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KATO ED76 500番台入線 [模型]

2016年4月9日の日記

試運転2.jpg 整備後の姿です。 

KATOから昨年10月,ED76 500番台と50系51形客車が発売されました。北海道の旅客列車用のセットですね。北海道ファンの私としては必須アイテムです。どちらも好きな車両なので速攻でゲットしました。

さて,今週はED76を整備します。

1968年8月28日の函館本線・小樽~滝川間電化に向けて製造され,501~522の22両が製造されています。実質的にED75 501が試作機ですが,ED75 501は新幹線の200系のようなフル位相制御なのに,ED76 500は低圧タップ切替+タップ間位相制御となっていますので,かなり異なります。また,九州用のED76は制御方式がED75同様の磁気増幅器ですが,500番台はこのようにサイリスタ位相制御となっているため,整流器も0番台がシリコン整流器なのに対し,500番台はサイリスタを使っているなどかなり異なるのに九州用のED76の続きとされ,500番台を名乗っています。

本来なら新形式を名乗るべきだったと思いますが,当時は新形式導入の際は組合との事前協議が必要なため,番台区分の変更と言うことでお茶を濁したのだと思います。EF64の1000番台なんかもそうですね。 

デザインも0番台と全く異なり,0番台が非貫通なのに500番台は貫通扉がついています。同じく客車用なのでSGを搭載するため,普通のD形機より長いのですが,500番台はさらに1mも長く18.4mもあり,わが北陸のEF70(16.75m)より長いんですね。模型を買ってびっくりしました。そもそも北海道も九州も交流電化区間なので北陸線みたいにEG(電暖)でよかったと思いますが,客車は非電化線区へ乗り入れる都合上,SGの装備が必要だったようです。でも,札幌から延々と釧路までとか,函館までとか,長距離の普通列車は当時は普通だったでしょうけど,今じゃありません。非電化区間に乗り入れできる,と鳴り物入りで開発されたキハ201系も結局,小樽以遠に乗り入れるのは3往復だけ,と言う現状ですしね。電化したのに客車,と言うのもどうか,という気が当時でもしていました。どうにも昔から北海道向けの車両というとちぐはぐな印象を受けます。本州に泣く泣く出戻った485系1500番台というのもありましたね.....。

それに,北海道の電化区間が短いのも気になりますね。国鉄は第2期で千歳線経由東室蘭までと,未だに非電化の室蘭本線の岩見沢~沼ノ端間の電化を計画し,第3期で函館本線の海線経由函館までの電化を計画していました。これが実現していたらいろんな意味でずいぶんと変わっていたのではないかと思います。札幌ターミナルまでの貨物列車なら電気機関車だけでOKですし,"北斗" も電車化されていたらもっと速く走れるでしょう。経営的にも電気運転だったらずいぶんとコスト削減できたはずです。新幹線もできますから,この区間が電化されることは永遠にないと思います。

さて,ED76 500番台はED75の700番台同様,当然ですが北海道用と言うことで耐寒・耐雪構造となっており,前面もつららきりのついたいかめしい顔立ちになっています。ABBや避雷器など屋根上機器も極力,車体内に納められており,普通の交流機関車のような賑やかな屋根になっていません。

私はどうもEF60以降の国鉄F形機で非貫通タイプの顔がどうも好きではなく,パノラミックウィンドウが幅が長すぎて間が抜けている感じがして,貫通タイプの方が好きです。ED76 500番台はなかなかいい顔をしていると思います。 

と言う次第ですが,実車も写真を撮っているはず,と思ったのですが,見つかりませんでした。今は高架となって大丸百貨店があるすぐ横の札幌駅西側の踏切でED76牽引の50系客車の通過を待っていた記憶があるのですけど.....。ありふれた顔の機関車だし,当時は興味なかったのだと思います。

さて,今日は模型の整備をしました。

まずはボディを外しておきまりのスナバ回路を挿入します。

内部.jpg 内部です。 

スナバ回路は,常点灯と言われる,停車中に前照灯を点灯させるために必要な回路で,これがないと反対側の前照灯も点灯してしまうための対策として思いついたもので,結構うまくいきます。詳しい解説については,この記事をご覧ください。

スナバ回路というのはインダクタンスを含む回路中に生じる逆起電力を吸収するための回路で,インバータやリレーのスイッチング回路などで使用されます。特に,インバータやチョッパなど,パルスを発生させる回路ではスナバ回路がないとうまく電流を切れないため,必須でした。もっとも,スナバ損失という熱が発生しますし,大電力回路では使用するコンデンサや抵抗の大きさもバカにならないため,最近ではスナバレス回路となっているのが普通となっています。

オリジナル基板1.jpg オリジナルの状態の基板です。

ここで,問題になるのが左側のLEDの後ろに入っているコンデンサです。これも逆起電力の吸収用ですが,挿入されている回路中の位置が悪く,これがあると停車中に前照灯が点灯しません。

スナバ回路組み込み基板.jpg スナバ回路組み込み後

そこで,このコンデンサを撤去すると停車中にも点灯するようになりますが,困ったことにモータのインダクタンス分から生じる逆起電力により両側のLEDが点灯してしまいます。

これを解決するのが私の考案したスナバ回路です。モータとパラ(つまり2つのレールを接続する形で)にCとRを接続します。Cの値は0.1~1μF,Rの値は20~100Ωくらいですが,使用するモータやコントローラの周波数などにより最適値は異なりますので,実験により決定する必要があります。

