運行制御形式について.

  2022年 11月 06日

運行制御形式につい て.

電源＞

1—DCC: 線路には、AC電流、制御機器により12-16V程度流します。

2 —-DC：当初からの模型規格です。日本の規格では、DC12V を使います。元来のNMRA(米国NationalModelRailloadersAssociation)準拠では12Vの筈ですが、米国のHOゲー ジ(標準軌の1/87縮尺)パワーパックは最近では15V程度まで流します。

昔TurnOutマシ ン(日本語で言うポイントマシン)の電源にAC15Vを使っていたのでその名残なのかもしれま せん。

まずDC制御について おさらいします。

古くは、トランス、セ レン整流器、レオスタット、サイリスタなどをからめて種々の方式が使われてきました。

要するに家庭用電源 AC100Vを最終的にDC12Vに落とすためのしかけです。現在では、トランジスタを使って 簡単に制御できるようになりました。

コントローラの出力と して、-pureDC と-PWM(PulseWidthMomentum)があります。

前者は、純粋なDC波 を生成する機器です。が、トランジスタを使って整流なので、正確には(家庭用電源からなので) 交流を半分切った波形だと思われます。調節ダイアルなどで電圧の変更(振り切ると12Vに届 く)します。

後 者は、トランジスタでDC波としてそのまま線路に送るのではなくとびとびに送電します。要する にデジタル的にパルスとして一定電圧を線路に送るしくみで す。従って常に一定電圧はかかっているので、駆動motorには不足でも小電流消費な電灯なら 点灯するとか、モーターの起動が滑らかな場合があるな ど・・・で高級だと思われています。

最 近では、模型用のcoreLessMotorが実用になってきました。特徴は、低電圧からトル ク豊かにゆっくりな低速走行がうりものです。と・・・pwm の特性を奪うことになります。で、一般のコアレスモーターは、pwm制御になじまないと言われ ています。(しかもpwmではキーンと唸りがちなので小生は 嫌いです。また特性が発売元で違い自社のモーター車に最適化されている場合が多いと思いま す。)

以上とは別ジャンルと してパソコン、所謂マイコンなどで上記を制御する方式があります。

Macintosh, Windows, IchigoJam, Arduino, Raspberry Pi 3, その他 1-picマイコン、など多くのパソコン, シングルボードマイコンが使われます。

3-AC電流そのもの を用いる電圧制御方式。

があげられます。AC 波については、広義と狭義にわかれます。広義として、上記DCCも線路(track)にはAC を流すのでAC方式とも言えます。

狭 義のAC方式には、古い(digitalではない時代の)メルクリン方式とライオネルなどで採 用されて日本にも16番ゲージ以前にはやった三線式Oゲージ があります。後者は、ACを流すと、モーターは交流モーターすなわち電磁石を働かせて駆動力を 得る方式です。この交流で回転するモーターはエナメル線を巻 いて通電により電磁石にするので直巻きモーターとも呼びます。ちなみに直流モーターは永久磁石 を使います。電磁石の特性から考えれば、交流モーターは当然 DCでも回転します。DC波を供給するパワーパックが普及している現在、三線式Oゲージで直巻 きモーター車でもDCを使うのが一般的になりました。が、通 電方向と電磁石の極性が連動するようにエナメル線が巻いてあるので、永久磁石モーターであり回 転方向制御は通電極性のみで方向転換可能なDCモーターの特 性が消えてしまいます。だから、電磁石に流す直前の電流の方向を変えないと回転が逆転しないわ ずらわしさ・手間は残ります。現在の日本では、直巻きの模型 でも使えるモーターが市販されなくなっています。三線式O ゲージでもモーターの新設はDCモーターしかなく、仕方なくDC運転になります(もちろん、方向転換はDC電源側で制御可能となります)。

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