東京地下鉄株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役社長：小坂 彰洋、以下「東京メトロ」）と三菱電機株式会社（本社：東京都千代田区、執行役社長：漆間 啓、以下「三菱電機」）は鉄道用「同期リラクタンスモータシステム： SynTRACS(R)」と「超小型VVVFインバータ装置」を組み合わせた新たな主回路システムを東西線０５系車両に導入いたします。
「同期リラクタンスモータシステム：SynTRACS」は、同期リラクタンスモータとそれを制御するインバータで構成されており、東京メトロと三菱電機が共同で、日比谷線１３０００系車両において世界で初めて実証試験、営業線長期評価試験、営業運用を行ったシステムです。両社は、同システムが一般的な誘導モータシステムに比べて約１８％という高い省エネ効果を有することを定量的に確認し※1、今回、東西線０５系車両へ導入することで約２０～３０%の省エネ効果を見込んでいます。
また、同期モータを駆動するVVVFインバータ装置は大型化しやすいという課題がありましたが、最新のSiC素子や高性能CPUを適用することで超小型化を実現し、従来のVVVFインバータ装置と比べ、体積を約８１％、重量を約４３％低減しました。これにより、既存車両のリニューアル工事における導入性を向上させ、フレキシブルな床下機器配置が可能となりました。
※1 ２０２２年１１月１０日リリース https://www.tokyometro.jp/news/2022/213836.html
これら「同期リラクタンスモータシステム：SynTRACS」と「超小型VVVFインバータ装置」を組み合わせた主回路システムの導入は世界初となります。
東西線０５系車両への導入に引き続き、東京メトロと三菱電機は、さらなる省エネ化とCO2排出量削減を推進し、安心で持続可能な社会の実現に貢献してまいります。今後も、最先端技術の開発・採用を通じて、鉄道業界全体の発展と環境負荷低減に取り組んでまいります。
※「SynTRACS」は三菱電機株式会社の登録商標です。
「同期リラクタンスモータシステム：SynTRACS」と「超小型VVVFインバータ装置」を
組み合わせた主回路システムの詳細
1. 車両の概要
（１）車両：東西線０５系車両（１０両編成）
（２）搭載機器
１. 同期リラクタンスモータ：計１６台/編成
（定格出力 ２５０kW、モータ重量 ５５１kg/台）
２. 超小型ＶＶＶＦインバータ装置：計１６台/編成
（SiCパワー半導体素子適用 重量 １４０ｋｇ/台）
2. 同期リラクタンスモータについて
回転子鉄心内の磁気抵抗差によって生じる磁極との相互作用で発生する「リラクタンストルク」で駆動します。鉄道車両に一般的に採用されている誘導モータと比較して、回転子の発熱損失が小さく、効率や質量特性に優れることが特徴です。今回採用したモータは導入前と比較し、重量を約９％低減しながら、出力を約２２％増加しています。
3. 超小型VVVFインバータ装置について
最新のSiCパワー半導体素子を採用し、スイッチングロスを低減することで、発熱抑制による冷却器の小型化を実現しました。さらに高性能CPUを活用した高集積制御基板により装置構成を刷新しました。これにより、導入前の装置と比較すると、体積を約８１％、重量を約４３%低減しました。
4. 今後の予定
東西線０５系「同期リラクタンスモータシステム：SynTRACS」導入車両の営業運転開始は２０２６年１２月を予定しています。また、２０３０年度までに合計９編成の導入を予定しています。
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