VVVFインバータ 起動時の音

質問

VVVFインバータの起動時のフシギな音は、なぜ鳴るのでしょうか？
モータの回転音かと思っていた(音の変わり目はシフトチェンジみたいなものだと思っていました)のですが、
京急の新1000形などの音を聞くと、そうではないように思います。
(あれがモータの音だったら…すごい)

当方電気電子系ではありませんが、理系なので
多少のテクニカル・タームはOKです。
それでは、回答よろしくお願いします。

回答No.1

ymmasayan · ベストアンサー

参考ＵＲＬの「ＰＷＭインバータ」「音の秘密」の２つを見てください。

予備知識を少し。
ＶＶＶＦはＰＷＭ(パルス幅変調)技術を使っています。
出力交流の周波数とパルスの周波数の２つの周波数があります。
この２つの周波数を単純に比例関係(交流の１周期のパルス数一定)にすると、
高速時、パルス周波数が高くなりすぎるので、スピードが上がると
交流１周期のパルス数(パルスモードと言う)を段々減らしていくようになっています。
パルスモードが何段かに切り替わるので、ちょうどギアチェンジしたみたいになります。
出ている音は交流の音ではなくてパルスの音です。
交流の周波数はスピードにほぼ比例した周波数です。

参考URL：

http://nrc21.hp.infoseek.co.jp/train/colum011.html

お礼

回答ありがとうございました。

う～ん…理系とはいえ化学なので、ちょっと抵抗はありましたが、
ゆっくり読んでいるうちになんとなくわかってみました。
明日電車に乗るときに、音を聞きながら、
脳内オシロで波を描いてみようと思います。

回答No.3

ymmasayan

No.1です。
「ドレミ電車」の説明を抜かしていましたね。
No.1の参考ＵＲＬの「非同期モードの不思議」に載っています。
前に、交流の周波数とパルスの周波数は比例させる(ただしパルスモードは段階的に変える)
と言いましたが、起動時にはパルスの周波数を変えると不快なので、
一定の速度になるまではパルス周波数を固定にします。
周波数に比例関係がないので「非同期モード」と言います。
この非同期モードの時、パルス周波数は任意に選んでよいので、
これを音階にしたのが「ドレミ電車」です。

「ドレミ電車」のパルス周波数の変化を表したグラフを１つだけ見つけました。
ＤＯＣファイルなので規約上直接ＵＲＬが書けません。
「ＶＶＶＦ　ドレミ　非同期モード　様々な鉄道車両」でググって
１番最後の「パルスモード変化のグラフ」の右の図をご覧下さい。
右の図だけ時間軸が拡大されていますので、一瞬変な感じがすると思いますが。

お礼

補足ありがとうございました。

いいものを教えていただいて、ありがとうございました。
おかげさまで、質問したこと以外の疑問も解決しました☆

この質問に対する回答は、以上で締め切らせていただきます。
回答くださった方々、ありがとうございました。

回答No.2

1840joker

#1さんの補足ですが、
VVVFの周波数はどうしても人間に聞こえる周波数なので、
不快感がないように
例えば京急の２１００形や新１０００形、
JR東日本のE501系
（これらすべてのモーターはドイツのSIEMENS製です）
のVVVFの独特の段階音（♪ドレミファソラシドレ～）
のように設定するそうです。

試しにVVVFの車両でラジオを聞いてみてください。
ある周波数（AMかFMかは忘れた・・・）にするとVVVFの音が聞こえます。

お礼

回答ありがとうございました。

私がモータ音に興味を持つようになったのは、
何も知らずに京急の2100形に乗り、その音に衝撃を受けたためです。
E501系は下り音階(停車時)も聞こえるようになっているらしいですね。

GTOの領域が300～800kHzということは、AMで聞こえるんでしょうか。
…うるさそうですね ^ ^; 機会があったらやってみます。