最近はチップ部品が小さくなり,スナバ回路を挿入するのも一苦労です。もう少し大きいと楽なんですけどね.....。CとRの間にリード線を入れないとうまく接続できません。

なお,LEDの電流制限抵抗はKATOのオリジナルだと560Ωとなっていますが,これだとLEDの定格電流が普通20mAくらいなのでぎりぎりです。それにこの値だとPWM式のコントローラでは明るすぎると思います。それでいつも1kΩに変更しています。 

フラックス.jpg 事前にフラックスを塗っておきます。

なお,チップ部品はハンダが載る部分の面積が非常に小さく,ハンダがくっつく前に芯に入っているヤニがくっついてしまうので,フラックスを事前に塗っておきます。こうするとハンダが載りやすいです。むしろ,チップ部品だとヤニなしハンダの方がよいと思います。ステンレス用ハンダと称して売られているハンダがヤニなしです。ちなみに鉄道模型の真鍮板工作に使うのはヤニなしです。なお,フラックスを塗ると塗った面だけバーッとハンダが広がってしまいますので,必要最小限にとどめてください。

点灯テスト.jpg 反対側は点灯しません。

ハンダ付けが終わったら,ボディを載せる前に必ず▲のような状態でテストしてください。両側のLEDが点灯するようだとスナバ回路が機能していませんのでハンダ付けをやり直してください。たいていはくっついているように見えて,ハンダの中のヤニでくっついているだけで,電気的に導通していません。私も今回,うまくいかなくてやり直しをしました。また,何回もハンダ付けしていると,チップ部品が熱で破損しますので,そのときは部品の交換が必要です。

カプラー交換.jpg カプラーの交換

ついでに,ボディを外しちゃったのでこの間にカプラーも交換しちゃいます。

KATOのカプラー交換は非常に面倒で,どうしても板バネが外れちゃったり,スノープラウ部分がうまく入らなかったりしますが,このようにボディを外してスカートごと外してやると楽です。スナバ回路を挿入する関係でボディを外しちゃいますので,ついでに交換すると楽です。

なお,カプラーはナックルカプラーにしますが,同封されているナックルカプラーは首が長すぎるので,いつも短軸のナックルカプラーに交換しています。▲の写真だと中間のが同封されているもので,一番下が今回使用した短軸のものです。

試運転.jpg いよいよ試運転です!!

使用しているパワーパックは昔懐かしいTOMIXの5001パワーユニットですが,実は中身はごっそり撤去し,PWM式に改造してあります。電源もスイッチング電源に交換しているので非常に軽いです。詳しくは改造記事をご覧ください。回路はとても複雑ですが,オリジナルの5001コントローラ同様,つまみを左右に回すだけで前後進切り替えができる優れものです。PWM式なので止まるか止まらないか,と言うくらいのスロー運転も可能です。

実を言うとこのコントローラはスイッチング周波数切替式で作ってあり,fs=300Hz/20kHzと切り替えができます。通常は20kHzにしています。これだとスイッチング音は聞こえません。300Hzだと201系と同じ周波数で,プーッというチョッパ音を響かせながら電車が走ります......(^^;)。

なお,スナバ回路はスイッチング周波数に依存しますので,コントローラのスイッチング周波数によっては効果が出ないことがあります。今回のスナバ回路の定数でも,このコントローラを使ってfs=300Hzにしたらあまり効果がなく,うっすらと反対側のLEDが点灯してしまいました。 

ED76 508.jpg 無事に完成しました。 

なかなか前照灯も明るくかっこよいです。ただ,やっぱまだ明るすぎるかと....。電流制限抵抗は2~3kΩくらいでもよさそうです。

車番は503,508,517,522とついていますが,503,517号は粉飾決算やって大幅社員リストラ中の某社製です。某社の経営者は責任を社員に押しつけて全くけしからんと思いますので三菱電機製の508号にしました。522号も三菱製です。

ちなみに本ブログで載せている車両の写真は停車中に撮影したものです。オリジナルの状態だと停車中には点灯しませんのでこんな写真は撮れません。 


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コメント 2

ぼち吉鉄道

こんにちわ。
ご無沙汰しています。
入線、おめでとうございます(^^)
雪国機関車お好きなので、これは買われるだろうと想定していました。
最近のKATOは、スナバ付けるところ苦労します。
屋根裏削ったこともありますね。
その点、TOMIX機は基板取ればなんとでもなるので楽なのですが(^^;)
マイクロは、もうダメですね…。
手が届かなくなりました…。
by ぼち吉鉄道 (2016-04-12 17:13) 

iruchan

ぽち吉鉄道さん,コメントをどうもありがとうございます。また,いつもご覧いただき本当にどうもありがとうございます。

いやあ,すっかりお見通しでしたね。KATOの交流機となると必ず買っちゃいます。北陸出身なので寒いところの機関車や赤い機関車はとても好きなので....。

そうですね,おっしゃる通りKATOもスナバ回路をつけるのが難しくなりました。ただ,割にモータ部分の基板が広くて今回のED76は簡単でした。

TOMIXは一度,基板抜いちゃうと今度は接触不良になって点灯しない,と言うのが困りものです。マイクロはディテールが悪いし,何より値段がとんでもなく高くなって私も敬遠するようになりました。



by iruchan (2016-04-12 22:41) 

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