セクションを通過する
交直両用電車・機関車


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 本項では日本国内の交直両用車両について種類別にまとめています.

抵抗制御の交直両用車両について

 交直セクションを通過して交流・直流両区間の直通運転を行うためにはどちらの電化区間でも走行可能な交直両用電車・機関車が必要となりますが,交流専用電車・機関車の場合,比較的古い時代から変圧器のタップ(巻き数)制御を行うことによりモーターにかかる電圧を比較的自由に制御する技術が確立していました.また,サイリスタなどの半導体素子を用い,交流の1サイクル内における通電時間の割合を制御することも可能で(位相制御),効率や粘着制御などで抵抗制御方式の直流電車よりも有利な面があります.しかし,直流区間においては変圧器やサイリスタによる電圧や位相制御ができないため,かつての交直両用電車・機関車では抵抗制御方式の直流電車の入力側に変圧器と整流器を追加して車上で直流に変換する方式になっていました.そのため装置の多さによる車体重量の増加を招き,効率の面でも交流専用車と比較して見劣りするなど,デメリットが目立っていました.


インバータ制御の交直両用車両について

 近年の半導体技術の進歩によって,これまで速度制御が難しく鉄道車両の主電動機に用いることが難しかった三相交流誘導電動機を,周波数と電圧の両方を変化させることで自由に速度制御できるようになりました(VVVFインバータ制御).VVVFインバータ制御車では,交流専用車の場合でも交流をいったん直流に変換してからインバータに入力する必要があるため,交流専用車と交直両用車の仕組みは交直切換に関する部分を除いて基本的に同じとなります.そのため,現在では交直両用車の交流専用車に対する相対的なデメリットはほぼ無くなっているといえます.さらに,従来の抵抗制御の直流電車よりも粘着制御などが容易になったため,現在では,交流・直流両区間の直通運転列車を持つJR東日本・JR西日本が特急形・近郊形・通勤形など,様々な用途に合わせた交直両用電車の開発・投入を行っています.また,JR貨物も在来車の老朽取り替えや機関車交換を省くことによる貨物輸送のスピードアップなどのため,新形式の交直両用機関車を開発しています.

 ちなみにJR九州も関門トンネルや筑肥線などの直流区間を有していますが,関門トンネルの直流区間は交流区間と比べて距離が短く,一方の筑肥線では交流電化の他線区と独立しており直通乗り入れをしないことなどから,これまでのところは交直両用電車の新規開発は行っていません.しかしながら現在使用されている415系で経年劣化による故障の増加が目立っているようで,早晩何らかの対策を迫られるものと思われます.


通勤型電車


近郊・一般・急行形電車


特急形電車


EDC方式(電車+電気式気動車)


事業・試験用電車


機関車


 
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