JP2000253506A - Controller for electric rolling stock using speed- sensorless control - Google Patents

Controller for electric rolling stock using speed- sensorless control

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JP2000253506A
JP2000253506A JP11047985A JP4798599A JP2000253506A JP 2000253506 A JP2000253506 A JP 2000253506A JP 11047985 A JP11047985 A JP 11047985A JP 4798599 A JP4798599 A JP 4798599A JP 2000253506 A JP2000253506 A JP 2000253506A
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圭一郎 近藤
Koichi Matsuoka
孝一 松岡
Kazuaki Yuki
和明 結城
Akihiko Ujiie
昭彦 氏家
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Railway Technical Res Inst
財団法人鉄道総合技術研究所
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably and surely restart an induction motor when coasting. SOLUTION: This electric rolling stock controller has a main circuit composed of a VVVF inverter 5, a filter capacitor 4 provided on its DC side, and an induction motor 6 provided on its AC side, is composed of a current command computing means 10 for computing a current command value, output voltage command computing means 11, 12 for computing an output voltage command value so as to obtain a current coinciding with the current command value, an output frequency command computing means 14 for computing an output frequency command value, and a gate control means 13 which performs gate control of the VVVF inverter 5 from the output voltage command value and output frequency command value, is provided with a means for gradually increasing/decreasing the output frequency command from a first specified value to a second prescribed value on the occasion of restarting the induction motor from its coasting state, since the output frequency command computing means 14, and is provided with a current detecting means 9 for detecting the current of the induction motor, and a rotor rotation frequency sensing means 15 for estimating the rotor rotation frequency of the induction motor from at least one of this detected current value, the current command value, and output voltage command value.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、速度検出器を用い
ずに電気車の動力源である誘導電動機を駆動制御する速
度センサレス制御を用いた電気車制御装置に係り、特に
誘導電動機を駆動する可変電圧可変周波数(以下、VV
VFと称する)インバータが動作を停止した惰行状態か
ら再起動する場合に不可欠である、誘導電動機のロータ
回転周波数を安定かつ迅速に推定できるようにした速度
センサレス制御を用いた電気車制御装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric vehicle control device using speed sensorless control for driving and controlling an induction motor, which is a power source of an electric vehicle, without using a speed detector, and more particularly to driving an induction motor. Variable voltage variable frequency (hereinafter VV
An electric vehicle control device using speed sensorless control that is capable of stably and quickly estimating the rotor rotation frequency of an induction motor, which is indispensable when the inverter restarts from a coasting state in which the operation has stopped. It is.
【0002】[0002]
【従来の技術】図37は、従来の電気車制御装置の構成
例を示す概略図である。
2. Description of the Related Art FIG. 37 is a schematic diagram showing a configuration example of a conventional electric vehicle control device.
【0003】なお、図37は、直流電気車1編成の中の
3両分を模擬しているものである。
FIG. 37 simulates three cars in one train of a DC electric car.
【0004】図37において、架線1は、パンタグラフ
2、直流フィルタリアクトル3を介して、直流フィルタ
コンデンサ4の正側電位点に接続される。直流フィルタ
コンデンサ4の負側電位点は、車輪7を介してレール8
に接地される。直流フィルタコンデンサ4には、VVV
Fインバータ5が接続されており、VVVFインバータ
5は、誘導電動機6を駆動する。このVVVFインバー
タ5は、制御ユニット34により制御される。
In FIG. 37, an overhead wire 1 is connected to a positive potential point of a DC filter capacitor 4 via a pantograph 2 and a DC filter reactor 3. The negative potential point of the DC filter capacitor 4 is connected to the rail 8 via the wheel 7.
Grounded. The DC filter capacitor 4 has VVV
The F inverter 5 is connected, and the VVVF inverter 5 drives the induction motor 6. The VVVF inverter 5 is controlled by the control unit 34.
【0005】図38は、図37における車両45をより
詳細に示した構成図である。
FIG. 38 is a configuration diagram showing the vehicle 45 in FIG. 37 in more detail.
【0006】なお、図38では、車輪7と誘導電動機6
とは独立した構成となっているが、これは便宜的な図で
あり、実際には、ギアを介して車輪7と誘導電動機6の
ロータとは機械的に結合されている。
In FIG. 38, wheels 7 and induction motor 6
However, this is a diagram for convenience, and in actuality, the wheels 7 and the rotor of the induction motor 6 are mechanically connected via gears.
【0007】図38において、制御ユニット34に関し
てより詳細に説明する。図38に示す制御系は、dq軸
回転座標系上にて、誘導電動機6の電流、電圧、磁束を
制御するベクトル制御方式である。
Referring to FIG. 38, the control unit 34 will be described in more detail. The control system shown in FIG. 38 is a vector control system that controls the current, voltage, and magnetic flux of the induction motor 6 on a dq axis rotation coordinate system.
【0008】制御ユニット34は、電流指令演算部1
0、出力電圧指令演算部11、座標系変換器12、出力
周波数指令演算部48、ゲート制御部13からなってい
る。
The control unit 34 includes a current command calculation unit 1
0, an output voltage command calculator 11, a coordinate system converter 12, an output frequency command calculator 48, and a gate controller 13.
【0009】電流指令演算部10では、dq軸座標系上
での電流指令値Id * ,Iq * を演算する。
The current command calculator 10 calculates current command values Id * and Iq * on the dq axis coordinate system.
【0010】出力電圧指令演算部11では、電流指令値
Id * ,Iq * とに基づいて、電流指令値に一致する電
流が流れるようにVVVFインバータ5が出力すべきd
軸出力電圧指令Vd * とq軸出力電圧Vq * とを演算出
力する。
In the output voltage command calculation unit 11, based on the current command values Id * and Iq * , the VVVF inverter 5 should output d so that a current matching the current command value flows.
The axis output voltage command Vd * and the q-axis output voltage Vq * are calculated and output.
【0011】座標系変換器12では、d軸出力電圧指令
値Vd * とq軸出力電圧指令値Vq * とに基づいて、d
軸を基準軸とする極座標へと変換する。
In the coordinate system converter 12, the d-axis output voltage command value Vd * and the q-axis output voltage command value Vq *
Convert to polar coordinates with the axis as the reference axis.
【0012】例えば、次式によりdq軸電圧指令Vd
* ,Vq * の大きさを演算し、出力電圧指令の大きさ
* として出力する。
For example, a dq-axis voltage command Vd is given by the following equation:
* , Vq * are calculated and output as the output voltage command magnitude V * .
【0013】[0013]
【数1】 (Equation 1)
【0014】また、次式によりd軸から出力電圧指令ベ
クトルまでの位相角をθv * として演算し、出力する。
Further, the phase angle from the d axis to the output voltage command vector is calculated as θv * according to the following equation, and is output.
【0015】[0015]
【数2】 (Equation 2)
【0016】座標系変換器12からの出力V* ,θv *
と、後述する出力周波数指令演算部48からの出力であ
る出力周波数指令値FINV* は、ゲート制御部13に
入力される。
Outputs V * , θv * from coordinate system converter 12
And an output frequency command value FINV * , which is an output from an output frequency command calculation unit 48 described later, is input to the gate control unit 13.
【0017】FINV* の積分値をθabとすると、θab
はa軸あるいはu軸からd軸までの位相角となる。従っ
て、θをθv * とθabとの加算値とすれば、基準となる
a軸から出力電圧指令ベクトルまでの位相差はθとな
る。
Assuming that the integral value of FINV * is θab, θab
Is the phase angle from the a-axis or u-axis to the d-axis. Therefore, if θ is the added value of θv * and θab, the phase difference from the reference a-axis to the output voltage command vector is θ.
【0018】ゲート制御部13では、ab軸静止座標系
上の出力電圧指令ベクトルを3相電圧指令値に変換し、
さらに出力電圧が3相出力電圧指令値に一致するよう
に、VVVFインバータ5のゲートを制御するが、この
詳細に関しては既存技術であるので、ここではその説明
を省略する。
The gate control unit 13 converts the output voltage command vector on the ab axis stationary coordinate system into a three-phase voltage command value,
Further, the gate of the VVVF inverter 5 is controlled so that the output voltage coincides with the three-phase output voltage command value. However, since the details of this are an existing technology, description thereof is omitted here.
【0019】出力周波数指令演算部48では、VVVF
インバータ5が出力すべき周波数指令値FINV* を演
算出力する。出力周波数指令演算部48には、速度検出
器42により検出された誘導電動機6のロータ回転周波
数FRが入力される。
In the output frequency command calculating section 48, VVVF
The frequency command value FINV * to be output by the inverter 5 is calculated and output. The output frequency command calculation unit 48 receives the rotor rotation frequency FR of the induction motor 6 detected by the speed detector 42.
【0020】出力周波数指令演算部48では、次式のよ
うに、出力周波数指令FINV* を演算し、出力する。
The output frequency command calculator 48 calculates and outputs an output frequency command FINV * as shown in the following equation.
【0021】[0021]
【数3】 (Equation 3)
【0022】ただし、R2:2次抵抗値、L2:2次イ
ンダクタンスである。
Here, R2 is a secondary resistance value, and L2 is a secondary inductance.
【0023】以上のように構成された電気車制御装置で
は、ある速度まで加速した後、惰性にまかせて走行する
惰行状態が存在する。この惰行状態では、VVVFイン
バータ5は停止しており、損失を低減している。そし
て、この惰行の間、誘導電動機6は荷電されていないた
め、磁束あるいは電流といった電気的状態量は、零であ
る。
In the electric vehicle control device configured as described above, there is a coasting state in which the vehicle is accelerated to a certain speed and then left to coast. In this coasting state, the VVVF inverter 5 is stopped, and the loss is reduced. Since the induction motor 6 is not charged during the coasting, the electric state quantity such as magnetic flux or current is zero.
【0024】このような惰行状態からVVVFインバー
タ5を再起動する場合、従来の電気車制御装置では、誘
導電動機6に設置された速度検出器42の情報から、誘
導電動機6のロータの回転周波数を検出し、制御ユニッ
ト34へ入力する。
When the VVVF inverter 5 is restarted from such a coasting state, the conventional electric vehicle control device determines the rotation frequency of the rotor of the induction motor 6 from the information of the speed detector 42 installed in the induction motor 6. Detect and input to the control unit 34.
【0025】この従来の電気車制御装置では、速度検出
器42により検出された誘導電動機6のロータ回転周波
数FRに基づいて再起動、すなわち磁束の立ち上げを行
なうため、何ら問題となることはなく、安定かつ確実な
再起動を行なうことが可能である。
In this conventional electric vehicle control device, restarting, that is, starting of magnetic flux is performed based on the rotor rotation frequency FR of the induction motor 6 detected by the speed detector 42, so that there is no problem. It is possible to perform a stable and reliable restart.
【0026】[0026]
【発明が解決しようとする課題】一方、速度検出器42
の弱電線は、動力線と同様に引き回されており、電気車
の保守性を低下させる要因であり、あるいは信号線に重
畳するノイズや振動による信号パルスの欠落等によっ
て、制御的にも悪影響を及ぼす可能性がある。
On the other hand, the speed detector 42
These weak wires are routed in the same way as power lines, and are factors that reduce the maintainability of electric vehicles, or have a bad influence on control due to the lack of signal pulses due to noise or vibration superimposed on signal lines. May be affected.
【0027】そこで、このような観点から、速度検出器
42を用いない速度センサレスベクトル制御を用いた電
気車制御装置が強く望まれる。
From such a viewpoint, there is a strong demand for an electric vehicle control device using speed sensorless vector control without using the speed detector 42.
【0028】しかしながら、速度センサレスベクトル制
御を用いた電気車制御装置では、惰行状態において、ロ
ータ回転周波数を検知し得る速度検出器がなく、またロ
ータ回転周波数を推定し得る誘起電圧も発生していな
い。
However, in the electric vehicle control device using the speed sensorless vector control, there is no speed detector capable of detecting the rotor rotational frequency in the coasting state, and no induced voltage capable of estimating the rotor rotational frequency is generated. .
【0029】そして、ロータの回転周波数が特定できな
い状態で誘導電動機6を再起動する場合、ロータ回転周
波数への引き込みに失敗する現象や、過電流・過電圧等
の保護動作によってVVVFインバータ5が停止する可
能性が高い。また、不要なトルクを引き起こして、乗り
心地を低下させる可能性がある。
When the induction motor 6 is restarted in a state where the rotation frequency of the rotor cannot be specified, the VVVF inverter 5 stops due to a failure to pull in the rotor rotation frequency or a protection operation such as overcurrent or overvoltage. Probability is high. In addition, unnecessary torque may be caused to reduce ride comfort.
【0030】従って、ロータの回転周波数が不明である
誘導電動機6を、安定かつ確実に再起動するためには、
誘導電動機6のロータ回転周波数を把握することが不可
欠である。
Therefore, in order to restart the induction motor 6 whose rotation frequency of the rotor is unknown in a stable and reliable manner,
It is essential to know the rotor rotation frequency of the induction motor 6.
【0031】本発明の目的は、誘導電動機のロータの回
転周波数を安定かつ迅速に推定し、惰行状態の誘導電動
機を速度センサレス制御により安定かつ確実に再起動す
ることが可能な速度センサレス制御を用いた電気車制御
装置を提供することにある。
An object of the present invention is to use speed sensorless control capable of stably and quickly estimating the rotation frequency of the rotor of an induction motor and restarting the induction motor in a coasting state stably and reliably by speed sensorless control. To provide an electric vehicle control device.
