高周波分巻チョッパ制御電車の主回路

高周波分巻チョッパ制御により駆動する電車の主回路は、このようになっています。この図は力行時(加速時)の回路構成です。主電動機には直流分巻モーターを使用し、チョッパ装置を界磁巻線用と電機子巻線用にそれぞれ設けることで、モーターの界磁電流と電機子電流を個別に制御することができます。

界磁電流を個別に制御することにより、始動トルクの増加や弱め界磁制御の最適化など、直巻電動機では難しい精密な制御を実現します。また、分巻モーターは空転時に界磁巻線の電流が大きくならないため収束性が高く、直巻モーターと比べて粘着性能を向上させることができます。

また、チョッパ装置のスイッチングを高い周波数で行うことで、電機子チョッパ制御では必要だった平滑リアクトルを省略することができ、装置の小型化を実現しています。

電機子チョッパ制御の車両と比べて艤装スペースが狭くできるため、営団地下鉄01系、02系、03系など、主に車体が小さい地下鉄に採用されています(その他に営団地下鉄05系、横浜シーサイドライン1000形にも採用されました)。

高周波分巻チョッパ制御による回生時の回路がこちらです。図中右側のスイッチを解放することで昇圧チョッパ回路を構成し、界磁巻線に力行時とは逆向きの電流を流すことで制動力を得ることができます。

界磁電流と電機子電流を個別に制御することで、回生電圧と電機子電流(制動力)が最適になるように調整します。