電車における異種制御車両の併結運転

質問

小田急電鉄は３０００形（ＶＶＶＦ）と５０００形（抵抗）のように異種同士の併結運転を毎日多くの列車で運転しています。

そこで質問ですが
Ａ・小田急電鉄以外にこうした異種制御方式の電車の併結を行っている鉄道会社はあるのでしょうか？

Ｂ・こうした運行はかなり特殊なのか、さらに複雑な機能が必要になるのでしょうか？

以上、お願いします。

回答No.4

こげ まぐろ（@koge-magu） · ベストアンサー

こんばんは。
鉄道会社で電車運転士をしており、違う車種同士の併合列車も担当して乗務している者です。

今回のご質問は、
制御方法の違う車種が併合しても運転に差し支えないかという内容で宜しいのでしょうか？

いま、鉄道車両には、
○抵抗制御
○チョッパ制御
○VVVF方式
・・・・・と三種類が主にあります。

こと、加速する際は、マスコンで直接架線電流を調整しているわけではなく、DC100Vなどの制御回路で間接的に制御しています。
これら電動機の動かし方が異なる車両でも、制御回路自体は同じなので、力行に関しては何ら問題ありません。

制御方法によって、加速のバランス、加速度、
それぞれ異なりますが、連結器のスプリングが緩衝しますので、乗り心地の観点では劣ることはあれど、運転するに支障ありません。

問題は、制動方法。
今、高速鉄道においては、
○電磁直通ブレーキ（HSC）
○電気指令式（MBS）
・・・・のブレーキ方法があります。

HSCは編成全体にSAP、BP、MRPを回し、空気指令で弁を介して制御する方式ですが、
MBSは編成全体に回した3本の電線（一部アナログ方式の場合は、電気指令線は1本で、その流れるアンペアによる）のON、OFFによって各車のブレーキ作用装置を制御しています。

ブレーキそのものの制御方が違うので、このままでは併合することは出来ません。
私の勤める会社の車両は、併合に使う車両は皆MBSなので、何ら問題はないのですが、小田急の場合、併合に使う3000形（MBS）とそれ以外（HSC）と二種あるので、一つ「ブレーキ読み替え装置」というモノが必要になります。

3000形（MBS）が先頭の際、運転士が指令したブレーキ段相等を、後尾の（HSC車）SAPに出力させてブレーキを、
先頭がHSC車の場合、ブレーキ弁を操作し込められたSAPを読み替え装置でそれに近似のブレーキ段で後尾車（MBS）に出力する仕組みになります。

先頭がMBSならともかく、
逆に先頭がHSCですと、SAPの値次第によっては後のMBSのブレーキが強く出て引っ張られるような挙動をしめすケースも考えられます。

＞Ａ・小田急電鉄以外にこうした異種制御方式の電車の併結を行っている鉄道会社はあるのでしょうか？
MBSとHSCとの併合ケースは稀です。

＞Ｂ・こうした運行はかなり特殊なのか、さらに複雑な機能が必要になるのでしょうか？
読み替え装置があるので、可能とはいえ、制御方法の違いによる衝動の発生は避けられないので、かなり特殊となります。
今、小田急もHSC車そのものが減りMBSに改造しつつあるので、過渡期的な姿です。
他社では、併合しないように運用を分けるのが通常です。

回答No.7

こげ まぐろ（@koge-magu）

No.4です。

カルダン、つりかけ駆動は、主電動機を台車にどういう形で吊っているのか、
界磁チョッパ、抵抗制御、VVVFは、主電動機をどういう形で動かすのかの形式の違いであり、混結の可否とは関係ない事です。

もっと突っ込めば、界磁チョッパは界磁制御領域までは、高圧を抵抗にかませて制御している訳で、今回の御質問の回答とは別な事なのですが……。

混結出来る、出来ないの要素として、
○ブレーキ制御方の違い→ブレーキ制御方が違う車両同士の連結には、読み替える仕組みが必要。
○電気連結器の接点、回路の割り当てが同じか？
○ノッチ段が同じか→逆に言えば、同じでなければ、電気連結器の接点も違う→総括制御は出来ない。

……に、
なる訳です。

ブレーキ読み替え装置を使って混結し、営業車を走らせている会社は稀です。
採用している会社では日常的に見られるシーンかも知れませんが、その会社の数自体は少なく一般的ではありません。

お礼

＃４も含めて回答ありがとうございました。

回答No.6

noname#132927

制御方式が同じ物で異系式車両の併結は、各社とも当たり前ですよね。制御方式が異なる方式での併結、と言う例と言うことですので、関東の例を書き込んでおきますね。

東武鉄道

伊勢崎線系統、東上線系統で最も車両数が多いのは、８０００系（バーニア制御）ですが、この車両は他制御車両と併結はしません。

この後継車として昭和年代から平成初期に掛けて新造された１００００系は、一部の機器違いなどで、１００００系、１００３０系、１００５０系などに別れますが、これら車両は２、４、６、８、１０両編成で、同形車両と併結で運用されます。

この１００００系グループの中に、１００８０系という車両があります。他の番台区分車は、１の位は製造順に１から降られますが、この１０８０系だけは例外で、編成は

１１４８０＋１２４８０＋１３４８０＋１４４８０

の４両１編成の存在です。理由は、ＶＶＶＦ制御装置の試験車両で、過去にはスペーシアと同じ制御器のテストをしていました。今は載せ替えがされて別の制御器になってます。単独での試験走行時は４両ですが、営業運転に入れての試験では、他の他励界磁チョッパ制御車両の１００００系と併結で運転されています。

