300系「のぞみ」から進歩したインバータ制御技術

質問

こんにちは、
先日引退した新幹線300系「のぞみ」は、新幹線で初のVVVFインバータ制御と回生ブレーキを装備した車両らしいですが、今運行している「のぞみ」と比較して、インバータ制御や回生ブレーキは、（300系から）どのように進歩しているのでしょうか？多分、省エネ型になっていると推測します。
更に、リニアモータ駆動になると、どこが変わるのでしょうか？リニアモータ駆動の場合、省エネの面はどうでしょうか？

回答No.1

reglus · ベストアンサー

回生ブレーキやリニアモータは知りませんが、インバーターは第三世代IGBTから第四世代IGBTに変わっています。これによって応答速度が上がっており、インバーターとしての省エネ性は上がっています。出力容量自体はあまり変化がなかったと記憶しています。全体的に小型化しているのが改良点です。

ここらへんはIGBTの実装の話ですが、主にワイボンがリードフレームに変わった事でパワー密度が3倍程度に増え、冷却方式も両面水冷に変わった事で小型化しています。まぁ中身で一番大きく変わったのは実装よりも基板の材質がアルミナからチッ化ケイ素に変わった事でしょうか。

発熱は第三世代に比べ1.2倍程度ですが、パワー密度が5w/cm^3から15w/cm^3ほどに上がっているのでだいぶ小型化出来たようですね。冷却機構がちょっと大きくなりましたが・・。

まぁ新幹線は在来線に比べてインバーター・回生ブレーキによる省エネ効果は少ないですよ。

お礼

こんにちは、
今日、下記本「世界を動かすパワー半導体」という本を読みました。
すると、３００系とか５００系まではGTOインバータ、長野新幹線や７００系から、IGBTインバータが本格的に使用されるようになったとP22に記載されてました。ご参考までに、、

この本は、解りやすくて、大変良い本です。

http://ssl.ohmsha.co.jp/cgi-bin/menu.cgi?ISBN=978-4-88686-271-6

補足

お返事有難うございます。
＞回生ブレーキやリニアモータは知りませんが、インバーターは第三世代IGBTから第四世代IGBTに変わっています。
＞これによって応答速度が上がっており、インバーターとしての省エネ性は上がっています。
＞出力容量自体はあまり変化がなかったと記憶しています。全体的に小型化しているのが改良点です。
わかりました。３００系でもIGBTが使用され、十分省エネだったんですね。

＞ここらへんはIGBTの実装の話ですが、主にワイボンがリードフレームに変わった事でパワー密度が3倍程度に増え、
＞冷却方式も両面水冷に変わった事で小型化しています。まぁ中身で一番大きく変わったのは実装よりも基板の材質が
＞アルミナからチッ化ケイ素に変わった事でしょうか。
ワイボンとは、ワイヤ ボンディングのことでしょうか？これが、リードフレームに変わると
なぜ、パワー密度がふえるのでしょうか？
アルミナからチッ化ケイ素に変わってどのようなメリットがあるのでしょうか？

＞発熱は第三世代に比べ1.2倍程度ですが、パワー密度が5w/cm^3から15w/cm^3ほどに上がっているのでだいぶ小型化出来たようですね。
＞冷却機構がちょっと大きくなりましたが・・。
かなり省エネ化されていますね。

＞まぁ新幹線は在来線に比べてインバーター・回生ブレーキによる省エネ効果は少ないですよ。
そうなんですか。新幹線と在来線のインバーター・回生ブレーキによる省エネ効果は具体的にどのように違うのでしょうか？
方式も異なるのでしょうか？新幹線のように早いと、車でいう燃費も悪いのでしょうか？