいこと知りたければパワエレ研究室さんの動画を見たら良さそうですね。
仕事上結構扱うけど、IGBTは音が甲高いから、GTOインバータが好き
東芝の音いいな。
なるほど
キャリアは音声データにおけるサンプリングレートみたいなものか
必要な細かさに合わせて臨機応変に変化させて正弦波を擬似的に表現する…あるいは音声データより優れた考え方かもしれない
たとえがイチイチ面白いなｗ
誘導モーターの場合は滑りがあるので回転磁界の周波数を回したい回転数より高めにしてやればよいのでちょっと雑でもいけそうですが、同期モーターの場合回転数は同じで、馬の鼻先のニンジンのように回転磁界の位相をローターのちょっと前に持ってこなければいけないので、ローターの位相も把握したうえでめっちゃシビアな制御が必要になる気がします。 ただ、逆に磁界をちょっと後ろに持ってくればブレーキにもなって自由自在に駆動力を操れそうです。 車だったらアクセルやブレーキの踏み方とローターの回転角に応じて磁界をどう制御するのかとか、その辺の解説をお願いします。
実は、この手のモーター制御はSCRでもVVVFでも電車よりエレベーターのほうが先に採用してたんだよね。シーメンス、三菱、日立、東芝、東洋電機然り。だからエレベーターは下がる時回生制動してる。
インバータから音が出るのはトランスやコイルに生じる「磁歪」が空気を振動させるからです。
デジタル電子楽器の音を造る理屈とほぼ同じ。
（ＦＭ音源の説明でも正弦波と三角波の図を見たあいまいな記憶が・・・。）
電流・電圧は低めで２レベルインバータを256レベルぐらいにしたらPCM音源モドキの出来上がり。
（単純にスイッチング周波数を上げるだけでも声ぐらいは出せる。PC9801のビープ音で声の出力（擬似PCM音源）やってた猛者も昔いた）
なんにせよ、任意の交流波形を作ると意味でＶＶＶＦインバータと電子楽器は近い関係。
・
実際の音はＶＶＶＦインバータからではなくモーターのコイルやフィルターリアクトル（ある程度パルス波をならすコイル）から出てますね。
スピーカーはリニア振動モーター（アクチュエータ）の一種なので、メロディーの入った交流を入れればモーターやトランスからメロディーを鳴らすことも・・・。（壊れるけど）
ゆるコンピュータ科学ラジオの半導体の回を合わせてみると「電気が流れるとドアが開く」の意味がわかりやすくなりますよ。
同じ歌うインバータでも、機関車(タウルス)用のはゆっくり音階が上がり、2/3くらい上がったところで半音ほどチョーキングするオマケつき。
愛が全てのイントロに、似ています。
２１００がた。と読む主は、よく分かってる人だ
ショートで、ファミマインバーターを自作されてる方がいますね！
列車の連結器にはいくつか種類があります。自動式や密着式、新幹線のもかなり複雑です。別の機会に解説お願いします。
・・・初期のJR東日本の209系とかE217系なんて、なんかシフトアップ/シフトダウンしているみたいな音出してましたね。
ICE1.SIEMENS TAULSもゆっくりなドレミでしたね。加速の違いですね。ただ、日本には合わなかったのが残念です。それだけ京急だけでなく日本の鉄道は過酷な運転なのでしょう。
最近はSICインバータや、リダクションモーターも実用化されつつあります。もし、よろしければリダクションモーターについての解説もお願いします。他人に説明するのが上手くないので、解説動画作っていただけたら嬉しいです。
ラジコンのブラシレスモーターとＥＳＣ ブースト機能について教えて欲しいです最近のラジコンカーの進歩は凄いですよね!プロポにしてもフタバ電子の７pxプロポ見てください凄いですおねがいします。
すいません先程コメントした者です7ｐｘでは無く１０pxでした凄いので一度ユーチューブで見てください
絶対音感持ち的には
ミ♭・ファ・ソ・ラ・シ♭・ド・レ・ミ♭・ファ・ソ～
らしい
絶対音感持ちではありませんが、全部一定の間隔で上がってると思います。
故にラとシ♭、レとミ♭との間隔(この２ヶ所だけ半音)には同意できません。