西武鉄道

西武鉄道の２０００系通勤車は、他励界磁チョッパ制御、電力回生ブレーキ優先補足空気ブレーキ併用全電気指令式電磁直通ブレーキ（ＨＲＤ－１Ｒ）搭載車両ですが、下記の編成は、特殊な経歴の持ち主です。

池袋方

２０９８＋２３９８＋２３９７＋２２９８＋２２９７＋２１９８＋２１９７＋２０９７

２０００系編成は、先頭の２０００系偶数車と奇数車が制御車（クハ）、他は中間電動車（モハ）です。電動車は奇数車に制御器、制動装置、集電装置を搭載、偶数車に電動発電器（ＭＧ）または静止型インバータ（ＳＩＶ）と、空気圧縮機（ＣＰ）を搭載します。

この９７編成は電動車ユニットが２１００系車両１ユニット、２２００系車両１ユニット、２３００系車両１ユニットの電動車３ユニットに制御車２両の８両編成（６Ｍ２Ｔ）です。ＳＩＶとＣＰは２１００系と２３００系の偶数車に搭載しており、２２００系の偶数車は台車にモーターを搭載して居るのみで、下回りはサハ（付随車）みたいに見える車両です。

この編成は特殊で、４０００系という２ドアセミクロス車両製造時に種車として１０１系を一部廃車して、その床下機器と台枠を流用したのですが、１４５Ｆ（クハ１１４５＋モハ１４５＋モハ１４６＋クハ１１４６）の中間電動車を使用し、ＶＶＶＦ試験車を製造しました。当初は車体が同系の３０１系に組み込んで試験してましたが、車体が老朽化して使用不能となったため、その時新造中だった２０００Ｎ系の２０９７Ｆ編成で試験を続行することとなり、最初に製造されたモハ２１９７の制御器としてモハ１４５搭載のＶＶＶＦ制御器を移植しました。

当初完成時は

２０９７＋２１９７＋２１９８＋２０９８

でしたので、単なるＶＶＶＦ試験車でしたが、数ヶ月後に４両の中間電動車（２２９７＋２２９８＋２３９７＋２３９８）が完成して組み込まれたのですが、後から新造されて組み込まれた中間電動車は、全車他励界磁チョッパ制御車のため、１編成でありながらＶＶＶＦインバータ制御と他励界磁チョッパ制御の混結編成となっています。作られて１０年以上となるので試験は終了してると思いますが、現在も混成編成のまま西武池袋線で運用されています。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.5

FEX2053

まれです・・・と言われても、近鉄はシリーズ21(VVVFでHRD(MBS))と
8000系(抵抗制御でHSC)が毎日のように引っ付いて走ってますが。
確か、界磁チョッパと抵抗制御車が固定編成を組んでいた時期もあった
はず・・・。京王も、つりかけ駆動車とカルダン駆動車が固定編成だった
時期もあるはず（2600系+2000系）です。

特殊な機能は必要になりますし、そういうことをやらない会社は絶対に
やりませんから（気楽にやっちゃう会社の方が少ない）、結構目立つ
存在だったりします。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.3

sss457180

東北、山形、秋田新幹線は毎日ほとんどすべての列車が
異種同士の連結で東京を発着してますよ。
ということで、特殊形態ではないですね。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.2

youko12002

関西の大手私鉄でも
近鉄（各種）南海（高野線山岳用車両）阪急（7000＋8000他）　　
ＪＲ西日本でも221系と223系の連結がありますね。
阪急に至っては、編成内でＶＶＶＦとチョッパ車が混じっていたりしました。
さすがにひと昔前は、電磁チョッパと抵抗制御は、連結できないなどありましたが今は、そんなことないようです。さまざまな制御のできるＶＶＶＦ車が相手の性能に合わせるといった形で、特殊ではなくなっています。　
新型車のノッチ特性と、ブレーキ指令を旧型車と同じにすれば、ノッチ情報で全列車制御できます。
問題になるのが多いのはブレーキ指令です。新しい電気指令式か否かで大きく違います。
ブレーキ指令を読み換える装置を搭載し、どんな車両でも連結できる車両を導入して運用を柔軟にしているのが近鉄ですね。南海は旧型と運用する車両は新車でもブレーキ指令を旧型に合わせ、逆に阪急やＪＲは新型のブレーキ指令の車両同士の連結しか行っていません。　
また、せっかくの新車の性能を発揮できないともったいないので、旧型と連結するときに、性能をあわせるスイッチ（主に加速と最高速）を持つものが多いですね。
異種間連結は運転制御装置とブレーキ指令装置の問題が大きいと思っていただければと思います。

お礼

回答ありがとうございました。

回答No.1

SilverThaw

>Ａ・小田急電鉄以外にこうした異種制御方式の電車の併結を行っている鉄道会社はあるのでしょうか？
あります。
電車どころか、JR北海道のキハ201系と731系/721系は汽動車＋電車ですが。
（キハ281系とキハ283系も別物ですが、こちらは車両単位で混成できます）

>Ｂ・こうした運行はかなり特殊なのか、さらに複雑な機能が必要になるのでしょうか？
運転士からの制御は「ノッチ」情報しかありません。従って、
・旧型の特性に合わせて新型の特性制御をおこなう。
・旧型の機器を併結を考慮し、新型に置き換える。
・新型単体では新型用、併結時は旧型用の特性で制御する。

お礼

回答ありがとうございました。