雨の日のVVVF車の乗り心地の悪さについて

質問

最近はやりのVVVF車って、何で雨の日にはあんなに乗り心地が悪くなるんでしょうか？特に、駅発車後の加速時の衝撃と言うか、ガクンガクンと噛み合わせの悪い歯車でも使っているかのような、全くもってスムーズとは正反対の加速感と言うか・・・。
　比較的年式の古い、東急8090系や9000系だけかと思ったら、最新鋭のＥ233系でも同じなんですよね。昔の抵抗制御の車では絶対に、あんな現象は起こらなかったと思うのですが・・・。
　小生、鉄分は人並み以上にあるのですが、いかんせん昔から文系なもので、メカやテクノロジーの分野にはサッパリです。どなたか、文系の小生にもわかりやすく、あの『現象』のメカニズムについて解説をお願いいたします　<(__)>

回答No.3

noname#109588 · ベストアンサー

ＶＶＶＦでも抵抗制御でも空転は起きます。
車輪とレールの摩擦係数が低いためです。
摩擦係数を高くすると空転は起きなくなりますが、動かすのにエネルギーが必要になります。
また、最近の車両は軽量化が進んでますので、空転が起こりやすいのです。

抵抗制御の車両でも、運転士の技量によって空転を起きにくくすることは可能です。

最近の車両には空転を検知する装置が付いていて、空転を検知した場合、一時的に回転を弱めることで空転を抑えようとします。
このことが、ガクッと言った衝撃に変わり乗りごこちが悪いと感じられる一因となってます。

お礼

最新のテクノロジーがかえって乗り心地を悪くしているとは、皮肉な現象ですね。
　ご回答、ありがとうございました。
　なお、皆様にお寄せいただいた回答を小生なりに解釈して、「補足」欄に記載させていただきましたので、そちらもお読みいただければ幸いです。

補足

この補足は勝手ながらsuyagin様だけでなく、ご回答を寄せいただいた皆様に宛てて記載させていただきます。

　皆様のおかげをもちまして、雨の日の電車の乗り心地の悪さのメカニズムがよ～く理解できました。
１．あの現象の最大の原因は「車輪の空転」である、
２．車輪の空転は、鉄軌道と鉄車輪の摩擦係数の問題であるから、VVVF車に限らず抵抗制御車でも充分起こり得る、
３．但し、最新鋭の電車は昔に比べ、車体重量の減少やモーター出力の向上、空転検知装置の導入などのテクノロジーの進歩が却ってあだをなし、余計に雨の日の乗り心地を悪くさせている一面がある、
・・・おおむね以上のようになりますでしょうか。

　まぁ晴れた日の乗り心地は、昔日に比べ格段の進歩がありますから、鉄道各社はぜひ、技術革新や乗務員の運転技術の向上を積極的に進め、ぜひとも雨の日の乗り心地の向上にも努めてもらいたいものです。

回答No.2

こげ まぐろ（@koge-magu）

こんにちは。
首都圏の私鉄で電車運転士をしております。

＞最近はやりのVVVF車って、何で雨の日にはあんなに乗り心地が悪くなるんでしょうか？

これは車輪の空転が原因になります。VVVF車でも抵抗制御車でも変わりません。
ただ、VVVF車は制御の段数が構造上無いものなので（乗り心地で言うと、加速時に段継ぎがなく滑らか）、空転しにくいと理論上では考えられてきていましたが、実際にはやはり空転するものです。
抵抗制御だから、VVVF制御だからという点ではありません。
ただ、VVVF制御によって、

○ブラシレスモーターで分解の必要がなく、構造が簡単で故障要因（フラッシュオーバー）がない。
○高い出力が取れるため、モーター車が減らせる。
○直流モーター車で、回生車にするには、制御回路が複雑で複巻直流モーターなど複雑な回路を構成しなければならないが、VVVF車ならば簡単に出来る。

……という点があります。

衝動の大きさは、制御回路の問題ではなく、
モーターの出力が大きい事と、駆動軸数が少ない事が原因になります。

昔の車両だと、空転検出器がなく、そのまま空転させ続けてしまうとモーターが壊れてしまうなどありました。
結構、昔の電車はナイーヴなトコロがあり、それこそ雨天時は慎重さを求められたものです。
また、駆動軸数が多かったこともあり、今の電車よりも空転には強かったかなとも感じます。

クルマだと、滑りやすい路面ではアクセルの踏み加減を調節しトルクを制御できますが、
電車の場合、起動時から最大トルクでトルクの調節は出来ません。
その為、マスコンハンドルを刻んで操作し（P1⇒P2…と操作）、指定した制御回路での逆起電力との釣り合い速度で空転しにくくさせて、電車を操縦しています。

今の最新電車だと、すべてコンピューターで管理し、
トルクやアンペアから、車輪の状況を把握し、空転を見越した制御をすることになっているのですが、やはり機械は応用は利かないものなので、その点が出てきているのかなと思います。

お礼

あの現象は何も、VVVF車特有のものではなかったのですね。
　ご回答、ありがとうございました。
　なお、皆様にお寄せいただいた回答を小生なりに解釈して、最新の回答の方の「補足」欄に記載させていただきましたので、そちらもお読みいただければ幸いです。

回答No.1

YC63

問題点は線路と車輪です
雨が降ると滑りやすくなりますよね
鉄を使ってる鉄道では一般の道路とは
比べ物にならないくらい滑ります
摩擦係数という滑りにくさを表す単位があまりにも違います
氷の上を自転車で走るのを想像してください
普通に加速させてしまうと車輪が空転してしまい
前に進めなくなります
空転を防ぐために何度も出力を調整しなおします
例えば、出力切と出力最大を繰り返すと
激しく前後に揺れます
物体は動きが加えられる前の状態を保とうとします
そのため、加速の状況が変わると影響を受けます
抵抗制御でも東武8000系とかかなりガクガクします
ただ、抵抗制御の時代より電車の加速力は
かなり向上しています
その分揺れ方が大きくなることはあります

お礼

あの現象の最大の原因は、車輪の空転だったのですね。
　ご回答、ありがとうございました。
　なお、皆様にお寄せいただいた回答を小生なりに解釈して、最新の回答の方の「補足」欄に記載させていただきましたので、そちらもお読みいただければ幸いです。