と言うか、わざわざ半音で上がるところなんか作れないでしょ。
なのでミ♭からスタートしてるとして、
ミ♭・ファ・ソ・ラ・シ・レ♭・ミ♭・ファ・ソ・ラ〜〜〜〜〜
じゃないかなぁ？？
ちょっと低めかもしれんけど、最後の音は「A」でしょ！！
本件とは全く別カテゴリで且つ偏った（私好みの）リクエストになりますが最近F-35用F135エンジンの代替エンジン候補として競争試作が進められているXA-100,XA-101エンジンの内のGE XA-100可変サイクルエンジン技術の解説を希望します。ATFのYF-120で可変サイクルエンジンを試作しておきながらP&W YF-119に敗退後F136も予算難で敗退したGEがCMCなる日本の素材技術も取り入れて可変サイクルエンジンに再挑戦（YF120より可変セクションが増えたとも）しまだまだ先の事でしょうがリベンジとなるのかF119とF135の実績と堅実で積み上げ型の要素技術でP&Wが勝者となるのか着目しております（再投稿されたので再投稿しました：）。
10 時間前
初期のインバータ電車は同期モードの切り替えが何段もあってｷﾞｭｲギュイギュインギュイーンギュイーーーーーと
せっかちな人が運転する手動変速の二輪車か軽四輪車みたいな感じでしたね。それが耳障りと感じる人がいてこんな工夫が生まれたのでしょう。
以前から多分速度に応じたインバータ制御のせいで音程が変わるんだろうなとは思ってたけど 動画を観てなるほど解らん
最近はIGBTやSIc等素子のスイッチング速度も速くなったせいかとてもインバータ音がとても静かになりましたよね。
静かなのって
キャリア周波数が高く非同期モードのみで動いている？
ベクトル制御もしてる？
まさかスペクトラム拡散まで？
良くわかりませんが技術の進歩を感じられます。
簡単に言ってしまえば、人間の耳には聞こえない周波数を使えるようになったからです。
@UCCk8_OYqVF9qewnpWe57PwA正弦波に近づくからといことであれば、それは電流周波数のことではないんですか？キャリア周波数がいくら高くても励磁電流周波数が低いならそれなりに磁励音はなりそうですが。
そして正弦波に近いならベクトル制御を採用してるというわけでもないんですか？
すみません、僕は三相同期機のインバータのベクトル制御はやったことあるんですが、誘導機のインバータについては疎くて良くわからず聞いてます。
一般的にドレミファと言われていますが、実際にその音階を奏でているわけではないというオチが
単に周波数音が段階的に上がっていくので、それを音階を上がっていくのに例えてドレミファというのです
実際にヘ長調のドレミファが鳴っているので例えではないですよ
@@hnasg 確かに電動機の励磁音がファソラシドレミファソに聞こえるとされていますし、そのように調節されているといわれていますが、あくまでも通説でしかないというオチもありますな
ファから始まるのは有名な話。絶対音階ではない大半の一般人は（ワタシも）、いちばん簡単なハ長調にすり替えて音階を考えるのでドレミファ・・・なのでしょう。
本来、ミとファの間(シとドの間もそうだが)は、他の音と音の間の半分。(だからピアノはここに黒鍵がない)
インバータは全部一定の幅で上がってるわけで、ドレミまでなら良いが、ファまで言うと変なことになる。
単にズレるだけなら、実はどこから始まってもドレミと言っても良い(合唱の世界では「移動ド」と言って、例えばト長調の曲ならトの音＝ピアノのソの音から「ソラシ・・・」と上がる音も「ドレミ・・・」と歌って正解)。
だからこの問題は「最初の音がドじゃない」ことではなく、音楽として聞ける音階になっていないのに「ドレミ『ファ』・・・」と名づけられているのが間違い。
@@clatro00 なるほど、たしかにSIMENSは、わざわざ半音にしたりはしてませんね。
「スイッチを閉じる」の意味が分からないので「ＯＮ/ＯＦＦ」に翻訳しながら聞いてると
もう理解が追いつかない
JR東海の、313の、インバータについて、教えて下さい!
