近年の多くの電車では、VVVFインバーターがモーターへ送る交流の周波数と電圧を変え、回転や力を制御します。車輪の速さを変えるために、電車へ届く架線の周波数を駅ごとに変えているわけではありません。車両に載った装置が、走行状態に合う電気を作ります。
ワクちゃん：電車の速度を変えるとき、架線の電気も変えている？
チャッピー：車両にあるインバーターで、モーターへ送る電気を調整するんだよ。交流モーターを動かす電気を、車両内で調整する
インバーターは電力を変換する装置です。VVVFは電圧と周波数を変えられることを表し、走行用の交流モーターの制御に使われます。給電方式に応じて車両内で電気を変換し、モーター側へ送り出します。
交流モーターでは磁界の回転と周波数が関係します。ただし実際の回転数や発生する力はモーターの種類や制御方式にも依存するため、周波数だけを一つ変えればすべて決まるという説明では不十分です。
ワクちゃん：VVVFは何を変えられるという意味？チャッピー：電圧と周波数だよ。交流モーターの回転や力を制御するために使うんだ。運転指令と走行状態を受けて、必要な力を出す
発進時、加速中、高速走行中では必要な制御が異なります。制御装置は運転士の指令などを受け、電圧・周波数・電流などを調整してモーターの力を制御します。モーターから車輪までは歯車などでつながり、その回転が走行へ使われます。
車輪が空転したときに出力を調整するなど、単純な速さの設定以外の制御も関わります。マスコンの段階とモーターの周波数が、いつでも一対一に固定されているわけではありません。
ワクちゃん：ノッチを一つ上げたら、決まった周波数になるの？チャッピー：走行状態も関わるから、いつも同じ値とは限らないんだ。必要な力を制御しているよ。加速音だけでモーターの回転数を決めない
発進時に聞こえる音には、電力を切り替える制御に伴う振動なども含まれます。音程が変わっても、それがそのまま車輪の回転数を表しているとは限りません。装置や制御方式が違えば音も変わるため、音の印象と実際の速度制御は分けて理解しましょう。
ワクちゃん：発進すると音が上がるから、音だけで速さが分かりそう。チャッピー：制御による振動の音もあるよ。音程をそのまま車輪の回転数には置き換えられないんだ。