【0032】[0032]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、直流を任意の周波数の交流に
変換する可変電圧可変周波数インバータ(VVVFイン
バータ)と、当該VVVFインバータの直流側に接続さ
れたフィルタコンデンサと、VVVFインバータの交流
側に接続されて駆動される誘導電動機とから主回路を構
成し、電流指令値を演算する電流指令演算手段と、電流
指令値に一致する電流が得られるように出力電圧の指令
値を演算する出力電圧指令演算手段と、出力周波数指令
を演算する出力周波数指令演算手段と、出力電圧指令演
算手段からの出力と出力周波数指令演算手段からの出力
とを入力とし、VVVFインバータの出力電圧が一致す
るようにVVVFインバータのゲート制御を行なうゲー
ト制御手段とを備えて構成される速度センサレス制御を
用いた電気車制御装置において、出力周波数指令演算手
段として、誘導電動機が惰行状態から再起動を行なう場
合に、第1の所定値から第2の所定値に出力周波数指令
を漸増あるいは漸減させる手段を備え、誘導電動機に流
れる電流を検出する電流検出手段と、電流検出手段から
の出力である電流検出値と、電流指令演算手段からの出
力である電流指令値と、出力電圧指令演算手段からの出
力である出力電圧指令値の少なくとも一つに基づいて、
誘導電動機のロータ回転周波数を推定するロータ回転周
波数検知手段とを備えている。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a variable voltage variable frequency inverter (VVVF inverter) for converting a direct current into an alternating current having an arbitrary frequency, and a direct current (DC) of the VVVF inverter. Command calculation means for calculating a current command value, comprising a main circuit composed of a filter capacitor connected to the inverter side and an induction motor connected and driven to the AC side of the VVVF inverter, and a current matching the current command value. Output voltage command calculating means for calculating the command value of the output voltage so as to obtain an output frequency command calculating means for calculating the output frequency command, output from the output voltage command calculating means and output from the output frequency command calculating means. And a gate control means for performing gate control of the VVVF inverter so that the output voltages of the VVVF inverter coincide with each other. In the electric vehicle control apparatus using speed sensorless control configured as described above, when the induction motor restarts from the coasting state, the output frequency is changed from the first predetermined value to the second predetermined value as output frequency command calculation means. A means for gradually increasing or decreasing the command, a current detection means for detecting a current flowing through the induction motor, a current detection value output from the current detection means, and a current command value output from the current command calculation means, Based on at least one of the output voltage command values that are outputs from the output voltage command calculation means,
A rotor rotation frequency detecting means for estimating a rotor rotation frequency of the induction motor.
【0033】従って、請求項1の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、誘導電動機が
惰行している状態から再起動をする際に、第1の所定値
から第2の所定値へと出力周波数指令を漸増あるいは漸
減させる。これにより、誘導電動機の滑り、すなわち誘
導電動機のインピーダンスが変化し、これに応じた電気
的現象を検知することで、誘導電動機のロータ回転周波
数を推定することが可能となる。そして、この推定され
たロータ回転周波数に基づいて再起動動作を行なうた
め、過電流・過電圧や不要なトルクの発生を防ぐことが
できる。これにより、VVVFインバータの保護停止を
抑制したり、あるいは乗り心地の劣化を抑制することが
期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, when the induction motor is restarted from a state in which the induction motor is coasting, the first predetermined value is reduced to the second predetermined value. The output frequency command is gradually increased or decreased to a value. As a result, the slip of the induction motor, that is, the impedance of the induction motor changes, and by detecting an electrical phenomenon corresponding to the slip, it is possible to estimate the rotor rotation frequency of the induction motor. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. As a result, it can be expected that the protection stop of the VVVF inverter is suppressed or the deterioration of the riding comfort is suppressed.
【0034】また、請求項2の発明では、上記請求項1
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置に
おいて、出力電圧指令演算手段を、電流指令値に基づい
て誘導電動機の1次インピーダンスによる電圧降下分を
演算出力する手段から構成し、ロータ回転周波数検知手
段を、電流検出手段により検出された電流値を入力と
し、電流の大きさを演算する電流ベクトル長演算手段
と、電流ベクトル長演算手段からの出力である電流の大
きさを入力とし、当該電流の大きさが所定の検知レベル
値よりも減少した時の出力周波数指令の値をロータ回転
周波数推定値として設定するロータ回転周波数推定値設
定手段とから構成している。
According to the second aspect of the present invention, the first aspect is provided.
In the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the invention, the output voltage command calculation means is configured to calculate and output a voltage drop due to the primary impedance of the induction motor based on the current command value, and The detecting means receives the current value detected by the current detecting means as an input, receives a current vector length calculating means for calculating the magnitude of the current, and receives as an input the magnitude of the current output from the current vector length computing means. And a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting a value of an output frequency command when the magnitude of the current is lower than a predetermined detection level value as a rotor rotation frequency estimation value.
【0035】従って、請求項2の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、出力周波数指
令が第1の所定値から第2の所定値へと漸増あるいは漸
減する際に、VVVFインバータの出力電流ベクトルの
大きさが電流検知レベルよりも低下した時点での出力周
波数指令値を、ロータ回転周波数推定値として設定す
る。出力電圧指令として、漏れインダクタンスでの電圧
降下分のみを補償するため、ロータ回転周波数の推定過
程における過電流やトルクの発生を抑制することができ
る。これにより、電気車の乗り心地の劣化が抑えられる
と共に、直流リンク電圧の不安定化を抑制でき、過電圧
・低電圧によるVVVFインバータの保護動作を回避す
ることが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the second aspect of the present invention, when the output frequency command gradually increases or decreases from the first predetermined value to the second predetermined value, the VVVF inverter is used. The output frequency command value at the time when the magnitude of the output current vector is lower than the current detection level is set as the rotor rotation frequency estimation value. Since only the voltage drop due to the leakage inductance is compensated as the output voltage command, it is possible to suppress occurrence of overcurrent and torque in the process of estimating the rotor rotation frequency. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the riding comfort of the electric vehicle, suppress the instability of the DC link voltage, and avoid the protection operation of the VVVF inverter due to the overvoltage and the low voltage.
【0036】さらに、請求項3の発明では、上記請求項
2の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、ロータ回転周波数検知手段における所定の検
知レベル値を得る手段を、出力周波数指令値を入力と
し、その絶対値を演算する絶対値演算手段と、絶対値演
算手段からの出力を入力とし、出力周波数指令値の絶対
値が小さい場合には、電流の大きさを判定する検知レベ
ル値を大きく設定する検知レベル設定手段とから構成し
ている。
According to a third aspect of the present invention, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the second aspect of the present invention, the means for obtaining a predetermined detection level value in the rotor rotation frequency detection means is controlled by an output frequency command. Input value and an absolute value calculating means for calculating the absolute value thereof; and an output from the absolute value calculating means as an input. When the absolute value of the output frequency command value is small, a detection level for determining the magnitude of the current. And a detection level setting means for setting a large value.
【0037】従って、請求項3の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項2
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さらに、請求項
2の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と比べて、出力周波数指令値の絶対値が小さい場合に
は、前述の検知レベル値を大きく設定することにより、
ロータ回転周波数が低い領域においても、ロータ回転周
波数の推定を可能とすることができ、速度推定の範囲を
向上することが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the third aspect of the present invention,
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. Furthermore, when the absolute value of the output frequency command value is small as compared with the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the second aspect of the present invention, the detection level value is set to be large,
Even in a region where the rotor rotation frequency is low, it is possible to estimate the rotor rotation frequency, and the range of speed estimation can be expected to be improved.
【0038】一方、請求項4の発明では、上記請求項2
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置に
おいて、出力電圧指令演算手段を、電流指令値に基づい
て誘導電動機の1次インピーダンスによる電圧降下分を
演算出力する手段の代わりに、電流指令値に基づいて誘
導電動機の漏れインダクタンスによる電圧降下分を出力
電圧指令として出力する手段から構成している。
On the other hand, according to the invention of claim 4, the above-mentioned claim 2
In the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the invention, the output voltage command calculation means is replaced with a current command value instead of a means for calculating and outputting a voltage drop by the primary impedance of the induction motor based on the current command value. And outputs a voltage drop due to the leakage inductance of the induction motor as an output voltage command based on the output voltage command.
【0039】従って、請求項4の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項2
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さらに、請求項
2の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と比べて、出力電圧指令演算手段において、1次抵抗の
電圧降下分を演算していない分、制御ソフトの容量の縮
小と演算処理時間の短縮を期待することができる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the fourth aspect of the present invention,
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. Further, compared with the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the second aspect of the present invention, the output voltage command calculation means does not calculate the voltage drop of the primary resistance, so that the capacity of the control software can be reduced. It can be expected that the calculation processing time will be shortened.
【0040】また、請求項5の発明では、上記請求項2
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置に
おいて、ロータ回転周波数検知手段を、電流検出手段に
より検出された電流値を入力とし、電流の大きさを演算
する電流ベクトル長演算手段と、出力周波数指令値が第
1の所定値から第2の所定値へと漸増あるいは漸減する
間に電流ベクトル長演算手段からの出力である電流の大
きさの最小値となる時点での出力周波数指令値をロータ
回転周波数推定値として設定するロータ回転周波数推定
手段とから構成している。
According to the fifth aspect of the present invention, the above second aspect is provided.
In the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the invention, the rotor rotation frequency detecting means receives the current value detected by the current detecting means as an input, calculates a current magnitude, and outputs the current vector length. While the frequency command value gradually increases or decreases from the first predetermined value to the second predetermined value, the output frequency command value at the time when the current magnitude which is the output from the current vector length calculation means becomes the minimum value is obtained. And a rotor rotation frequency estimating means for setting as a rotor rotation frequency estimation value.
【0041】従って、請求項5の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項2
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さらに、請求項
2の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と比べて、電流ベクトルの大きさが最も落ち込む点を探
るため、ロータ回転周波数の推定値の推定精度を向上す
ることが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the fifth aspect of the present invention,
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. Furthermore, compared to the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the second aspect of the present invention, it is expected to improve the estimation accuracy of the estimated value of the rotor rotational frequency in order to find the point where the magnitude of the current vector falls most. it can.
【0042】さらに、請求項6の発明では、上記請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、出力周波数指令演算手段を、出力周波数指令
値を入力とし、出力周波数指令の絶対値を演算出力する
絶対値演算手段と、絶対値演算手段からの出力である出
力周波数指令の絶対値が小さい場合には、出力周波数指
令値が漸増あるいは漸減する周波数の変化率を小さくす
る手段とから構成している。
According to a sixth aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, the output frequency command calculating means receives the output frequency command value as an input, and outputs the output frequency command value. Absolute value calculating means for calculating and outputting an absolute value, and means for reducing the rate of change of the frequency at which the output frequency command value gradually increases or decreases when the absolute value of the output frequency command output from the absolute value calculating means is small. It is composed of
【0043】従って、請求項6の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項1
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さらに、請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と比べて、出力周波数指令値の絶対値が小さい範囲で
は、出力周波数指令値の変化率を小さくし、ゆるやかに
周波数を漸増あるいは漸減させることで、インピーダン
スの変化の影響を大きくすることが可能となる。これに
より、ロータ回転周波数が低い領域においても、回転周
波数の推定を可能とすることができ、速度推定の範囲を
向上することが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the invention of claim 6, the above-mentioned claim 1 is provided.
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. Further, in a range where the absolute value of the output frequency command value is small, the rate of change of the output frequency command value is reduced and the frequency is gradually increased in a range where the absolute value of the output frequency command value is smaller than that of the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the first aspect of the invention. Alternatively, the effect of the change in impedance can be increased by gradually decreasing the impedance. As a result, it is possible to estimate the rotation frequency even in a region where the rotor rotation frequency is low, and it is expected that the range of speed estimation can be improved.
【0044】一方、請求項7の発明では、上記請求項6
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置に
おいて、出力周波数指令演算手段としては、第1の所定
値の絶対値が第2の所定値の絶対値よりも大きいものと
している。
On the other hand, according to the seventh aspect of the present invention, the sixth aspect of the present invention is provided.
In the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the invention, the absolute value of the first predetermined value is larger than the absolute value of the second predetermined value.
【0045】従って、請求項7の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項6
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さらに、ロータ
回転周波数の正転を仮定すれば、出力周波数指令値は、
高周波から低周波へ漸減するように設定される。出力周
波数指令値が低周波である場合には、その変化率が小さ
く設定されるために、高周波から低周波へと漸減させる
ことにより、単位時間内に広い周波数範囲を漸増あるい
は漸減できることになる。これにより、平均的なロータ
回転周波数の検知時間を短縮することができ、迅速な再
起動が期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the invention of claim 7, the electric vehicle control apparatus of claim 6
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. Further, assuming that the rotor rotation frequency is normal rotation, the output frequency command value is
It is set to gradually decrease from high frequency to low frequency. When the output frequency command value is a low frequency, the rate of change is set to a small value. Therefore, by gradually decreasing the frequency from a high frequency to a low frequency, a wide frequency range can be gradually increased or decreased within a unit time. As a result, the average rotor rotation frequency detection time can be shortened, and rapid restart can be expected.