コンデンサー容量と発熱が
誘導モータは滑り必須ですアニメーションにも滑りを入れるといいですよ
うん、なるほどわからん。でも、おもしろい。
電動の自動車が音が静かなのは何故ですか？
要するにΣΔADCと同じ原理ってことですね
EVの乗用車も効率を追求すると電車と同じような音を出すようになるって事なんでしょうか。
既にEVのインバータはIGBTとPIN-Di
またはSiCによるMOSFETとSBDです
@@kei4421 それは、同じ音が出てるということですか
@@tfdakabanedai1 はい。
後者は周波数が可聴域よりも高い場合もありますが
なぜインバーター制御の低速では、電圧を絞ってモーターに電気を流さなくてはいけないのか？
なぜモーター制御を定トルク領域と定出力領域に分ける必要があるのか？
VVVFのうち、VF(バリアブル・フレケンシー)は説明してもVV(バリアブル・ボルテージ)部分の説明が無いのは寂しい。
あ～。ブッチギリで鈍行に置いて行かれたわぁ～～。
13:17から意味わからなくなりましたね。
三角波？正弦波？キャリア？変調波？突然用語が出てきてちんぷんかんぷん
私的には、モーターの回転に伴う誘導電流と、サンプリング周波数と勝手に解釈して、なんとか理解しようと努力していましたが……
でも動画は面白かったです
イチケンさんの動画もよく見ていますが、高校では理系は、理科総合と生物しか取っていなかった私には、ふたりとも非常に難しいですね……
ところで、電気自動車と電車でなぜインバーターから発生する音が異なるのか知りたいです
あと、電車からはなぜ、モーターの音？固有振動数？みたいなやつが何故しないのか気になります
キャリアってなんですか？
12:08 スイッチを高速で切り替える比喩に高橋名人というのも、もはや古典レベルになりつつあるのかな〜と思う高橋名人どまんなか世代のオジサンです。
ちなみに高橋名人だと16Hzに、毛利名人が13Hzになりますねww
ドレミファ言うけど、あの音程はドレミファちゃうとか言うね。知らんけど。
聞いた感じでは、ドレミファーじゃなくて、ファソラシドレミファソーーのように聞こえますね。
どこからスタートしてるかと言うこともあるけど、何よりおかしいのは、本当は音楽のドレミって音階は全部一定じゃなくって、音の高さの差が他の半分の間隔ところが必ずあるのよ。(ピアノの鍵盤で言うと、ミとファの間、シとドの間)
インバータは全部一定の差で上がっていってるんじゃない？だからそもそも音楽の音階に聞こえない。
強いて言えば全音音階って特殊なのもなくはないけど。
@H N ん？動画を聞いた感じはCメジャーのスケールでFからなってるぞ。
全部等間隔じゃなくて全音と半音のところ両方あるぞ。
途中のAも440Hzだし。
@@singsingsingtristeza5129
それなら最後半分の４つはきれいな「ドレミファ」になるはずだが、とてもそうは感じられないよ。
まず「シ」と「ド」の間が「半音」って言うのがすごくおかしく感じる。他の間隔の半分にはなってないと思う。
ファから始まってオクターブ上まで上がってるのは正しいとは思うが、多分みんな全音よりちょっと狭いぐらいの幅、半音よりだいぶ広い幅で上がってそうな気がしています。かと言って本当に全部きれいに一定かどうかは良くわからん。
いや、オクターブもちょっと怪しいかな？
それにしてもあの一瞬で３つ目の音がA=440って言い切れるのすごいね。よく聞く442より低めっぽいけど、それ以上はわからんわ。
@@clatro00 言われ見てちゃんと聞きなおしたけど、確かにそうだね。
大体はF→G→A→Bb→C→D→Eb→F→Gっぽいけどそれよりもちょっとずれてるっぽくも聞こえるね
でも全部が等間隔にも聞こえないんだよな～
