管理人が製作した5インチゲージ電車・主制御装置(VVVFインバータ,抵抗制御器)等の製作過程についてご紹介します。

VVVF製作所は、技術書典などのイベントに合わせて技術同人誌「ゼロから作るVVVFインバータ制御電車」シリーズを制作しております。 こちらの本では自作VVVFインバータの回路構成や車体の構造、制御プログラム、試運転実験の様子、ブラシレスDCモーター駆動法について幅広くまとめてあり、技術書典応援祭にてご好評いただきました。 続編の「ゼロから作るVVVFインバータ制御電車2 [モータ音再現編]」では自作のVVVFインバータ装置を活用し、実車のモータ音を再現する方法について詳述しています。

現在はこちら(BOOTH)にて電子版・物理本の頒布を継続中です。

また、旧型電車の技術に注目し、カムを用いて直流モータを制御する方法について解説した技術書「ゼロから作るカム軸式抵抗制御電車」もございます。よろしければ併せてご覧ください。

5インチゲージ車両の製作

電車の制御装置を搭載する、簡易的な5インチゲージ車両の製作記録です。三相誘導モータとVVVFインバータ装置を搭載しており、人を乗せて走行することができます。

【自作5インチゲージ電車】　5インチゲージ電車　車体の製作(台枠・車輪)
【自作5インチゲージ電車】　駆動機構の製作(5インチゲージ)
【自作5インチゲージ電車】　ブレーキ機構の製作(5インチゲージ)
【自作5インチゲージ電車】　ブレーキ機構の製作2(5インチゲージ)
【自作5インチゲージ電車】　速度センサーの取り付け1
【自作5インチゲージ電車】　速度センサーの取り付け2
【自作5インチゲージ電車】　駆動装置をベルト駆動方式に改良

自作運転台・マスコンハンドルの作り方

鉄道車両を運転するために必要な、コントローラの製作記録です。周辺機器構成によって、VVVFインバータ装置や抵抗制御装置、チョッパ制御装置等と接続して使用できるように極力シンプルな設計とし、「実用性」と「本物の鉄道らしさ」を両立することを意識して製作しています。
【自作マスコン】左手操作式ワンハンドルマスコンの製作
【自作マスコン】ツーハンドル式運転台型コントローラの製作
【自作マスコン】エアーブレーキ対応型ワンハンドルマスコンの製作

VVVFインバータ装置の製作

VVVFインバータ装置の製作記録です。ワンハンドル型マスコンと組み合わせてモータ電流の制御を行います。dsPICによる制御でノッチ位置に応じた滑り周波数指令を生成し、滑らかな加減速性能を実現しています。実車同様にVVVF制御独特の磁歪音が鳴り響きます。音の再現だけでなく、実車同様に非同期モード・同期モードの切り替えを行っています。
【自作VVVFインバータ】　製作するVVVFインバータのシステム構成
【自作VVVFインバータ】　VVVFインバータ用ゲートドライバの製作
【自作VVVFインバータ】　東洋GTO-VVVFインバータの筐体を再現する
【自作VVVFインバータ】　東洋GTO-VVVFインバータの筐体を再現する(2)

5インチゲージの線路敷設

5インチゲージ電車の制御装置を製作するにあたり、実際に車両に乗って実験を行えるように線路の組み立てを行いました。路線長は4m程度です。

抵抗制御装置の製作

直流区間を走る電車の古典的な制御器「抵抗制御装置」を自作してみました。リレー式抵抗制御装置とカム軸式抵抗制御の仕組みや製作手順について、それぞれご紹介します。
【自作抵抗制御装置】　リレー式抵抗制御装置の製作
【自作抵抗制御装置】　カム軸式抵抗制御装置の製作(1)
【自作抵抗制御装置】　カム軸式抵抗制御装置の製作(2)
【自作抵抗制御装置】　カム軸式抵抗制御装置の製作 高性能版

レバーサの製作

電車の進行方向を切り替えるスイッチ「レバーサー」の製作記録です。使用する部品は、2回路を同時に切り替えられるトグルスイッチだけです。非常にシンプルな構成で、直流モーター・三相誘導モーターの回転方向を切り替えられます。
【製作記録】 レバーサ―の製作