전철

기차란?

동력원에 전력을 이용하는 철도 차량(전기차) 중, 그 자신에게 여객이나 화물을 태우는 설비를 탑재하고 있는 차량의 총칭이 전철입니다.
또, 전차 중, 동력을 가지는 차량에 대해서는 전동차, 전동차와 편성을 짜는 동력을 가지지 않는 차량을 부수차라고 부릅니다.

전차를 구동할 때 필요한 전력은 집전 장치에 의해 외부에서 캡처하거나 차재에 탑재된 축전지를 사용하는 두 가지 방법으로 공급되고 있습니다.
그 이외의, 차상의 내연 기관에서 발전기를 가동시켜 전력을 공급하고 있는 차량은 「전기식 기동차」라고 불리고 있어, 이쪽은 「전철」에는 포함되지 않습니다.

원래는 자주식의 「전동기 부착 객차(전동 객차)」, 및 사업용 차를 포함한 「전동기 부착 대차」의 약칭이 「전철」이었습니다만, 현재는 일반 명사가 되어, 운수 사업자나 차량 제조 회사 사이에서도 당연히 사용되게 되었습니다.

현재는 JR을 주로 한 대중 교통기관으로서, 걸어 가려면 거리가 있는 이동이나 통근시에 많은 사람들에게 이용되고 없어서는 안되는 것의 하나인 전철입니다만, 자연과 타다 물건인 만큼 자세히 모르는 분도 많지 않을까요?

이 기사에서는, 그런 전철의 역사나 구조, 그리고 종류등에 대해서 자세하게 소개를 해 갑니다.

기차의 역사에 대해

전철은 1879년 독일의 베를린 공업 박람회에서 현재의 전기 기관차가 사람이 탄 객차를 견인해 피로된 것이 최초로 되어 있습니다.

거기에서 2년이 지난 1881년, 마찬가지로 베를린에서 세계 최초의 노면전차가 영업운전을 개시, 거기로부터 2년이 지난 1883년에 프랑스와 영국, 그리고 1895년에는 미국과 잇달아 각국에서 전철 영업 운전이 시작됩니다.

1895년에는 일본 국내에서도 퍼지게 되어, 주로 일본에 있어서는 전화 구간에서는 신칸센을 시작해, 도시 주변의 통근 노선이나 지방의 재래선에 이르기까지 전철 주체의 운항이 되고 있습니다.

기차의 구조에 대해서

여기에서는, 주요한 기차에 구비되어 있는 구조를 차례로 소개해 갑니다

1. 달리기
여명기의 소형차나 노면전차에서는, 2축식(단차라고도 불린다)이 보급되었지만, 현재의 고속전차에서는, 연접식을 포함해 대부분이 「차체에 대해서 수평 방향으로 회전 가능한 장치를 탑재해 있어」보기식이라고 불리는 만들기를 하고 있습니다.

직류 전동기의 직병렬 제어를 이용하는 것이 일반적으로 되어 있는 전철은 전동기가 짝수개일 필요가 있기 때문에 동축도 짝수가 되고 있습니다.
편보기식이라고 불리는 것의 채용 예는 특수한 케이스를 제외하면 없다고 되어 있습니다.

2. 동력
선로의 상급에 설치되어 있는 가선(가공 전차선), 또는 선로 옆에 설치되어 있는 제3 궤조에 접한 집전 장치(팬더 그래프나 트롤리 폴, 집전 신발 등)로부터, 또, 축전지식 의 것은 축전지로부터 전류를 차량내의 회로에 도입하고 있습니다.

기차에 도입된 전류는 우선 단류기를 통과하여 주제어기로 흐릅니다.
또한 교류 전차는 교류 전류를 사용해야 하며, 이 경우는 주제어기에 들어가기 전에 변압기로 특수 고압에서 고압으로 전압 강하되어 정류기로 교류를 직류로 정류합니다.
교류형 전철에서는, 교직류 전차와 같이 특별 고압에서 고압으로 전압 강하, 거기로부터 주제어기의 VVVF 제어나 사이리스터 위상 제어에 보내집니다.

주제어기에 흐르는 전류는 전압을 제어한 후 구동계로 흘러 동력 대차에 그렇게 할 수 있는 주전동기를 구동시킵니다.

3. 제어
여러 차량이 연결되면 총괄 제어가 이루어집니다.
이 총괄 제어란, 선두 차량의 운전석에 설치되어 있는 마스터·컨트롤러(통칭：마스콘)를 조작함으로써, 2 양째 이후의 차량에도 전기 신호에 의해 지령이 보내져, 편성되고 있다 모든 차량의 구동과 전기 브레이크를 조작하는 것입니다.

전기 신호는 차량의 연결면 하단에 있는 점퍼 마개와 연결기 하단의 전기 연결기(전련)를 통해 보내집니다.

4.브레이크
일본의 전철은 법규상에서 2계통 이상의 브레이크를 장비하는 것이 의무 붙여져 있어, 어느 전철에도 유치용의 기계 브레이크와, 제동용의 공기 브레이크가 갖추어져 있습니다.

초저상 전차라고 불리는 것의 일부에는 압축 공기를 이용한 기구를 일절 사용하지 않는 에어리스식이라고 불리는 것이 있어, 그 경우에 한해 전기 브레이크만을 상용해, 정차 직전에는 기계식 브레이크를 사용하게 됩니다.