>それにしてもあの一瞬で３つ目の音がA=440って言い切れるのすごいね
あ、申し訳けない。それ適当(笑)
大体その辺って意味。442かもだけど。
で、自分も興味あったんでラ(A)っぽくなってるところを周波数分析してみた。
ツールじゃ無理だったんで波形を目視で。暇人(笑)
でもね。波形とっても汚くて、その中でも比較的綺麗な波形を1サイクルずつ見ていったんだけど、かなり周波数揺らいでたよ。
1サイクルずついくつか見ていったんだけど大きいところで440±20Hz(約±80セント)くらいの揺らぎがありそうだったよ。
440/442とか語るレベルじゃなかったみたい。
最初はなってるすべての音階分析しようと思ったんだけど1音で挫折した。
ちゃんと解析できなくてすまない。
時速 km/hでは無くて速度 km/hでは？‼️
14:34 うーん、この絵は違和感を感じるなぁ。
正弦波の部分は本来交流であって、上半分が正、下半分が負であるべき。
しかし、このキャリアを見ると、下半分のデューティが小さくなっているので、上半分も下半分も正の電圧である。直流でもないが、脈流というのかな、なんにせよ交流ではなかろう。
上半分は大デューティなので電流を流しても良いが、下半分は小デューティであり電流をちょっと流しただけでヘニャヘニャになるので公平じゃないと思う。
上半分と下半分を別回路として、上半分正弦波がゼロの位置でキャリアデューティがゼロ、正弦波最大部分でキャリアデューティが最大。そして下半分も同じくして極性だけが負になるような回路でなきゃイカんと思う。
世の解説に比べて圧倒的にわかりやすいのは事実ですが、門外漢には今回のネタは難しかったです。。。
エンジンブレーキの正体について解説希望します。エンジンを注射器に例えると、先っぽを指で塞いだときに、ピストンを押しにくい力がエンブレなのか、引きにくい力がエンブレなのか、ノンスロットルバルブ車はエンブレ効きにくいのか、同様にディーゼルも効きにくいのか（排気ブレーキはわかりやすいので一旦置いといて）、２ストは、など。
エンブレ時は、エンジンが回りたくないところ無理やり回らせられて嫌がっている音がします。何を嫌がっているのか、スロットルオフで燃料カット、点火はあるけど爆発（燃焼）はない、爆発ないのに爆発があるかのようにピストンを引き下げられて嫌なのか、爆発がなくてクランクにも勢いが無いのに圧縮に移らされて嫌なのか、わからんくなりました。
行程として、吸気、圧縮、膨張、排気で、理想的には吸気と排気が無抵抗で、圧縮と膨張では空気バネを押し引きしてるだけで結局エネルギー損失はないし、なんならエンブレ中も燃料供給は完全にされない訳ではないのでエネルギーはむしろ増加する筈なんですよね。
なのでエンブレでどこにエネルギーが行ってるのかってと吸排気時の流体抵抗と、ピストンとシリンダー、クランクとコンロッド、その他歯車やらチェーンやら軸受やらのフリクションロス、あとはオルタネータやコンプレッサやらにエネルギーが取られてるんだと思います。
うーむ、エンブレは低いギアでかける、モータースポーツのシフトダウンは加速に備えるためが主目的かも知れないが、長い下り坂でのエンブレはギアを落とす、ピストンクランクミッションの摺動部分が動けば動くほどフリクションロスが多くエンブレがかかる…？
なんかモヤモヤしてしまうのです。
@@maciao66d それで合ってると思いますよ。
ちょっと話は違いますが、初期の蒸気機関車はブレーキが無く、加速をしなければ勝手に止まるシステムだったらしいですよ。
まず最初に音聞かせないと
なんだろう？
意味のうすーい絵が出て来たり、色使いが独特すぎたり、手書きの線が前衛芸術的だったり、普段と違う試みは評価するけど出来は微妙な気もする。