【0046】また、請求項8の発明では、上記請求項1
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置に
おいて、出力周波数指令手段としては、誘導電動機が惰
行状態から再起動を行なう場合に、ある所定の時間経過
するまでは出力周波数指令値を一定とする手段を付加し
ている。
According to the eighth aspect of the present invention, the first aspect is provided.
In the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention, as the output frequency command means, when the induction motor restarts from the coasting state, the output frequency command value is kept constant until a predetermined time elapses. The means to do it is added.
【0047】従って、請求項8の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項1
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さにに、請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と比べて、誘導電動機が惰行する状態からロータ回転周
波数を推定する際、まず出力周波数指令値を第1の所定
値にある期間一定に保ち、その後漸増あるいは漸減させ
る。これにより、電圧や電流等の電気的状態量が安定化
し、ロータ回転周波数検知の際の誤検知を抑制すること
が期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the present invention, the first aspect is provided.
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. When estimating the rotor rotation frequency from the state in which the induction motor coasts, first, the output frequency command value is set to the first predetermined value as compared with the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention. , And then increase or decrease gradually. This stabilizes the amount of electrical state such as voltage and current, and can be expected to suppress erroneous detection when detecting the rotor rotation frequency.
【0048】さらに、請求項9の発明では、上記請求項
8の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、出力周波数指令手段により、ある所定時間経
過するまでの出力周波数指令値が一定である状態におい
て、電流検出手段により検出された電流値を入力とし、
電流指令値の座標系へ座標系変換を行なう座標系変換手
段と、座標系変換された電流値と電流指令値との偏差を
演算する減算手段と、減算手段により演算された電流偏
差が零となるように、出力電圧指令演算手段への出力を
補正する量を演算する電流制御手段と、電流制御手段に
より演算された出力電圧指令への補正量と出力電圧指令
手段からの出力とを加算することで補正する加算手段と
を付加している。
According to a ninth aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the eighth aspect, the output frequency command value is kept constant until a predetermined time elapses by the output frequency command means. In the state of, the current value detected by the current detection means is input,
Coordinate system conversion means for performing coordinate system conversion to the coordinate system of the current command value, subtraction means for calculating the deviation between the current value converted from the coordinate system and the current command value, and the current deviation calculated by the subtraction means being zero. Current control means for calculating an amount for correcting the output to the output voltage command calculation means, and the correction amount for the output voltage command calculated by the current control means and the output from the output voltage command means are added. In addition, an adding means for performing correction is added.
【0049】従って、請求項9の発明の速度センサレス
制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項8
の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置と
同様な作用効果を奏することができる。さらに、請求項
8の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と比べて、出力周波数指令値が一定となる期間におい
て、電流制御が加わることで、電流を高速に安定化させ
ることが可能である。これにより、出力周波数指令値を
一定とする期間が短縮できるため、ロータ回転周波数の
推定にかかる時間を短縮することが可能であり、再起動
を迅速に行なうことが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the ninth aspect of the present invention,
The same operation and effect as those of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the invention can be obtained. Further, compared to the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the eighth aspect of the present invention, the current control is added during the period in which the output frequency command value is constant, so that the current can be stabilized at high speed. It is. As a result, the period during which the output frequency command value is kept constant can be shortened, so that the time required for estimating the rotor rotation frequency can be shortened, and a quick restart can be expected.
【0050】一方、請求項10の発明では、上記請求項
8の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、出力周波数指令値の初期値である第1の所定
値は、誘導電動機のロータ回転周波数の可能性の範囲外
に設定するようにしている。
According to a tenth aspect of the present invention, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the eighth aspect of the present invention, the first predetermined value, which is the initial value of the output frequency command value, is set to the value of the induction motor. The rotor rotation frequency is set outside the range of the possibility.
【0051】従って、請求項10の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項
8の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と同様な作用効果を奏することができる。さらに、出力
周波数指令値が漸増あるいは漸減する始点となる第1の
所定値は、予測されるロータ回転周波数の可能性の範囲
外に設定される。これにより、出力周波数指令値が一定
となる期間において、磁束やトルクが発生することを抑
制することができる。ロータ回転周波数の推定の過程に
生じる直流リンク電圧の不安定化・過電圧・定電圧とい
う現象を抑制することが期待できる。また、トルク発生
に伴なう、乗り心地の劣化を抑制することが期待でき
る。
Therefore, the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the tenth aspect of the present invention has the same operation and effect as the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the eighth aspect of the present invention. it can. Furthermore, the first predetermined value, which is the starting point of the output frequency command value gradually increasing or decreasing, is set outside the range of the possibility of the predicted rotor rotation frequency. Thus, it is possible to suppress generation of magnetic flux and torque during a period in which the output frequency command value is constant. It can be expected that DC link voltage instability, overvoltage, and constant voltage, which occur in the process of estimating the rotor rotation frequency, are suppressed. Further, it can be expected that deterioration of ride comfort due to generation of torque is suppressed.
【0052】また、請求項11の発明では、上記請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、誘導電動機のロータ回転周波数の概略値を知
り得る場合、出力周波数指令演算手段の第1の所定値
を、ロータ回転周波数の概略値に応じて、当該ロータ回
転周波数の概略値の近傍に設定するようにしている。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, when an approximate value of the rotor rotation frequency of the induction motor can be obtained, the output frequency command calculation means is provided. Is set near the approximate value of the rotor rotation frequency in accordance with the approximate value of the rotor rotation frequency.
【0053】従って、請求項11の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
と同様な作用効果を奏することができる。さらに、出力
周波数指令値の初期値である第1の所定値が、ロータ回
転周波数の概略値の近傍に設定される。出力周波数指令
値を漸増あるいは漸減する初期値が、予測されるロータ
回転周波数付近であるため、ロータ回転周波数の推定に
かかる時間を短縮することが可能であり、誘導電動機の
再起動を迅速に行なうことが期待できる。
Therefore, the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the eleventh aspect of the invention can provide the same operation and effect as the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the invention. it can. Further, a first predetermined value, which is an initial value of the output frequency command value, is set near the approximate value of the rotor rotation frequency. Since the initial value for gradually increasing or decreasing the output frequency command value is near the predicted rotor rotation frequency, the time required for estimating the rotor rotation frequency can be shortened, and the induction motor can be quickly restarted. I can expect that.
【0054】さらに、請求項12の発明では、上記請求
項11の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御
装置において、誘導電動機のロータ回転周波数の概略値
を得る手段を、電気車の編成に1つ以上設けられる車輪
あるいは誘導電動機の回転周波数を検出する速度検出手
段と、速度検出手段により検出された速度に基づいて、
誘導電動機のロータ回転周波数の概略値を設定する手段
とから構成している。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the eleventh aspect of the present invention, the means for obtaining the approximate value of the rotor rotation frequency of the induction motor is provided in the electric vehicle formation. Speed detection means for detecting the rotation frequency of one or more wheels or induction motors, based on the speed detected by the speed detection means,
Means for setting an approximate value of the rotor rotation frequency of the induction motor.
【0055】従って、請求項12の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、前記請求項
11の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装
置と同様な作用効果を奏することができる。さらに、出
力周波数指令値を漸増あるいは漸減する始点である第1
の所定値は、電気車の編成に少なくとも一つ備えられた
速度検出器の情報に基づいて、ロータ回転周波数へと換
算された概略値の近傍に設定される。出力周波数指令を
漸増あるいは漸減させる周波数の初期値が、検出された
回転周波数の近傍より開始されるため、ロータ回転周波
数を検知する時間を短縮して、誘導電動機の再起動を迅
速に行なうことが期待できる。
Therefore, the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the twelfth aspect of the invention has the same operation and effect as the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the eleventh aspect. it can. Further, a first point, which is a starting point for gradually increasing or decreasing the output frequency command value,
Is set in the vicinity of the approximate value converted into the rotor rotation frequency based on information of at least one speed detector provided in the formation of the electric vehicle. Since the initial value of the frequency for gradually increasing or decreasing the output frequency command starts near the detected rotation frequency, it is possible to shorten the time for detecting the rotor rotation frequency and quickly restart the induction motor. Can be expected.
【0056】一方、請求項13の発明では、上記請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、ロータ回転周波数検知手段を、電流検出手段
により検出された電流値を入力とし、電流の大きさを演
算する電流ベクトル長演算手段と、出力電圧指令演算手
段からの出力である出力電圧指令の大きさと、電流ベク
トル長演算手段からの出力とに基づいて、誘導電動機の
インピーダンスを推定するインピーダンス推定手段と、
出力周波数指令値に基づいてインピーダンス基準を演算
するインピーダンス基準演算手段と、インピーダンス推
定手段からの出力である誘導電動機のインピーダンス推
定値とインピーダンス基準演算手段からの出力であるイ
ンピーダンス基準とを入力とし、インピーダンス推定値
がインピーダンス基準を超過した時の出力周波数指令値
をロータ回転周波数推定値として設定するロータ回転周
波数推定値設定手段とから構成している。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, the rotor rotation frequency detecting means receives the current value detected by the current detecting means as an input. The current vector length calculating means for calculating the magnitude of the current; the magnitude of the output voltage command which is the output from the output voltage command calculating means; and the output of the current vector length calculating means. Impedance estimation means for estimating,
An impedance reference calculating means for calculating an impedance reference based on an output frequency command value; and an impedance reference value output from the impedance reference calculating means and an impedance estimated value of the induction motor as an output from the impedance estimating means. And a rotor rotation frequency estimated value setting means for setting an output frequency command value when the estimated value exceeds the impedance reference as a rotor rotation frequency estimated value.
【0057】従って、請求項13の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、出力周波数
指令値が第1の所定値から第2の所定値へと漸増あるい
は漸減する際に、推定演算された誘導電動機のインピー
ダンスが演算されたインピーダンス基準値を超過した時
点での出力周波数指令値をロータ回転周波数推定値とし
て設定する。滑りが0の近傍では、誘導電動機のインピ
ーダンスが大きくなるため、インピーダンスの推定値が
インピーダンス基準値を超えた時点での出力周波数指令
値を、ロータ回転周波数の推定値として設定すること
で、ロータの回転周波数を推定することが可能となる。
そして、この推定されたロータ回転周波数に基づいて再
起動動作を行なうため、過電流・過電圧や不要なトルク
の発生を防ぐことができる。これにより、VVVFイン
バータの保護停止を抑制したり、あるいは乗り心地の劣
化を抑制することが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the thirteenth aspect, when the output frequency command value is gradually increased or decreased from the first predetermined value to the second predetermined value, the estimation is performed. An output frequency command value at the time when the calculated impedance of the induction motor exceeds the calculated impedance reference value is set as a rotor rotation frequency estimated value. When the slip is near zero, the impedance of the induction motor becomes large. Therefore, the output frequency command value at the time when the estimated value of the impedance exceeds the impedance reference value is set as the estimated value of the rotor rotation frequency. The rotation frequency can be estimated.
Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. As a result, it can be expected that the protection stop of the VVVF inverter is suppressed or the deterioration of the riding comfort is suppressed.
【0058】また、請求項14の発明では、上記請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、電流検出手段により検出された電流値を入力
とし、電流指令値の座標系へ座標系変換を行なう座標系
変換手段と、座標系変換された電流値と電流指令値との
偏差を演算する減算手段と、減算手段により演算された
電流偏差が零となるように、出力電圧指令演算手段への
出力を補正する量を演算する電流制御手段と、電流制御
手段により演算された出力電圧指令への補正量と、出力
電圧指令手段からの出力とを加算する加算手段とを付加
し、ロータ回転周波数検知手段を、出力電圧指令演算手
段からの出力である出力電圧指令の大きさを演算する手
段と、出力周波数指令演算手段からの出力である出力周
波数指令値により、出力電圧指令値の大きさを除算する
除算手段と、除算手段からの出力を入力とし、絶対値を
演算する絶対値演算手段と、絶対値演算手段からの出力
が所定値よりも増加した時の出力周波数指令の値をロー
タ回転周波数推定値として設定するロータ回転周波数推
定値設定手段とから構成している。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, the current value detected by the current detecting means is input and the coordinate system of the current command value is used. Coordinate system converting means for performing coordinate system conversion, subtracting means for calculating a deviation between the current value converted from the coordinate system and the current command value, and output voltage so that the current deviation calculated by the subtracting means becomes zero. Current control means for calculating the amount of correction to the output to the command calculation means, and addition means for adding the correction amount to the output voltage command calculated by the current control means and the output from the output voltage command means are added. The rotor rotation frequency detecting means is calculated by means of calculating the magnitude of the output voltage command output from the output voltage command calculating means and the output frequency command value output from the output frequency command calculating means. Division means for dividing the magnitude of the output voltage command value; absolute value calculation means for receiving an output from the division means and calculating an absolute value; And a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting the value of the output frequency command as the rotor rotation frequency estimation value.