공기 브레이크는, 단행 전철에서는 직통 브레이크, 연결 운전에서는 자동 브레이크가 이용되고 있습니다.
현재는 전자 직통 브레이크나 전기 지령식 브레이크가 일반적인 상용 브레이크로서 전철에 구비되어 있습니다.

그 외에도 전동기의 발생 전류를 차상의 저항기로 열로 바꾸는 「발전 브레이크」, 가선이나 제3 궤조에 돌려주는 「전력 회생 브레이크」, 전자 유도를 이용한 「와전류 브레이크」, 그리고 전자석 를 레일에 흡입하는 「전자 흡착 브레이크」등이 있습니다.

다종에 걸친 기차의 종류에 대해서

이동 수단으로서 우수한 전철입니다만, 지금은 한입에 전철이라고 해도 여러가지 종류가 있어, 「이것 정말 전철인가?」라고 무심코 말해 버리는 것까지 존재합니다.

여기에서는, 그런 전철의 종류를 몇개인가 소개해 갑니다.

1. 노면 전철
주로 도로 위에 부설된 궤도(병용 궤도)를 이용하여 노면 철도를 주행하는 전철.
차와 마찬가지로 도로 위를 달리고 있는 전철로, 시내간의 비교적 담력의 여객 수송 수단으로서 이용되고 있어 주로 관광이나 통학에 사용되고 있습니다.

2.모노레일 차량
1개의 궤조에 의해 진로를 유도되어는 달리는 궤도계 교통기관입니다.
강도가 있는 철의 레일 위를 철의 바퀴로 달리는 “철도”의 동료로, 고무 타이어로 주행을 하고 있는 것이 이쪽의 “모노레일”이 되고 있습니다.

저비용의 신교통시스템 차량으로서 철도를 대체할 것으로 기대가 모여 있었지만, 생각보다 비용이 낮지 않아 이미 보급을 하고 있던 철도의 대체가 되지 않고, 지금도 세는 정도 밖에 영업을 하고 있지 않습니다.

3.침대 기차
야행 전철에 침묵할 수 있는 시설이 탑재된 전철로, 침대 열차가 원래가 되어 개발을 했습니다.

야간부터 수면을 취하면서 멀리로 이동할 수 있다는 것으로 매우 인기가 되어, 수가 많은 것은 아니지만, 나름대로 보급을 하고 있는 전철입니다.

4. 트롤리 버스 차량
도로 상공에 붙어 있는 가선에서 취한 전기를 동력으로는 알고 있는 버스로, 노면 전철과 버스의 장점을 가진 외형은 버스의 전철입니다.
트롤리란 집전장치로 트롤리버스는 일본어로 무궤조전철로 번역할 수 있습니다.

현재는 자동차 교통량의 증가, 그리고 상위 호환이 되는 디젤 엔진이나 하이드브리드 방식의 대형 노선 버스가 등장한 것에 의해 폐지, 시가지를 달리고 있던 트롤리 버스는 모두 폐지되게 되었습니다.

지금은 영업을 하고 있지 않지만, 드문 전차를 포함한 4개를 소개하였습니다.

일반적으로 전철은 구비하고 있는 기능이나 사업 형태, 구동계에 의해 분류되기 때문에, 이하에서는 그쪽을 간단히 정리하였습니다.

1. 여객 열차 분류
여객 전철은 많은 분류로 나뉘어져 있으며, 우선 수송 형태로 분류되는 것이 200㎞/h 이상의 속도로 구속 운항하는 고속 열차, 도시와 도시를 연결하는 도시간 열차, 교외 도심부를 연결한다 통근객을 수송하는 통근열차, 야간을 통해 운행되는 야간열차 등이 있습니다.

또, 전철 종별에서도 분류를 하고 있어, 이쪽에는 각 역 정차의 보통 열차, 보통 열차보다 정차 역을 적게 해서 속달 수송을 하는 쾌속 열차, 주요 역에만 정차하는 급행 열차를 들 수 있습니다.

2.있는 기능에 의한 분류
・제어자
・전동차
・제어 전동차
・부수차

3. 사업 형태에 따른 특별한 구분
・신칸센
・노면 전철
・LRT(라이트 레일)
・신교통 시스템 차량(모노레일 등)
・모노레일 차량
・트롤리 버스 차량(무궤조 전철)

4.구동계에 의한 분류
・매달아 구동 방식
・칼단 구동 방식
・중공축 평행 칼단 구동 방식
・WN 구동 방식
・TD 평행 칼단 구동 방식
・직각 칼단 구동 방식
・리니어 모터 구동

5. 전력에 의한 분류
・직류형 전철
・교류형 전철
・교직류 전철

6. 전원에 의한 분류
・가공 전차선 방식
・제3궤조 ・제4궤조 방식
・축전지식
・비접촉식

일본의 인기 교통 수단 전철

요금도 다른 대중교통기관과 비교해도 저렴하고, 사회인이나 학생이 주로 이용하는 교통기관으로서, 만원전차라고 불리는 현상이 일어날 정도로 많은 사람들에게 편리하게 되고 있습니다.
익숙하지 않으면 환승이나 혼잡의 불편함에 머리를 괴롭히는 경우도 있습니다만, 현재는 환승 안내나 운행 상황, 시각표의 정보를 인터넷으로 확인도 할 수 있으므로, 이것들을 활용하는 것으로 더욱 이용해 쉬운 교통 수단이 될 것입니다.