超電導技術を使って超省エネ電車は作れる?

超電導は、物質を超低温に冷やす事で、電気抵抗をゼロにし、電気を非常に良く通すようにする技術を言います。

どれくらい電気を良く通すかを視覚的に表している動画があるのでコチラ↓にリンクを貼らせていただきます。

電車を走らせる時、最も電力を使うのはやはり走行用モーターでしょう。

世界の消費電力の内、約半分はモーターで消費されていると言われています。(リンク)

こういう点からもモーターが使う電力量はまだとても大きいと考えられます。

そこで超伝導をモーターの電気回路に組み込む事で、このモーターの電力消費量はかなり減らす事が出来るのではないでしょうか。

モーターの内部には電磁石が搭載されています。電磁石にはコイルが巻きつけられており、強力な電磁石を作るにはコイルの巻線数を多くする必要があります。つまり電磁石の強さとコイルの巻線数は比例していると言えます。また、電気抵抗についても、コイルの巻線数を増やすと電気抵抗が増え、電気抵抗もコイルの巻線数に比例していると言われています。

つまり、強い電磁石を作るためにコイルの巻線数を増やすと、それに伴って電気抵抗が増えるという性質があるんです。これは電磁石の抱えるジレンマでもあると言えるでしょう。

そこで、このジレンマを解決するために超電導の技術を用いてコイルの電気抵抗を減らす事が出来るのでは、と考えられます。

また超電導モーターの研究は既に行われているみたいです。

IHIイズム 超電導モーター

電車に使われているモーターのうち、PMSM(永久磁石同期モーター)というものがあり、コチラはモーターを完全に密閉した状態で使用されます。

そのため、熱を逃がしにくく、超電導で必要とされる低温を維持しやすいと考えられます。

なので、PMSMなど密閉性に優れたモーターを使う電車は、超電導モーターを比較的導入しやすい分野とも考えられるのではないでしょうか。

PMSMが使われている東京メトロ16000系

モーターの省エネ化が進めば、鉄道は更に省エネに優れた乗り物にもなるので、そういった意味で今後の発展にも期待が膨らみます。

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