【0059】従って、請求項14の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、出力周波数
指令値が第1の所定値から第2の所定値へと漸増あるい
は漸減する際に、VVVFインバータの出力電圧指令値
の大きさと出力周波数指令との比、いわゆるV/F比が
所定の検知レベルを超過した時点での出力周波数指令値
をロータ回転周波数推定値として設定する。滑りが0の
近傍では、誘導電動機のインピーダンスが増加するが、
電流制御の作用によって、電流指令値に一致した電流が
流れるとすると、インピーダンスに応じた出力電圧が必
要となり、出力周波数指令値に対する出力電圧指令値の
大きさの比率すなわちV/F比が大きくなる。従って、
V/F比が所定値以上に増加した時点での、出力周波数
指令値をラッチすることで、ロータ回転周波数を推定す
ることが可能である。そして、この推定されたロータ回
転周波数に基づいて再起動動作を行なうため、過電流・
過電圧や不要なトルクの発生を防ぐことができる。これ
により、VVVFインバータの保護停止を抑制したり、
あるいは乗り心地の劣化を抑制することが期待できる。
Therefore, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the fourteenth aspect of the present invention, when the output frequency command value gradually increases or decreases from the first predetermined value to the second predetermined value, VVVF The output frequency command value when the ratio between the magnitude of the output voltage command value of the inverter and the output frequency command, that is, the so-called V / F ratio exceeds a predetermined detection level, is set as the rotor rotation frequency estimation value. When the slip is near zero, the impedance of the induction motor increases,
Assuming that a current corresponding to the current command value flows by the action of the current control, an output voltage corresponding to the impedance is required, and the ratio of the magnitude of the output voltage command value to the output frequency command value, that is, the V / F ratio increases. . Therefore,
By latching the output frequency command value when the V / F ratio has increased to a predetermined value or more, it is possible to estimate the rotor rotation frequency. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency,
It is possible to prevent the occurrence of overvoltage and unnecessary torque. Thereby, the protection stop of the VVVF inverter can be suppressed,
Alternatively, it can be expected that deterioration of ride comfort is suppressed.
【0060】さらに、請求項15の発明では、上記請求
項1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装
置において、ロータ回転周波数検知手段を、誘導電動機
の出力電力を演算する出力電力演算手段と、出力電力演
算手段からの出力である誘導電動機の出力電力演算値
が、所定値よりも増加あるいは低下した時点での出力周
波数指令の値をロータ回転周波数推定値として設定する
ロータ回転周波数推定値設定手段とから構成している。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the electric vehicle controller using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, the rotor rotation frequency detecting means is replaced with an output power calculating means for calculating the output power of the induction motor. And a rotor rotation frequency estimation value that sets the value of the output frequency command when the output power calculation value of the induction motor, which is the output from the output power calculation means, increases or decreases below a predetermined value as the rotor rotation frequency estimation value. And setting means.
【0061】従って、請求項15の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、出力周波数
指令値が第1の所定値から第2の所定値へと漸増あるい
は漸減する際に、誘導電動機の出力電力演算値が所定の
検知レベルよりも増加あるいは低下した時点での出力周
波数指令値を、ロータ回転周波数推定値として設定す
る。誘導電動機の特性として、出力周波数指令値がロー
タ回転周波数よりも小さく、すべり周波数が負である状
態では、定常的にはマイナスの出力電力が発生すること
が知られており、また、出力周波数指令値がロータ回転
周波数よりも大きく、すべり周波数が正である状態で
は、定常的にはプラスの出力電力が発生することが知ら
れている。また、すべり周波数が正あるいは負で非常に
大きい場合には、出力電力は0に近いことも誘導電動機
の特性より周知である。従って、出力電力演算値が所定
の検知レベルよりも増加あるいは低下した時点にて、出
力周波数指令値をラッチすることで、ロータ回転周波数
を推定することが可能である。そして、この推定された
ロータ回転周波数に基づいて再起動動作を行なうため、
過電流・過電圧や不要なトルクの発生を防ぐことができ
る。これにより、VVVFインバータの保護停止を抑制
したり、あるいは乗り心地の劣化を抑制することが期待
できる。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the fifteenth aspect of the present invention, when the output frequency command value is gradually increased or decreased from the first predetermined value to the second predetermined value, a guidance is provided. The output frequency command value at the time when the output power calculation value of the motor has increased or decreased below a predetermined detection level is set as a rotor rotation frequency estimation value. It is known that the output frequency command value is smaller than the rotor rotation frequency and that the slip frequency is negative when the output frequency command value is constantly generated as a characteristic of the induction motor. It is known that in a state where the value is larger than the rotor rotation frequency and the slip frequency is positive, positive output power is constantly generated. It is also known from the characteristics of the induction motor that the output power is close to 0 when the slip frequency is very large, positive or negative. Therefore, by latching the output frequency command value when the output power calculation value increases or decreases below the predetermined detection level, it is possible to estimate the rotor rotation frequency. Then, in order to perform a restart operation based on the estimated rotor rotation frequency,
It is possible to prevent overcurrent, overvoltage and generation of unnecessary torque. As a result, it can be expected that the protection stop of the VVVF inverter is suppressed or the deterioration of the riding comfort is suppressed.
【0062】また、請求項16の発明では、上記請求項
1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置
において、ロータ回転周波数検知手段を、電流検出手段
により検出された電流値を、電流指令演算手段からの出
力である電流指令値に一致した成分と電流指令値に直交
した成分とに変換する座標系変換手段と、座標系変換手
段からの出力である電流指令値に一致した電流成分を入
力とし、当該電流成分が所定の検知レベル値よりも減少
した時の出力周波数指令の値をロータ回転周波数推定値
として設定するロータ回転周波数推定値設定手段とから
構成している。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, the rotor rotation frequency detecting means is used for detecting the current value detected by the current detecting means. Coordinate system conversion means for converting a component corresponding to the current command value output from the command calculation means and a component orthogonal to the current command value, and a current component matching the current command value output from the coordinate system conversion means And the rotor frequency estimation value setting means for setting the value of the output frequency command when the current component decreases below a predetermined detection level value as the rotor frequency estimation value.
【0063】従って、請求項16の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、出力周波数
指令値が第1の所定値から第2の所定値へと漸増する際
に、誘導電動機の電流の成分の中で、電流指令値に一致
する成分が所定の検知レベルよりも増加した時点での出
力周波数指令値を、ロータ回転周波数推定値として設定
する。出力周波数指令値が、実際のロータ周波数と大き
く離れている状態、すなわちすべり周波数が正あるいは
負で非常に大きい場合には、誘導電動機の等価回路にお
いて、2次抵抗回路の等価インピーダンスが0に近くな
るため、1次インピーダンスでの電圧降下のみを補償す
る場合、電流指令値に一致した成分の電流が流れる。ま
た、出力周波数指令値が、実際のロータ周波数の近傍に
あり、すべり周波数が正あるいは負で零に近い場合に
は、2次抵抗等価インピーダンスは非常に大きくなり、
電流は励磁回路に流れ込む。このため、2次抵抗回路の
電流、すなわち電流指令値に一致した電流成分は、減少
する。
Therefore, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the sixteenth aspect of the present invention, when the output frequency command value gradually increases from the first predetermined value to the second predetermined value, Among the current components, the output frequency command value at the time when the component that matches the current command value increases above a predetermined detection level is set as the rotor rotation frequency estimation value. When the output frequency command value is far away from the actual rotor frequency, that is, when the slip frequency is very large, positive or negative, the equivalent impedance of the secondary resistance circuit is close to 0 in the equivalent circuit of the induction motor. Therefore, when only the voltage drop at the primary impedance is compensated, a current having a component that matches the current command value flows. When the output frequency command value is near the actual rotor frequency and the slip frequency is positive or negative and close to zero, the secondary resistance equivalent impedance becomes very large,
The current flows into the excitation circuit. Therefore, the current of the secondary resistance circuit, that is, the current component that matches the current command value decreases.
【0064】従って、電流指令値に一致した電流成分が
所定の検知レベルよりも低下した時点にて、出力周波数
指令値をラッチすることで、ロータ回転周波数を推定す
ることが可能である。そして、この推定されたロータ回
転周波数に基づいて再起動動作を行なうため、過電流・
過電圧や不要なトルクの発生を防ぐことができる。これ
により、VVVFインバータの保護停止を抑制したり、
あるいは乗り心地の劣化を抑制することが期待できる。
Therefore, the rotor frequency can be estimated by latching the output frequency command value when the current component that matches the current command value falls below the predetermined detection level. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency,
It is possible to prevent the occurrence of overvoltage and unnecessary torque. Thereby, the protection stop of the VVVF inverter can be suppressed,
Alternatively, it can be expected that deterioration of ride comfort is suppressed.
【0065】さらに、請求項17の発明では、上記請求
項1の発明の速度センサレス制御を用いた電気車制御装
置において、ロータ回転周波数検知手段を、電流検出手
段により検出された電流値を、電流指令演算手段からの
出力である電流指令値に一致した成分と電流指令値に直
交した成分とに変換する座標系変換手段と、座標系変換
手段からの出力である電流指令値に直交した電流成分を
入力とし、当該電流成分が所定の検知レベル値よりも減
少あるいは増加した時の出力周波数指令の値をロータ回
転周波数推定値として設定するロータ回転周波数推定値
設定手段とから構成している。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first aspect of the present invention, the rotor rotation frequency detecting means is used for detecting the current value detected by the current detecting means. Coordinate system conversion means for converting a component corresponding to the current command value output from the command calculation means and a component orthogonal to the current command value, and a current component orthogonal to the current command value output from the coordinate system conversion means And a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting an output frequency command value when the current component decreases or increases below a predetermined detection level value as a rotor rotation frequency estimation value.
【0066】従って、請求項17の発明の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置においては、出力周波数
指令値が第1の所定値から第2の所定値へと漸増する際
に、誘導電動機の電流の成分の中で、電流指令値に直交
した成分が所定の検知レベルよりも増加した時点での出
力周波数指令値を、ロータ回転周波数推定値として設定
する。出力周波数指令値が、実際のロータ周波数と大き
く離れている状態、すなわちすべり周波数が正あるいは
負で非常に大きい場合には、誘導電動機の等価回路にお
いて、2次抵抗回路の等価インピーダンスが0に近くな
るため、1次インピーダンスでの電圧降下のみを補償す
る場合、電流指令に一致した成分の電流が流れる。ま
た、出力周波数指令値が、実際のロータ周波数の近傍に
あり、すべり周波数が正あるいは負で零に近い場合に
は、2次抵抗等価インピーダンスは非常に大きくなり、
電流は励磁回路に流れ込む。このため、励磁電流、すな
わち電流指令値に直交した電流成分が発生する。ロータ
回転周波数が正転である定常状態では、電流指令値に直
交する電流成分は、出力周波数指令値が実際のロータ回
転周波数よりも小さい場合には、負であり、出力周波数
指令が実際のロータ周波数より大きい場合には、正とな
り発生する。
Therefore, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the seventeenth aspect of the present invention, when the output frequency command value is gradually increased from the first predetermined value to the second predetermined value, Among the current components, the output frequency command value at the time when the component orthogonal to the current command value increases above a predetermined detection level is set as the rotor rotation frequency estimation value. When the output frequency command value is far away from the actual rotor frequency, that is, when the slip frequency is very large, positive or negative, the equivalent impedance of the secondary resistance circuit is close to 0 in the equivalent circuit of the induction motor. Therefore, when compensating only for the voltage drop at the primary impedance, a current having a component corresponding to the current command flows. When the output frequency command value is near the actual rotor frequency and the slip frequency is positive or negative and close to zero, the secondary resistance equivalent impedance becomes very large,
The current flows into the excitation circuit. Therefore, an exciting current, that is, a current component orthogonal to the current command value is generated. In a steady state where the rotor rotation frequency is normal rotation, the current component orthogonal to the current command value is negative when the output frequency command value is smaller than the actual rotor rotation frequency, and the output frequency command is If the frequency is higher than the frequency, it becomes positive and occurs.
【0067】従って、電流指令値に直交する電流成分が
所定の検知レベルよりも増加した時点にて、出力周波数
指令値をラッチすることで、ロータ回転周波数を推定す
ることが可能である。そして、この推定されたロータ回
転周波数に基づいて再起動動作を行なうため、過電流・
過電圧や不要なトルクの発生を防ぐことができる。これ
により、VVVFインバータの保護停止を抑制したり、
あるいは乗り心地の劣化を抑制することが期待できる。
Therefore, when the current component orthogonal to the current command value exceeds a predetermined detection level, the rotor frequency can be estimated by latching the output frequency command value. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency,
It is possible to prevent the occurrence of overvoltage and unnecessary torque. Thereby, the protection stop of the VVVF inverter can be suppressed,
Alternatively, it can be expected that deterioration of ride comfort is suppressed.
【0068】[0068]
【発明の実施の形態】(第1の実施の形態:請求項1に
対応)図1は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図38と同一部分には同一符号を付して示して
いる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment: Corresponding to Claim 1) FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. 38 are denoted by the same reference numerals.
【0069】なお、図1は、直流電気車における制御装
置の構成例を示している。
FIG. 1 shows a configuration example of a control device in a DC electric vehicle.
【0070】図1において、架線1は、パンタグラフ
2、直流フィルタリアクトル3を介し、直流フィルタコ
ンデンサ4の正側電位点に接続される。直流フィルタコ
ンデンサ4の負側電位点は、車輪7を介してレール8に
接地される。直流フィルタコンデンサ4には、VVVF
インバータ5が接続されており、VVVFインバータ5
は、誘導電動機6を駆動する。このVVVFインバータ
5は、制御ユニット34により制御される。VVVFイ
ンバータ5と誘導電動機6との間には、誘導電動機6に
流れる電流を検出する電流検出器9が設けられている。
In FIG. 1, an overhead wire 1 is connected to a positive potential point of a DC filter capacitor 4 via a pantograph 2 and a DC filter reactor 3. The negative potential point of the DC filter capacitor 4 is grounded to the rail 8 via the wheel 7. The DC filter capacitor 4 has VVVF
The inverter 5 is connected and the VVVF inverter 5
Drives the induction motor 6. The VVVF inverter 5 is controlled by the control unit 34. A current detector 9 for detecting a current flowing through the induction motor 6 is provided between the VVVF inverter 5 and the induction motor 6.
