Nゲージレイアウト国鉄露太本線建設記

運転よりシナリー重視コンセプトで、昭和40年代後半の風景再現を目指しレイアウトを製作中です。映像・画像を交えながら、製作記に加え、随想や旅行記も発信します。2016年9月より延伸線建設に着手しました。

高機能電源①設計製作の進め方

Hyper-G製作は設計プロセスを同時進行で記事にしたので、回路変更・追加を含め電気は苦手な方に解り悪く、Aさんに登場して作ってもらうしかありませんでした。 その経験と反省に基づき、続編『高機能電源』は進め方を変えます。

【倉元駅舎】
《理論設計》⇒《回路図》⇒《製作》⇒《評価》の順番を変え、《完成仕様》⇒《部品とコスト》⇒《回路図と作り方》⇒《技術解説》にすれば解り易いのではと考えました。 ご承知の通り過去の実績が証明する慌て者なので、ついうっかりも多々あると思います、解り悪かったり疑問があればビシビシ・ドシドシお寄せください。


第一章:高機能電源ってどんな物?
1-1.操作と動作は?
まず完成したらどんな操作でどんな動作するかご覧いただくのが一番解り易いですね。

【高機能電源操作パネル案】
操作パネル外観はこんな感じです。 下段に左からマスコン・ディレクションスイッチ・ブレーキが並んでいます。 中央上に速度計、右上に常点灯調整ボリューム、左上に列車種別選択スイッチが配置されてます。 電源スイッチは電源本体側にあるので不要です、パイロットランプは速度計表示点灯/非点灯がその役割を果します。

運転開始前の事前操作として列車種別選択を行います。 機関車SL/DL/ELと電車/DCではM車ギア比が1.4-1.5倍違うのでこのスイッチ選択で表示速度を補正します。 また運転開始前(デフォルト)の各スイッチ・ボリュームは赤丸位置で使用開始します。
[註]各社車両ギア比調査未実施です、KATO蒸機/DCギア比差前提で設計します。 

最初の運転操作としてディレクションスイッチで進行方向を決めます。 筆者好みで左右切替にしてますが、もちろん上下切替でもOKです。

次に常点灯調整を行い、ヘッド・テール・室内灯を点灯させます。 馴れるまで走行開始させても、常点灯性能が優れたHyper-Gなら大丈夫だと思います。 速度計が常点灯調整に係らずゼロ表示なのがこの電源の特長です、でないと実感的とは言えません。

【ブレーキMAX、マスコンOFF】

発車準備が整い出発信号機が進行表示に変わりました。 まずブレーキを開放します、反時計回り一杯OFFの位置でカチッとクリック感があれば開放完了です。

マスコンを操作して発車します。 ノッチ1⇒4に従い、加速度が大きく最高速度が高くなります。 1で発車し動き始めたら2・3と進める使い方もできます。 最高速へ達する時間(=加速度)はレイアウトサイズや好みで異なるので、部品選定で決めます。

目標速度に達してマスコンOFFすると惰行モードに移行します。 ゆっくりとした減速率で速度低下し、マスコンONで再加速します。 惰行時減速率は部品選定で決めます。 実感的かどうかは別として、惰行なし定速走行継続仕様も選択できます。

ブレーキを回せば回転角度に応じた制動が利きます。 思い通りの位置停止を容易にする為、ブレーキMAXは若干時間がかかる仕様にし使い易さと実感を重視します、停止後は発車時の常点灯状態に戻ります。 緊急停止ボタンは設けずディレクションスイッチOFF代用です。 惰行⇒制動が原則ですが、マスコンON時でもブレーキ優先動作です。


1-2.どこが違うの?
Hyper-Gと対比説明すると解り易いと思います。

Aさんが製作したB CH完成、A CH動作確認完了の2CH Hyper-G(ケースなし)です。 高機能電源は『常点灯ボリューム』『速度調整ボリューム』『ディレクションスイッチ』部分を置換えます。 具体的には以下二つの機能で構成されます。


1-2-1.Vcomp電子制御
通常方式は速度調整ボリュームでVcompを変化させて出力電圧を制御しますが、高機能電源はVcompを電子制御して『力行加速』『惰行』『制動・停止』を行います。


1-2-2.速度計追加
単純な電圧計ではありません、常点灯時ゼロ表示、力行加速で上昇し最高速度200km/h未満の速度計を装備します。 機器仕様から200km/h未満で新幹線対応はできません。 また、12V/16V兼用仕様も技術的には可能ですが、回路複雑化と操作ミスによる機器破損リスクが高いので速度計は12V仕様限定で設計します。


1-3.今後どう進めるの?
筆者の進め方は、理論設計⇒回路図⇒製作⇒評価で変えられません。 ただし初体験PWM電源設計と異なり実績がありますので、ドタバタは少ないかと(汗)

【露太本線従来線高機能電源】・・・2013年設置当時
コレをベースに以下の変更。追加を行います。
①コストダウンと配線数削減
秋月調達可能部品で低コストの条件で、回路方式を大幅に見直しコストダウンします。

【『電源組立⑦』より転載】
数十本/CHの電源基板と制御部間接続線数を、基板内蔵で6本に削減します。
②常点灯機能搭載
比較的簡単で技術的リスクは少ないと考えています。
③マスコンノッチ数3⇒4増加
上に同じ、DC優等列車/DC鈍行及びDL牽引急行列車/SL牽引列車/SL重連重量貨物の4グループ毎に使用ノッチ(=加速度と最高速)を変えたいので変更します。
④停車時速度計ゼロ表示
ここが今回の設計のキモで知恵の絞りどころです。


で、設計、試作、実験を経て9割方見通しが立った時点で、
第二章:部品表と回路図
コスト集計、部品用法、回路図解説を含みます。
第三章:製作記
筆者延伸線左右CHを題材に電気は苦手なAさんが解り易い解説を心掛けます。
第四章:性能評価
製作事例の性能を定量評価します。


の順番で進めたいと考えています。 また何回部品発注が必要になるやら。

【『やっぱり部品選定が重要』より転載】・・・ご近所のNさん
となるでしょうね(笑)


★お断り
上記進め方をしますので、設計の進捗により本シリーズ次回更新日程が全く読めません、ご了承ください。 モチベーションアップにつながる感想・期待・督促な歓迎します。 なお14日/15日は出掛けますので、頂戴したコメント返信が遅れます、合わせてご了承ください。  


ではまた。