基本的な考え方はご理解いただけたかと思います。実際の電車ではどのようにそれが応用されて使っているのか。基本的には先ほどの「アラゴの円盤」と同じようなものです。磁石ではなくコイルを使っているとかそんな感じです。アラゴの円盤をちょっとだけ応用した、下の画像をご覧ください。中心に軸を通した電線のわっか(コイル)を置きました。これで磁石を動かすと、アラゴの円盤の説明どおりにコイルもつられて同じ方向に動きます。なるかは、アラゴの円盤の説明を元にご理解ください。磁石とコイルの「すべり」が大きい時に磁石とコイルの間隔が広がってしまうとコイルの動きが止まってしまいます。そこで、もっとスムーズに動かすためにコイルを増やします。こんな感じに増やせば、磁石をグルグル動かすと、コイルもスムーズに回転するようになりますね。これが、実際の電車で使われている「誘導電動機」の基本的な構造です。現実に近い形に表すと。こんな風に導体が束になったものを環で結んだものになります。円筒形のものになります。これを「回転子」と言います。この格好がまるで「かご」のようなので、「かご型回転子」という名前が付いています。(言い方に多少違いは有ります)磁石がこの回転子の周りをグルグルと回ると回転子もつられてグルグルと回り、その軸から回転力として出力されます。先に記したとおり実際は磁石で回しているわけではありません。ここから、なぜ「VVVFが三相交流」を出力していたのか、その理由がはっきりとわかります。磁石の代わりに回りにコイルを配置しています。電線に電気を流すと、その周りにプラスからマイナスの向きに対して右向きに磁界が発生します。これは、右ねじの法則で説明しています。磁石と同じように磁束を発生させています。その実際の誘導電動機(かご型三相誘導電動機)は模式的に表すとこんな感じになります。上下に三相交流回路があり、配線でそれぞれつながっています。中に入っている「かご型回転子」がつられて回転するというしくみです。その前に、この説明における電流の表し方について。電線をぶち切って断面図のように表したとき、電流の流れる向きはこの図のように「●」と「×」で表します。●になっている方が、奥から手前(自分の方)へ向けて。×になっている方が、手前から奥(向こう)へ向けて、電流が流れることを表します。「矢」を真正面・真背面から見たときの形を当てはめた感じです。これは電気の勉強をするときにも出てきますので、ぜひ覚えておいてください。磁界はどのように発生しているか。この線に流れている電気の流れ通りに「右ねじの法則」を当てはめると。上側の「奥から手前」に流れている線は、反時計回り。下側の「手前から奥」に流れている線は、時計回りの磁界が発生します。その上の図での電流の流れている状態をサインカーブのグラフで表すと。このグラフのAの部分になります。U相に一番多く電流が流れています。よって、磁界の強さもU相の部分が一番大きいことになります。それぞれの線はそれぞれの強さの磁界を発生させていますが、ある程度まとまっていると干渉や合成をして、ある一定の向きの磁界を作ることがあります。このときの磁界は、一番強いU相の磁界を中心として、このような磁界の向きを作ります。磁石のN極とS極が発生したのと同じことになります。これで、アラゴの円盤や冒頭で説明したものと同じ条件になりました。あとは、この磁界を動かせばよいのです。先に説明したとおり、合成された磁界の中心は、一番強い電流が流れている電線になります。このサインカーブのグラフで、AからBへ移ったとき。強い電流が流れているのは、W相という事になります。このBでは、AのときはマイナスだったV相がプラスになっています。モーターの中に流れる電流の向きも逆になっています。よって、電流の向きと磁界はこのようになります。磁界は反時計回りに移動しました。よって、中に入っている回転子もつられて反時計回りに回転を始めます。以下、サインカーブのグラフに沿って磁界の動きを追っていくと、このようになります。中の回転子を動かしています。擬似的にサインカーブのような電流を流してこのような制御をしています。簡単に言えば、交流誘導電動機が三相交流で動かしやすいからなのです。磁界の回転も徐々に速くなり、モーターを速く回すことが出来ます。以上で、VVVF制御関係のお話を終わりとさせていただきます。専門の書物や教科書、実際の車両での仕様書や説明書などがありますのでそちらをご覧ください。