【0071】なお、図1では、車輪7と誘導電動機6と
は独立した構成となっているが、これは便宜的な図であ
り、実際には、ギアを介して車輪7と誘導電動機6のロ
ータとは機械的に結合されている。
In FIG. 1, the wheels 7 and the induction motor 6 are independent from each other. However, this is a diagram for convenience, and the wheels 7 and the induction motor 6 are actually connected via gears. The rotor is mechanically connected.
【0072】図1において、制御ユニット34に関し
て、より詳細に説明する。図1に示す制御系は、dq軸
回転座標系上にて、誘導電動機6の電流、電圧、磁束を
制御するベクトル制御方式である。
Referring to FIG. 1, the control unit 34 will be described in more detail. The control system shown in FIG. 1 is a vector control system that controls the current, voltage, and magnetic flux of the induction motor 6 on a dq axis rotation coordinate system.
【0073】なお、ベクトル制御に関しては、既存の技
術であるので、ここではその説明を省略する。また、d
q軸回転座標系を用いたベクトル制御方式は、本発明の
適用の一例であるため、この構成に限定されるものでは
ない。
Since vector control is an existing technique, the description thereof is omitted here. Also, d
The vector control method using the q-axis rotation coordinate system is an example of application of the present invention, and is not limited to this configuration.
【0074】制御ユニット34は、電流指令演算部1
0、出力電圧指令演算部11、座標系変換器12、出力
周波数指令演算部14、ロータ回転周波数検知部15、
ゲート制御部13からなる。
The control unit 34 includes a current command calculation unit 1
0, output voltage command calculation unit 11, coordinate system converter 12, output frequency command calculation unit 14, rotor rotation frequency detection unit 15,
It comprises a gate control unit 13.
【0075】なお、出力電圧指令演算部11、および座
標系変換部12から、出力電圧指令演算手段が構成され
ている。
Note that the output voltage command calculation unit 11 and the coordinate system conversion unit 12 constitute output voltage command calculation means.
【0076】電流指令演算部10は、電流指令値を演算
する。
The current command calculator 10 calculates a current command value.
【0077】出力電圧指令演算部11は、電流指令値に
一致する電流が得られるように出力電圧の指令値を演算
する。
The output voltage command calculator 11 calculates the command value of the output voltage so as to obtain a current corresponding to the current command value.
【0078】座標系変換器12は、d軸出力電圧指令値
とq軸出力電圧指令値とに基づいて、d軸を基準軸とす
る極座標へと変換する。
The coordinate system converter 12 converts the d-axis output voltage command value and the q-axis output voltage command value into polar coordinates using the d-axis as a reference axis.
【0079】出力周波数指令演算部14は、出力周波数
指令を演算する。ここで、特に出力周波数指令演算部1
4は、誘導電動機6が惰行状態から再起動を行なう場合
に、第1の所定値から第2の所定値に出力周波数指令を
漸増あるいは漸減させる手段からなる。
The output frequency command calculator 14 calculates an output frequency command. Here, in particular, the output frequency command calculation unit 1
Numeral 4 is means for gradually increasing or decreasing the output frequency command from the first predetermined value to the second predetermined value when the induction motor 6 restarts from the coasting state.
【0080】ロータ回転周波数検知部15は、電流検出
器9からの出力である電流検出値と、電流指令演算部1
0からの出力である電流指令値と、出力電圧指令演算部
11からの出力である出力電圧指令値の少なくとも一つ
に基づいて、誘導電動機6のロータ回転周波数を推定す
る。
The rotor rotation frequency detector 15 detects the current detected value output from the current detector 9 and the current command calculator 1
The rotor rotation frequency of the induction motor 6 is estimated based on at least one of the current command value output from 0 and the output voltage command value output from the output voltage command calculation unit 11.
【0081】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置の作用に
ついて説明する。
Next, the operation of the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the present embodiment configured as described above will be described.
【0082】電流指令演算部10では、dq軸座標系上
での電流指令値Id * ,Iq * を演算する。
The current command calculator 10 calculates current command values Id * and Iq * on the dq axis coordinate system.
【0083】出力電圧指令演算部11では、電流指令値
Id * ,Iq * とに基づき、電流指令値に一致する電流
が流れるように、VVVFインバータ5が出力すべきd
軸出力電圧指令Vd * とq軸出力電圧Vq * とを演算出
力する。
In the output voltage command calculation section 11, the VVVF inverter 5 should output d based on the current command values Id * and Iq * so that a current matching the current command value flows.
The axis output voltage command Vd * and the q-axis output voltage Vq * are calculated and output.
【0084】座標系変換器12では、d軸出力電圧指令
値Vd * とq軸出力電圧指令値Vq * とに基づき、d軸
を基準軸とする極座標へと変換する。
The coordinate system converter 12 converts the d-axis output voltage command value Vd * and the q-axis output voltage command value Vq * into polar coordinates using the d-axis as a reference axis.
【0085】例えば、前記(1)式により、dq軸電圧
指令Vd * ,Vq * の大きさを演算し、出力電圧指令の
大きさV* として出力する。また、前記(2)式によ
り、d軸から出力電圧指令ベクトルまでの位相角をθv
* として演算し、出力する。
For example, the magnitudes of the dq-axis voltage commands Vd * and Vq * are calculated according to the above equation (1) and output as the magnitude V * of the output voltage command. Further, according to the above equation (2), the phase angle from the d-axis to the output voltage command vector is θv
Calculate as * and output.
【0086】図2は、ab軸静止座標系と、uvw軸か
らなる3相座標系と、dq軸回転座標系の関係を示す図
であり、出力電圧指令ベクトルを同時に示している。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the ab axis stationary coordinate system, the three-phase coordinate system composed of the uvw axis, and the dq axis rotation coordinate system, and simultaneously shows the output voltage command vector V.
【0087】図2中、V* は出力電圧指令の大きさ、θ
v * はd軸から出力電圧指令ベクトルまでの位相を表わ
すものである。ここで、位相θv * は、ベクトル制御に
おいて導入された制御量であり、旧来のV/F制御、滑
り周波数制御等では、この位相θv * は陽に制御上現わ
れない。この場合、θv * =一定、例えばθv * =0と
して扱うことで、V/F制御、滑り周波数制御と等価と
なる。
In FIG. 2, V * is the magnitude of the output voltage command, θ
v * represents the phase from the d-axis to the output voltage command vector. Here, the phase θv * is a control amount introduced in the vector control, and in the conventional V / F control, slip frequency control, and the like, the phase θv * does not explicitly appear in the control. In this case, by treating θv * = constant, for example, θv * = 0, it is equivalent to V / F control and slip frequency control.
【0088】座標系変換器12からの出力V* ,θv *
と、後述する出力周波数指令演算部14からの出力であ
る出力周波数指令値FINV* は、ゲート制御部13に
入力される。
Outputs V * , θv * from coordinate system converter 12
And an output frequency command value FINV * , which is an output from an output frequency command calculation unit 14 described later, is input to the gate control unit 13.
【0089】出力周波数指令値FINV* の積分値をθ
abとすると、図2において、θabはa軸あるいはu軸か
らd軸までの位相角となる。従って、θをθv * とθab
との加算値とすれば、基準となるa軸から出力電圧指令
ベクトルまでの位相差はθとなる。
The integral value of output frequency command value FINV * is represented by θ
Assuming ab, in FIG. 2, θab is the phase angle from the a-axis or u-axis to the d-axis. Therefore, let θ be θv * and θab
, The phase difference from the reference a-axis to the output voltage command vector is θ.
【0090】ゲート制御部13では、ab軸静止座標系
上の出力電圧指令ベクトルを3相電圧指令値に変換し、
さらに出力電圧が3相出力電圧指令値に一致するよう
に、VVVFインバータ5のゲートを制御するが、この
詳細に関しては、既存技術であるので、ここではその説
明を省略する。
The gate control unit 13 converts the output voltage command vector on the ab axis stationary coordinate system into a three-phase voltage command value,
Further, the gate of the VVVF inverter 5 is controlled so that the output voltage coincides with the three-phase output voltage command value. However, since the details thereof are an existing technology, the description thereof is omitted here.
【0091】出力周波数指令演算部14では、VVVF
インバータ5が出力すべき出力周波数指令値FINV*
を演算出力する。
In the output frequency command calculating section 14, VVVF
Output frequency command value FINV * to be output by inverter 5 *
Is output.
【0092】ここで、出力周波数指令演算部14は、第
1の所定値F1から第2の所定値F2まで、出力周波数
指令値FINV* を漸増あるいは漸減させる。
Here, the output frequency command calculator 14 gradually increases or decreases the output frequency command value FINV * from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2.
【0093】図3は、出力周波数指令演算部14の詳細
構成例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the detailed configuration of the output frequency command calculating section 14.
【0094】図3において、出力周波数指令演算部14
は、減算器16と、変化率リミッタ17と、積分器18
とから構成される。
In FIG. 3, the output frequency command calculating section 14
Is a subtractor 16, a change rate limiter 17, and an integrator 18
It is composed of
【0095】積分器18の初期値には、出力周波数指令
値の初期値となる第1の所定値F1が設定される。
As the initial value of the integrator 18, a first predetermined value F1 which is the initial value of the output frequency command value is set.
【0096】積分器18の出力であるVVVFインバー
タ5の出力周波数指令FINV* は、減算器16に入力
され、出力周波数指令値FINV* の最終値である第2
の所定値F2から減算される。
The output frequency command FINV * of the VVVF inverter 5, which is the output of the integrator 18, is input to the subtractor 16, and the second value which is the final value of the output frequency command value FINV *
From the predetermined value F2.
【0097】減算器16の出力は、変化率リミッタ17
に入力され、次式に示すように、所定の変化率リミット
値DLimにより、単位時間当たりの出力周波数指令値
の変化量である変化率が制限される。
The output of the subtractor 16 is the change rate limiter 17
As shown in the following equation, the predetermined change rate limit value DLim limits the change rate, which is the amount of change in the output frequency command value per unit time.
【0098】[0098]
【数4】 (Equation 4)
【0099】ただし、変化率リミット値DLimは正と
する。
However, the change rate limit value DLim is positive.
【0100】変化率リミッタ17からの出力は、積分器
18への入力となる。
The output from the rate-of-change limiter 17 is input to the integrator 18.
【0101】積分器18では、変化率リミッタ17から
の出力を積分し、出力周波数指令値FINV* を出力す
る。
The integrator 18 integrates the output from the change rate limiter 17 and outputs an output frequency command value FINV * .
【0102】このように構成された出力周波数指令演算
部14により、出力周波数指令FINV* が、第1の所
定値F1から第2の所定値F2まで漸増あるいは漸減す
る。出力周波数指令値FINV* の変化率は、変化率リ
ミット値DLimにより制限される。
The output frequency command FINV * gradually increases or decreases from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2 by the output frequency command calculating section 14 configured as described above. The change rate of the output frequency command value FINV * is limited by the change rate limit value DLim.
【0103】第1の所定値F1>第2の所定値F2の場
合には、出力周波数指令FINV*が高い周波数から低
い周波数へ漸減し、第1の所定値F1<第2の所定値F
2の場合には、低い周波数から高い周波数へ漸増する。
When the first predetermined value F1> the second predetermined value F2, the output frequency command FINV * gradually decreases from a high frequency to a low frequency, and the first predetermined value F1 <the second predetermined value F
In the case of 2, the frequency gradually increases from a low frequency to a high frequency.
【0104】ロータ回転周波数検知部15では、電流検
出器9により検出される誘導電動機6に流れる電流Iu
,Iw や、電流指令値Id * ,Iq * 、出力電圧指令
Vd *,Vq * ,V* ,θv * の中より、少なくとも一
つの情報を用いてロータの回転周波数を推定する。
In the rotor rotation frequency detector 15, the current Iu flowing through the induction motor 6 detected by the current detector 9
, Iw, the current command values Id * , Iq * , and the output voltage commands Vd * , Vq * , V * , θv * , and the rotational frequency of the rotor is estimated using at least one piece of information.
【0105】図4は、誘導電動機5の等価回路を示す図
である。
FIG. 4 is a diagram showing an equivalent circuit of the induction motor 5.
【0106】図4中、R1:1次抵抗、R2:2次抵
抗、L1:1次インダクタンス、M:相互インダクタン
ス、L2:2次インダクタンス、σL1:漏れインダク
タンス(=L1−M×M/L2)である。
In FIG. 4, R1: primary resistance, R2: secondary resistance, L1: primary inductance, M: mutual inductance, L2: secondary inductance, σL1: leakage inductance (= L1-M × M / L2) It is.
【0107】滑りSは、周知のとおり、次式で表わされ
る。
As is well known, the slip S is expressed by the following equation.
【0108】VVVFインバータ5の出力周波数FIN
Vとロータ回転周波数FRとの関係に応じて、幅広い値
をとる。
Output frequency FIN of VVVF inverter 5
It takes a wide range of values depending on the relationship between V and the rotor rotation frequency FR.
