ディーゼル・エレクトリック方式

ディーゼル・エレクトリック方式

ディーゼル・エレクトリック方式は、船舶や艦艇、鉄道車両の推進力を得るための手法の一つです。この方式では、ディーゼルエンジンが発電機を駆動し、その発生した電力を利用して電動機を回転させることで、動力を生み出します。日本の鉄道では、これを電気式気動車や電気式ディーゼル機関車と呼ぶことがあります。このように、電気的な力を用いて機械を運転する方式は、一部の自動車や建設機械にも同様に採用されています。

概要

ディーゼルエンジンによる発電が基本となるこの方式では、電動機の回転数を簡単に調整することが可能です。過去には、パワーエレクトロニクスの技術が発展していなかったため、ディーゼルエンジンは直流発電機を使用し、ワード・レオナード方式が一般的に用いられていました。しかし、現在では技術が進化し、同期発電機と三相交流が一般的になっています。そして、誘導電動機や永久磁石同期電動機が用いられることが多く、効率的な速度制御が行えるようになりました。

利点

この方式の大きなメリットは、操縦が非常に簡単である点です。特に過去の時代では、通常の変速機やクラッチを用いずに機械を運転できるため、多くの車両で扱いやすくなりました。また、大型の乗り物でも変速機が不要なため、製造が易しく、メンテナンスの軽減にも寄与します。

電動機は内燃機関よりも過負荷や過回転に強いという特性もあり、ディーゼルエンジンは最も効率的な回転域で稼働します。これにより、燃費の良さが実現され、運用コストを抑えることができます。さらに、電動機の安定した運として、騒音や振動の管理が容易になり、排出ガスを浄化する取り組みも行いやすくなります。

鉄道車両においては、変速機が不要なため、複数台の車両を総括的に制御することが容易です。また、無線による遠隔操作が可能となり、運用上の制約が大幅に軽減されています。これにより、バイモード車両（電気とディーゼルの両方を使用する車両）への転換もスムーズに行えるようになります。

欠点

一方で、この方式には欠点も存在します。推進力を得るための発電機やモーターが大きくなりがちで、全体の重量やスペースで劣る場合があります。また、追加された電装機器が故障するリスクも増大します。さらに、発電には大量の銅や希土類元素が必要となり、特に軍事用途では戦略的な資源消費が問題視されることもあります。

鉄道車両においては、質量や体積の大きさから動力分散方式への適用が難しいとされていましたが、近年では技術の進化で克服されつつあります。ホウルトラックなどの特殊な用途では、インホイールモーターと組み合わせた場合、水や埃に対しての耐久性が課題となります。

用途

ディーゼル・エレクトリック方式は、特に静粛性が求められる艦船や海洋調査船、大型客船などで幅広く使用されています。また、砕氷船のように高い推進力や頻繁な前後進が必要な船舶、鉄道車両の大出力化においても適用されています。コンテナキャリアカーなど、大型港湾の物流でも利用され、ホウルトラックや戦車など特殊用途の車両でも動力として採用されています。

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