【0109】[0109]
【数5】 (Equation 5)
【0110】誘導電動機6のインピーダンスZは、滑り
Sの影響を大きく受ける。
The impedance Z of the induction motor 6 is greatly affected by the slip S.
【0111】すなわち、滑りSが0から大きく離れてい
る周波数においては、インピーダンスZは、1次抵抗R
1と漏れインダクタンスσL1からなる1次インピーダ
ンスにより近似することができる。
That is, at a frequency where the slip S is far away from 0, the impedance Z becomes the primary resistance R
It can be approximated by the primary impedance consisting of 1 and the leakage inductance σL1.
【0112】[0112]
【数6】 (Equation 6)
【0113】ただし、R1:1次抵抗、σL1:漏れイ
ンダクタンス(=L1−M×M/L2)である。
Here, R1: primary resistance, σL1: leakage inductance (= L1−M × M / L2).
【0114】これに対して、滑りが0付近では、1次イ
ンピーダンスと励磁インピーダンスとの直列和として近
似することができる。
On the other hand, when the slip is near zero, it can be approximated as a series sum of the primary impedance and the excitation impedance.
【0115】[0115]
【数7】 (Equation 7)
【0116】ただし、R1:1次抵抗、L1:1次イン
ダクタンス、M:相互インダクタンス、L2:2次イン
ダクタンス、σL1:漏れインダクタンス(=L1−M
×M/L2)である。
Here, R1: primary resistance, L1: primary inductance, M: mutual inductance, L2: secondary inductance, σL1: leakage inductance (= L1-M
× M / L2).
【0117】従って、出力電圧指令値Vd * ,Vq *
* ,θv * や電流指令値Id * ,Iq * あるいは検出
された電流値Iu ,Iw に基づいて、インピーダンスの
変化に影響される電気的な現象を検知することにより、
ロータの回転周波数を推定することが可能である。
Therefore, the output voltage command values Vd * , Vq * ,
Based on V * , θv * , current command values Id * , Iq * or detected current values Iu, Iw, an electrical phenomenon affected by a change in impedance is detected.
It is possible to estimate the rotation frequency of the rotor.
【0118】上述したように、本実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置では、誘導電動機6
が惰行している状態から再起動をする際に、第1の所定
値F1から第2の所定値F2へと出力周波数指令を漸増
あるいは漸減させることにより、誘導電動機6の滑り
S、すなわち誘導電動機6のインピーダンスが変化し、
これに応じた電気的現象を検知することで、誘導電動機
6のロータ回転周波数を推進することが可能となる。そ
して、この推定されたロータ回転周波数に基づいて再起
動動作を行なうため、過電流・過電圧や不要なトルクの
発生を防ぐことができる。これにより、VVVFインバ
ータ5の保護停止を抑制したり、あるいは乗り心地の劣
化を抑制することが可能となる。
As described above, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment, the induction motor 6
When the vehicle restarts from a coasting state, by gradually increasing or decreasing the output frequency command from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2, the slip S of the induction motor 6, that is, the induction motor 6 changes impedance,
By detecting an electric phenomenon corresponding to this, it becomes possible to promote the rotor rotation frequency of the induction motor 6. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. This makes it possible to suppress the protection stop of the VVVF inverter 5 or to suppress the deterioration of the riding comfort.
【0119】なお、本実施の形態では、直流電気車に基
づく構成について示しているが、交流電気車の場合にお
いても、同様に適用することが可能である。
Although the present embodiment shows a configuration based on a DC electric car, the present invention can be similarly applied to an AC electric car.
【0120】(第2の実施の形態:請求項2に対応)図
5および図6は、本実施の形態による速度センサレス制
御を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック
図であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Second Embodiment: Corresponding to Claim 2) FIGS. 5 and 6 are block diagrams showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0121】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、出力電圧指令演算部11とロータ回
転周波数検知部15を限定した構成としている。
That is, the present embodiment is different from the first embodiment in that the output voltage command calculator 11 and the rotor rotation frequency detector 15 are limited.
【0122】出力電圧指令演算部11は、図5に示すよ
うに構成される。図5の構成では、図4に示す誘導電動
機6の等価回路において、1次インピーダンスである1
次抵抗R1と漏れインダクタンスσL1での電圧降下分
を、dq軸回転座標系でのd軸電圧指令Vd * 、q軸電
圧指令Vq * として、以下のように演算するものであ
る。
The output voltage command calculator 11 is configured as shown in FIG. In the configuration shown in FIG. 5, in the equivalent circuit of the induction motor 6 shown in FIG.
The voltage drop at the secondary resistance R1 and the leakage inductance σL1 is calculated as follows as a d-axis voltage command Vd * and a q-axis voltage command Vq * in a dq-axis rotating coordinate system.
【0123】[0123]
【数8】 (Equation 8)
【0124】ただし、R1:1次抵抗、L1:1次イン
ダクタンス、M:相互インダクタンス、L2:2次イン
ダクタンス、σL1:漏れインダクタンス(=L1−M
×M/L2)である。
Here, R1: primary resistance, L1: primary inductance, M: mutual inductance, L2: secondary inductance, σL1: leakage inductance (= L1-M
× M / L2).
【0125】次に、演算されたd軸電圧指令Vd * とq
軸電圧指令Vq * は、出力電圧指令演算部11より出力
される。
Next, the calculated d-axis voltage commands Vd * and q
The shaft voltage command Vq * is output from the output voltage command calculation unit 11.
【0126】ロータ回転周波数検知部15は、電流ベク
トル長演算部35と、比較器36と、ラッチ部37とか
らなる。
The rotor rotation frequency detector 15 includes a current vector length calculator 35, a comparator 36, and a latch 37.
【0127】なお、比較器36、およびラッチ部37か
ら、ロータ回転周波数推定値設定手段が構成されてい
る。
The comparator 36 and the latch 37 constitute a rotor rotation frequency estimated value setting means.
【0128】電流ベクトル長演算部35では、図1にお
ける電流検出器9により検出されたVVVFインバータ
5の出力電流Iu ,Iw に基づいて、電流ベクトルの大
きさIabsを次式により演算出力する。
The current vector length calculator 35 calculates and outputs the magnitude Iabs of the current vector based on the output currents Iu and Iw of the VVVF inverter 5 detected by the current detector 9 in FIG.
【0129】[0129]
【数9】 (Equation 9)
【0130】ただし、θabはa軸からd軸までの位相
角、Id はd軸電流値、Iq はq軸電流値である。
Here, θab is the phase angle from the a-axis to the d-axis, Id is the d-axis current value, and Iq is the q-axis current value.
【0131】電流ベクトルの大きさIabsは、比較器
36により、検知レベルIabs*と比較される。
The magnitude Iabs of the current vector is compared by the comparator 36 with the detection level Iabs * .
【0132】この結果、電流ベクトルの大きさIabs
が検知レベルIabs* よりも小さい場合には、比較器
36の出力は1となり、逆に電流の大きさIabsが検
知レベルIabs* よりも大きい場合には、比較器36
の出力は0となる。
As a result, the magnitude of the current vector Iabs
Is smaller than the detection level Iabs * , the output of the comparator 36 becomes 1. Conversely, when the current magnitude Iabs is larger than the detection level Iabs * , the comparator 36 outputs
Is 0.
【0133】検知レベルIabs* は、(10)式によ
り演算される電流指令値の大きさIabsRefに対
し、(11)式のように設定されるものとする。
The detection level Iabs * is set as shown in equation (11) with respect to the magnitude IabsRef of the current command value calculated by equation (10).
【0134】ただし、ゲインKは、1未満の値に設定す
る。
However, the gain K is set to a value less than 1.
【0135】[0135]
【数10】 (Equation 10)
【0136】ラッチ部37には、比較器36からの出力
と出力周波数指令値FINV* とが入力される。
The output from the comparator 36 and the output frequency command value FINV * are input to the latch section 37.
【0137】比較器36からの出力が0から1に変化し
た場合、その時点での出力周波数指令値FINV* をラ
ッチする。ラッチ部37からの出力は、ロータ回転周波
数推定値FRHとなる。
When the output from the comparator 36 changes from 0 to 1, the output frequency command value FINV * at that time is latched. The output from the latch unit 37 becomes the rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0138】図7は、以上の関係を示すタイミングチャ
ートである。
FIG. 7 is a timing chart showing the above relationship.
【0139】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、出力周波数指令FINV* が第1の所定値F1から
第2の所定値F2へと漸増あるいは漸減する際に、VV
VFインバータ5の出力電流ベクトルの大きさIabs
が検知レベルIabs* よりも低下した時点での出力周
波数指令値FINV* を、ロータ回転周波数推定値FR
Hとして設定する。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the output frequency command FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2. When gradually increasing or decreasing, VV
Output current vector magnitude Iabs of VF inverter 5
Is lower than the detection level Iabs * , the output frequency command value FINV * is changed to the rotor rotation frequency estimated value FR.
Set as H.
【0140】前記第1の実施の形態で説明したように、
出力周波数指令FINV* を漸増あるいは漸減する際
に、滑りSの変化によって、誘導電動機6のインピーダ
ンスZが大きく変化する。
As described in the first embodiment,
When the output frequency command FINV * is gradually increased or decreased, the impedance Z of the induction motor 6 greatly changes due to a change in the slip S.
【0141】出力電圧指令演算部11が、図5に示すよ
うに、漏れインダクタンスσL1の電圧降下分のみを補
償するように構成される場合、滑りSが0から大きく離
れている条件では、図4に示す誘導電動機6の等価回路
において、2次回路インピーダンスは0に近くなるため
に、電流指令値に一致する電流が得られる。
When the output voltage command calculation unit 11 is configured to compensate only for the voltage drop of the leakage inductance σL1, as shown in FIG. In the equivalent circuit of the induction motor 6 shown in (1), the secondary circuit impedance is close to 0, so that a current matching the current command value is obtained.
【0142】滑りSが0である場合、2次回路インピー
ダンスは無限大であり、電流は相互インダクタンスを流
れる。これは、前記(5)式、(6)式より、誘導電動
機6のインダクタンスが、漏れインダクタンスσL1か
ら1次インダクタンスL1へと増加したことと等価であ
る。
When the slip S is 0, the secondary circuit impedance is infinite, and the current flows through the mutual inductance. This is equivalent to the increase in the inductance of the induction motor 6 from the leakage inductance σL1 to the primary inductance L1 according to the equations (5) and (6).
【0143】1次インピーダンスでの電圧降下分のみを
補償する本実施の形態においては、滑りSが0付近に
て、電流値が減少することになる。滑りSが0であるこ
とは、出力周波数とロータ周波数とが一致する状態であ
ることにより、電流の大きさが減少したことにより出力
周波数指令値FINV* をラッチすることで、ロータ回
転周波数を推定することが可能である。
In this embodiment in which only the voltage drop at the primary impedance is compensated, the current value decreases when the slip S is around zero. The fact that the slip S is 0 means that the output frequency and the rotor frequency are in agreement with each other, and the output frequency command value FINV * is latched due to the decrease in the current, thereby estimating the rotor rotation frequency. It is possible to
【0144】出力電圧指令として、1次インピーダンス
での電圧降下分のみを補償する本実施の形態では、滑り
Sが如何なる値であっても、誘導電動機6のインピーダ
ンスが1次インピーダンス以下になることはないため
に、過電流が抑制できる。また、滑りSが0付近にて、
初めて励磁回路に電流が流れるため、発生する磁束量を
抑制することができる。磁束と電流との外積が発生する
トルクであるため、回転周波数推定の過程において発生
するトルクを抑制することができる。
In the present embodiment in which only the voltage drop at the primary impedance is compensated for as the output voltage command, the impedance of the induction motor 6 does not fall below the primary impedance regardless of the value of the slip S. Because there is no overcurrent, overcurrent can be suppressed. Also, when the slip S is around 0,
Since the current flows through the excitation circuit for the first time, the amount of generated magnetic flux can be suppressed. Since the torque is generated by the cross product of the magnetic flux and the current, the torque generated in the process of estimating the rotation frequency can be suppressed.
【0145】これにより、電気車の乗り心地の劣化が抑
えられる。また、発生トルクが抑制されるため、直流リ
ンク電圧の不安定化が抑制でき、過電圧・低電圧による
VVVFインバータ5の保護動作を回避することが可能
となる。
As a result, the deterioration of the riding comfort of the electric vehicle is suppressed. Further, since the generated torque is suppressed, the instability of the DC link voltage can be suppressed, and the protection operation of the VVVF inverter 5 due to overvoltage / low voltage can be avoided.
【0146】(第3の実施の形態:請求項3に対応)図
8は、本実施の形態による速度センサレス制御を用いた
電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図であり、
図6と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Third Embodiment: Corresponding to Claim 3) FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment.
The same reference numerals are given to the same portions as those in FIG. 6 and the description thereof will be omitted.
【0147】すなわち、本実施の形態は、前記第2の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
した構成としている。
That is, the present embodiment has a configuration in which the rotor rotation frequency detecting section 15 is limited in the second embodiment.
【0148】図8に示すロータ回転周波数検知部15
は、図6に示すロータ回転周波数推定部15に、絶対値
演算器49と、検知レベル設定器38とを付加してい
る。
The rotor rotation frequency detector 15 shown in FIG.
Has an absolute value calculator 49 and a detection level setter 38 added to the rotor rotation frequency estimator 15 shown in FIG.
【0149】絶対値演算器49には、出力周波数指令値
FINV* が入力され、その絶対値|FINV* |が出
力される。
The output frequency command value FINV * is input to the absolute value calculator 49, and the absolute value | FINV * | is output.
【0150】検知レベル設定器38には、出力周波数指
令値の絶対値|FINV* |が入力され、電流の検知レ
ベルIabs* が出力される。
The detection level setting unit 38 receives the absolute value | FINV * | of the output frequency command value and outputs the current detection level Iabs * .
【0151】ここで、検知レベル設定器38では、例え
ば次式に示すように、検知レベルIabs* を設定す
る。
Here, the detection level setting unit 38 sets the detection level Iabs * , for example, as shown in the following equation.
【0152】[0152]
【数11】 [Equation 11]
【0153】ただし、Fsl:所定の周波数設定値、K
1,K2:所定のゲインで0=<K2<K1<1、Ia
bsRef:電流指令値の絶対値で前記(10)式によ
り演算される。
Where Fsl: a predetermined frequency set value, K
1, K2: 0 = <K2 <K1 <1, Ia at a predetermined gain
bsRef: The absolute value of the current command value is calculated by the equation (10).
【0154】なお、(12)式では、検知レベルIab
* を出力周波数指令値FINV*に応じて2段階に設
定しているが、特に2段階に限定されるものではなく、
何段階に設定してもかまわない。また、出力周波数指令
値FINV* の関数として、次式に示すように、電流検
知レベルIabS* を可変とすることもできる。
In the expression (12), the detection level Iab
Although s * is set in two stages according to the output frequency command value FINV * , it is not particularly limited to two stages.
You can set any number of stages. Also, as a function of the output frequency command value FINV * , the current detection level IabS * can be made variable as shown in the following equation.
【0155】[0155]
【数12】 (Equation 12)
【0156】ただし、Fsl:所定の周波数設定値、K
3:所定のゲインで0<=K3<1、a:所定のゲイン
でa<0のゲインである。
Here, Fsl: predetermined frequency set value, K
3: 0 <= K3 <1 at a predetermined gain, and a: a <0 at a predetermined gain.
【0157】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第2の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described second embodiment can be obtained.
【0158】第2の実施の形態で説明したように、出力
周波数が漸増あるいは漸減する際に、滑りSが0付近で
は、誘導電動機6のインピーダンスが大きくなるため、
電流値が減少する。
As described in the second embodiment, when the output frequency gradually increases or decreases, the impedance of the induction motor 6 becomes large when the slip S is around zero.
The current value decreases.
【0159】図4から、滑りSが0から離れている周波
数において、誘導電動機6のインピーダンスは、前記
(5)式に示すように、抵抗R1と漏れインダクタンス
σL1からなる1次インピーダンスに近似いることがで
きる。これに対して、滑りが0付近では、前記(6)式
に示すように、誘導電動機6のインピーダンスは、1次
インピーダンスと励磁インピーダンスとの直列和として
考えられる。従って、インピーダンスの差は、前記
(5)式と(6)式との差で表わされる。
As shown in FIG. 4, at the frequency where the slip S is away from 0, the impedance of the induction motor 6 is close to the primary impedance consisting of the resistance R1 and the leakage inductance σL1, as shown in the above equation (5). Can be. On the other hand, when the slip is around zero, the impedance of the induction motor 6 is considered as a series sum of the primary impedance and the excitation impedance as shown in the above equation (6). Therefore, the difference between the impedances is represented by the difference between the above equations (5) and (6).
【0160】実際のロータ回転周波数FRが十分に高
く、R1<<2πFR・σL1であることを仮定し、抵
抗R1を無視すると、前記(5)式は(14)式に、
(6)式は(15)式にそれぞれ近似することができ
る。
Assuming that the actual rotor rotation frequency FR is sufficiently high and R1 << 2πFR · σL1, and ignoring the resistance R1, the above equation (5) becomes the following equation (14).
Equation (6) can be approximated to equation (15).
【0161】[0161]
【数13】 (Equation 13)
【0162】両式を比較すると、漏れインダクタンスσ
L1に比べて、1次インダクタンスL1は10倍程度大
きいため、全体のインピーダンスの変化も大きくなる。
A comparison of the two equations shows that the leakage inductance σ
Since the primary inductance L1 is about ten times as large as L1, the change in the overall impedance is also large.
【0163】逆に、実際のロータ回転周波数FRが低い
場合には、漏れインダクタンスσL1や1次インダクタ
ンスL1によるインピーダンスに比べ、抵抗のインピー
ダンスが無視できない。この場合の滑りSにより、イン
ピーダンスの変化率は、ロータ回転周波数が高周波であ
る場合と比較すると、小さくなる。これは、ロータ回転
周波数FRが低周波である場合には、電流の大きさの落
ち込みが低下することを表わしてる。
Conversely, when the actual rotor rotation frequency FR is low, the impedance of the resistor cannot be ignored compared to the impedance due to the leakage inductance σL1 and the primary inductance L1. Due to the slip S in this case, the rate of change of the impedance is smaller than when the rotor rotation frequency is high. This means that when the rotor rotation frequency FR is low, the drop in the magnitude of the current is reduced.
【0164】図9は、シミュレーションによる、実際の
ロータ回転周波数FRと電流の大きさの最小値との関係
を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the actual rotor rotation frequency FR and the minimum value of the current by simulation.
【0165】図9は、軸電流指令Iq * =0、d軸電流
指令値Id * を一定とし、出力周波数指令FINV
* を、実際のロータ回転周波数を横切るように漸増させ
た場合の結果である。
FIG. 9 shows that the axis current command Iq * = 0, the d-axis current command value Id * is fixed, and the output frequency command FINV
This is the result when * is gradually increased to cross the actual rotor rotation frequency.
【0166】横軸には、実際のロータ回転周波数FRを
示し、縦軸には出力周波数を漸増する中での電流の大き
さの最小値を、d軸電流指令値Id * すなわち電流指令
値の大きさIabsRefに対する割合として示したも
のである。
The abscissa indicates the actual rotor rotation frequency FR, and the ordinate indicates the minimum value of the current while gradually increasing the output frequency, the d-axis current command value Id *, that is, the current command value. It is shown as a ratio to the size IabsRef.
【0167】また、図9には、出力周波数指令値FIN
* の変化率(Hz/s)をパラメータとし、3通りの
条件を示している。
FIG. 9 shows an output frequency command value FIN.
Three conditions are shown using the rate of change of V * (Hz / s) as a parameter.
【0168】実際のロータ回転周波数FRが高周波であ
る場合には、電流の大きさの落ち込みが大きいが、実際
のロータ回転周波数が低周波である場合には、電流の大
きさの落ち込みが小さくなっていることが確認できる。
また、出力周波数指令値の変化率が大きいほど、電流の
落ち込みは小さく検知が困難となっていることが分か
る。
When the actual rotor rotation frequency FR is high, the drop in the magnitude of the current is large, but when the actual rotor rotation frequency is low, the drop in the magnitude of the current is small. Can be confirmed.
Also, it can be seen that the larger the rate of change of the output frequency command value is, the smaller the current drop is and the more difficult it is to detect.
【0169】上述したように、本実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置では、出力周波数指
令値FINV* の絶対値が小さい場合には、検知レベル
Iabs* を大きく設定することにより、ロータ回転周
波数FRが低い領域においても、ロータ回転周波数の推
定を可能にし、速度推定の範囲を向上することが期待で
きる。
As described above, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment, when the absolute value of the output frequency command value FINV * is small, the detection level Iabs * is set to be large. Even in a region where the rotor rotation frequency FR is low, it is expected that the rotor rotation frequency can be estimated and the range of speed estimation can be improved.
【0170】(第4の実施の形態:請求項4に対応)図
10は、本実施の形態による速度センサレス制御を用い
た電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図であ
り、図5と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Fourth Embodiment: Corresponding to Claim 4) FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0171】すなわち、本実施の形態は、前記第2の実
施の形態において、出力電圧指令演算部11を異なった
構成としている。
That is, this embodiment is different from the second embodiment in that the output voltage command calculator 11 has a different configuration.
【0172】図10に示す出力電圧指令演算部11は、
図4に示す誘導電動機6の等価回路において、漏れイン
ダクタンスσL1の電圧降下分をdq軸回転座標系での
d軸電圧指令Vd * 、q軸電圧指令Vq * として、次式
により演算するものである。
The output voltage command calculator 11 shown in FIG.
In the equivalent circuit of the induction motor 6 shown in FIG. 4, the voltage drop of the leakage inductance σL1 is calculated by the following equation as a d-axis voltage command Vd * and a q-axis voltage command Vq * in a dq-axis rotating coordinate system. .
【0173】[0173]
【数14】 [Equation 14]
【0174】ただし、σL1:漏れインダクタンス(=
L1−M×M/L2)、L1:1次インダクタンス、
M:相互インダクタンス、L2:2次インダクタンスで
ある。
Here, σL1: leakage inductance (=
L1−M × M / L2), L1: primary inductance,
M: mutual inductance, L2: secondary inductance.
【0175】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第2の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described second embodiment can be obtained.
【0176】さらに、第2の実施の形態と比べて、出力
電圧指令演算部11において、1次抵抗の電圧降下分を
演算していない分だけ、制御ソフトの容量の縮小と、演
算処理時間の短縮を期待することができる。
Further, as compared with the second embodiment, the output voltage command calculation unit 11 does not calculate the voltage drop of the primary resistance, so that the control software capacity is reduced and the calculation processing time is reduced. Shortening can be expected.
【0177】(第5の実施の形態:請求項5に対応)図
11は、本実施の形態による速度センサレス制御を用い
た電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図であ
り、図6と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Fifth Embodiment: Corresponding to Claim 5) FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0178】すなわち、本実施の形態は、前記第2の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
した構成としている。
That is, the present embodiment has a configuration in which the rotor rotation frequency detecting section 15 is limited in the second embodiment.
【0179】図11に示すロータ回転周波数検知部15
は、電流ベクトル長演算部35と、最小値選択器39
と、ラッチ部37とからなる。
The rotor rotation frequency detector 15 shown in FIG.
Is a current vector length calculator 35 and a minimum value selector 39
And a latch section 37.
【0180】電流ベクトル長演算部35では、図1にお
ける電流検出器9により検出されたVVVFインバータ
5の出力電流Iu ,Iw に基づいて、前記(8)式、
(9)式に示すように、電流ベクトルの大きさIabs
を演算出力する。
In the current vector length calculating section 35, based on the output currents Iu and Iw of the VVVF inverter 5 detected by the current detector 9 in FIG.
As shown in Expression (9), the magnitude Iabs of the current vector
Is output.
【0181】最小値選択器39には、電流ベクトルの大
きさIabsと最小値選択器39自身の出力Imin とが
入力して比較され、その小さい方を最小値選択器39は
選択出力する。
The minimum value selector 39 receives and compares the magnitude Iabs of the current vector with the output Imin of the minimum value selector 39 itself, and the smaller value selector 39 selectively outputs the smaller one.
【0182】この時、最小値選択器39がその出力を書
き換える場合には、最小値が更新されたことを示すフラ
グF Minが1となる。
At this time, when the minimum value selector 39 rewrites the output, a flag F indicating that the minimum value has been updated is displayed. Min becomes 1.
【0183】ラッチ部37では、出力周波数指令値FI
NV* とフラグF Minとを入力とし、フラグF
inが1である場合に、出力周波数指令値FINV*
ラッチする。ラッチ部37の出力は、ロータ回転周波数
推定値FRHとなる。
In latch section 37, output frequency command value FI
NV * and flag F Min and the flag F M
When in is 1, the output frequency command value FINV * is latched. The output of the latch unit 37 is the rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0184】図12は、以上の関係を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 12 is a timing chart showing the above relationship.
【0185】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第2の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained.
【0186】さらに、第2の実施の形態と比べて、電流
ベクトルの大きさIabsが最も落ち込む点を探るた
め、ロータ回転周波数の推定値FRHの推定精度を向上
することが可能となる。
Further, as compared with the second embodiment, the point where the magnitude Iabs of the current vector falls most is searched for, so that the estimation accuracy of the estimated value FRH of the rotor rotation frequency can be improved.
【0187】(第6の実施の形態:請求項6に対応)図
13は、本実施の形態による速度センサレス制御を用い
た電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図であ
り、図3と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Sixth Embodiment: Corresponding to Claim 6) FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0188】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、出力周波数指令演算部14を限定し
た構成としている。
That is, the present embodiment has a configuration in which the output frequency command calculator 14 is limited in the first embodiment.
【0189】図13に示す出力周波数指令演算部14
は、図3に示す出力周波数指令演算部14に、絶対値演
算器22と、変化率設定器23とを付加している。
Output frequency command calculator 14 shown in FIG.
Has an absolute value calculator 22 and a change rate setter 23 added to the output frequency command calculator 14 shown in FIG.
【0190】すなわち、図3の構成は、出力周波数指令
値FINV* を第1の所定値F1から第2の所定値F2
まで漸増あるいは漸減させる手段から構成しているのに
対して、ここでは、出力周波数指令値FINV* の変化
率は、変化率リミッタにおける変化率リミット値DLi
mにより設定されている。
That is, in the configuration of FIG. 3, the output frequency command value FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2.
Here, the change rate of the output frequency command value FINV * is changed by the change rate limit value DLi in the change rate limiter.
m.
【0191】この絶対値演算器22と変化率設定器23
とが、出力周波数指令の絶対値が小さい場合には、出力
周波数の変化率を小さくする手段に相当する。
The absolute value calculator 22 and the change rate setter 23
When the absolute value of the output frequency command is small, this corresponds to a means for reducing the rate of change of the output frequency.
【0192】絶対値演算器22には、出力周波数指令値
FINV* が入力され、その絶対値|FINV* |が出
力される。
Output frequency command value FINV * is input to absolute value calculator 22, and its absolute value | FINV * | is output.
【0193】変化率設定器23には、出力周波数指令値
FINV* の絶対値|FINV* |が入力され、出力周
波数指令値の変化率リミット値DLimが出力される。
The absolute value | FINV * | of the output frequency command value FINV * is input to the change rate setting device 23, and the change rate limit value DLim of the output frequency command value is output.
【0194】変化率設定器23では、例えば次式に示す
ように出力周波数指令値FINV*の変化率リミット値
DLimを設定する。
The change rate setting unit 23 sets a change rate limit value DLim of the output frequency command value FINV * as shown in the following equation, for example.
【0195】[0195]
【数15】 (Equation 15)
【0196】ただし、Fsl:所定の周波数設定値、DL
im1,DLim2:所定の変化率リミット値で0<D
Lim1<DLim2として設定する。
Here, Fsl: a predetermined frequency set value, DL
im1, DLim2: 0 <D at a predetermined change rate limit value
Set as Lim1 <DLim2.
【0197】なお、(17)式では、出力周波数指令値
FINV* の変化率リミット値DLimを出力周波数指
令値FINV* に応じて2段階に設定しているが、特に
2段階に限定されるものではなく、何段階に設定しても
かまわない。また、出力周波数指令値FINV* の関数
として、出力周波数指令値FINV* の絶対値が小さい
場合には、変化率リミット値DLimが小さくなるよう
に設定することもできる。
[0197] Incidentally, (17) In the formula, one has an output frequency command value FINV * of velocity limit DLim is set in two steps according to the output frequency command value FINV *, to be limited to the particular two-step Instead, it can be set in any number of stages. Further, as a function of the output frequency command value FINV *, when the absolute value of the output frequency command value FINV * is small, can be set so that the change rate limit value DLim decreases.
【0198】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第1の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
【0199】さらに、第3の実施の形態の図9にて説明
したように、実際のロータ回転周波数が低い領域では、
滑りSによってインピーダンスの変化が小さいため、電
気的現象が検出し難く、特に出力周波数指令値の変化率
が大きくなるほど、この傾向は顕著になる。
Further, as described with reference to FIG. 9 of the third embodiment, in a region where the actual rotor rotation frequency is low,
Since the change in impedance due to the slip S is small, it is difficult to detect an electrical phenomenon. In particular, this tendency becomes more pronounced as the rate of change of the output frequency command value increases.
【0200】本実施の形態では、出力周波数指令値の絶
対値が小さい範囲では、出力周波数指令値の変化率を小
さくし、ゆるやかに出力周波数指令FINV* を漸増あ
るいは漸減させることで、インピーダンスの変化の影響
を大きくすることが可能となる。ロータ回転周波数FR
が低い領域においても、ロータ回転周波数の推定を可能
にし、速度推定の範囲を向上することが期待できる。
In the present embodiment, in a range where the absolute value of the output frequency command value is small, the rate of change of the output frequency command value is made small, and the output frequency command FINV * is gradually increased or decreased, so that the impedance change is reduced. Can be increased. Rotor frequency FR
It is expected that the rotor rotation frequency can be estimated even in a low region, and the range of speed estimation can be improved.
【0201】(第7の実施の形態:請求項7に対応)図
14は、本実施の形態による速度センサレス制御を用い
た電気車制御装置の概略構成例を示す図であり、図13
と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
(Seventh Embodiment: Corresponding to Claim 7) FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment, and FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different parts will be described here.
【0202】すなわち、本実施の形態は、前記第6の実
施の形態において、出力周波数指令演算部14の中の所
定値F1およびF2の設定を異なった構成としている。
That is, the present embodiment is different from the sixth embodiment in that the settings of the predetermined values F1 and F2 in the output frequency command calculation section 14 are different.
【0203】本実施の形態は、出力周波数指令FINV
* を漸増あるいは漸減させる始点の周波数である第1の
所定値F1と終点の周波数である第2の所定値F2との
関係を表わすものであり、第1の所定値F1の絶対値
が、第2の所定値F2の絶対値よりも大きく設定する。
In this embodiment, the output frequency command FINV
* Represents a relationship between a first predetermined value F1 which is a frequency of a starting point for gradually increasing or decreasing the * and a second predetermined value F2 which is a frequency of an ending point, and the absolute value of the first predetermined value F1 2 is set to be larger than the absolute value of the predetermined value F2.
【0204】例えば、誘導電動機6が正転していること
を仮定する場合、第1の所定値F1の絶対値が第2の所
定値F2よりも大きくなるように設定する。逆に、誘導
電動機6が逆転していることを仮定する場合、第1の所
定値の絶対値が第2の所定値よりも小さくなるように設
定する。
For example, when it is assumed that the induction motor 6 is rotating forward, the absolute value of the first predetermined value F1 is set to be larger than the second predetermined value F2. Conversely, when assuming that the induction motor 6 is rotating in the reverse direction, the absolute value of the first predetermined value is set to be smaller than the second predetermined value.
【0205】図14は、正転である場合の第1の所定値
F1および第2の所定値F2の設定の一例であり、出力
周波数指令値FINV* と変化率リミット値との関係を
表わすものである。
FIG. 14 shows an example of the setting of the first predetermined value F1 and the second predetermined value F2 in the case of normal rotation, and shows the relationship between the output frequency command value FINV * and the change rate limit value. It is.
【0206】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第6の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control according to the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the sixth embodiment can be obtained.
【0207】さらに、誘導電動機6のロータの正転を仮
定すれば、出力周波数指令値FINV* は、高周波から
低周波へ漸減する。図14では、正転における出力周波
数指令値FINV* は、変化率リミットDLim2の範
囲を漸減した後、変化率リミット値DLim1の範囲で
漸減する。
Further, assuming that the rotor of induction motor 6 rotates forward, output frequency command value FINV * gradually decreases from high frequency to low frequency. In FIG. 14, the output frequency command value FINV * in the forward rotation gradually decreases in the range of the change rate limit DLim1, after gradually decreasing the range of the change rate limit DLim2.
【0208】前記第6の実施の形態で説明したように、
出力周波数指令値FINV* の絶対値が小さい領域で
は、変化率リミットを小さくするため、DLim2>D
Lim1という関係に設定される。変化率リミット値が
小さい領域は、単位時間当たりに出力周波数指令値が変
化する範囲が狭いことになる。
As described in the sixth embodiment,
In an area where the absolute value of the output frequency command value FINV * is small, DLim2> D
The relationship is set to Lim1. In a region where the change rate limit value is small, a range in which the output frequency command value changes per unit time is narrow.
【0209】ロータ回転周波数が全くの不明である場
合、単位時間内に広い周波数範囲を漸増あるいは漸減で
きるように所定値F1の絶対値が所定値F2の絶対値よ
りも大きくすることにより、平均的なロータ回転周波数
の検知時間を短縮することができ、迅速な誘導電動機6
の再起動が可能となる。
When the rotor rotation frequency is completely unknown, the average value of the predetermined value F1 is made larger than the absolute value of the predetermined value F2 so that a wide frequency range can be gradually increased or decreased within a unit time. Induction motor 6 that can reduce the time required to detect a
Can be restarted.
【0210】(第8の実施の形態:請求項8に対応)図
15は、本実施の形態による速度センサレス制御を用い
た電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図であ
り、図3と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Eighth Embodiment: Corresponding to Claim 8) FIG. 15 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0211】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、出力周波数指令演算部14を限定し
た構成としている。
That is, the present embodiment has a configuration in which the output frequency command calculator 14 is limited in the first embodiment.
【0212】図15に示す出力周波数指令演算部14
は、図3に示す出力周波数指令演算部14に、カウンタ
19と、比較器20と、切替え器21とを付加してい
る。
Output frequency command calculator 14 shown in FIG.
Has a counter 19, a comparator 20, and a switch 21 added to the output frequency command calculation unit 14 shown in FIG.
【0213】カウンタ19は、初期値0をとり、時間と
共にカウントアップされる。
The counter 19 has an initial value 0 and is counted up with time.
【0214】カウンタ19からの出力は、比較器20に
おいて、所定値CntStep2と比較され、カウンタ
からの出力が所定値CntStep2よりも小さい場合
には、Step=1を出力し、カウンタからの出力が所
定値CntStep2よりも大きい場合には、Step
=2を出力する。
The output from the counter 19 is compared with a predetermined value CntStep2 in the comparator 20, and if the output from the counter is smaller than the predetermined value CntStep2, Step = 1 is output, and the output from the counter is changed to the predetermined value CntStep2. If the value is larger than the value CntStep2, Step
= 2 is output.
【0215】積分器18の初期値は、第1の所定値F1
である。積分器18からの出力であるVVVFインバー
タ5の出力周波数指令FINV* は、減算器16に入力
されて、第2の周波数所定値F2から減算される。
The initial value of the integrator 18 is the first predetermined value F1
It is. The output frequency command FINV * of the VVVF inverter 5, which is the output from the integrator 18, is input to the subtractor 16 and is subtracted from the second predetermined frequency value F2.
【0216】減算器16からの出力は、変化率リミッタ
17へ入力されて、その変化率がリミット値DLimに
より制限される。
The output from the subtractor 16 is input to the change rate limiter 17, and the change rate is limited by the limit value Dlim.
【0217】なお、変化率リミッタ17の作用は、前記
第1実施の実施の形態にて説明した変化率リミッタ17
の作用と同様である。
The function of the change rate limiter 17 is the same as that of the change rate limiter 17 described in the first embodiment.
Is the same as the action of
【0218】変化率リミット値DLimは、切替え器2
1により、Step=1の場合には0に、Step=2
の場合にはDLim2に、それぞれ設定される。
The rate-of-change limit value DLim is set by the switch 2
According to 1, when Step = 1, it becomes 0, and Step = 2
In the case of, it is respectively set to DLim2.
【0219】積分器18では、変化率リミッタ17から
の出力を積分し、出力周波数指令値FINV* を出力す
る。
The integrator 18 integrates the output from the change rate limiter 17 and outputs an output frequency command value FINV * .
【0220】このような出力周波数指令演算部14で
は、カウンタ19からの出力がCntStep2よりも
小さい状態であるStep=1の場合には、変化率リミ
ッタ17の変化率リミット値DLimが0となり、出力
周波数指令値FINV* は、積分器18の初期値F1を
維持する。
In such an output frequency command calculating section 14, when the output from the counter 19 is smaller than CntStep2 and Step = 1, the change rate limit value DLim of the change rate limiter 17 becomes 0, and The frequency command value FINV * maintains the initial value F1 of the integrator 18.
【0221】また、カウンタ19からの出力がCntS
tep2よりも大きい状態であるStep=2の場合に
は、変化率リミッタ17の変化率リミット値DLimが
DLim2となり、出力周波数指令値FINV* は、積
分器18の初期値F1から最終値F2へと、漸増あるい
は漸減する。
The output from the counter 19 is CntS
In the case where Step = 2, which is a state larger than step2, the change rate limit value Dlim of the change rate limiter 17 becomes Dlim2, and the output frequency command value FINV * changes from the initial value F1 of the integrator 18 to the final value F2. , Gradually increase or decrease.
【0222】図16は、カウンタ19からの出力と出力
周波数指令値FINV* と比較器20からの出力Ste
pとの関係を示す図である。
FIG. 16 shows the output from the counter 19, the output frequency command value FINV *, and the output Ste from the comparator 20.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship with p.
【0223】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第1の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described first embodiment can be obtained.
【0224】さらに、誘導電動機6が惰行する状態から
ロータの回転周波数を推定する際、まず出力周波数指令
値FINV* を第1の所定値F1にある期間一定に保
ち、その後、漸増あるいは漸減させる。出力周波数指令
値FINV* を漸増あるいは漸減させる前に、出力周波
数指令値FINV* を一定することで、電圧や電流等の
電気的状態量が安定化して、ロータ回転周波数検知の際
の誤検知を抑制することが可能となる。
Further, when estimating the rotation frequency of the rotor from the state in which the induction motor 6 coasts, the output frequency command value FINV * is kept constant at the first predetermined value F1 for a certain period of time, and then gradually increased or decreased. Prior to increasing or decreasing the output frequency instruction value FINV *, by constant output frequency command value FINV *, electrically state quantity stabilization such as voltage or current, the erroneous detection of the time of rotor rotation frequency detection It becomes possible to suppress.
【0225】(第9の実施の形態:請求項9に対応)図
17は、本実施の形態による速度センサレス制御を用い
た電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図であ
り、図1と同一部分には同一符号を付してその説明を省
略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Ninth Embodiment: Corresponding to Claim 9) FIG. 17 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0226】すなわち、本実施の形態は、前記第8の実
施の形態において、出力電圧指令演算部11からの出力
である出力電圧指令に補正を加える手段を付加した構成
としている。
That is, the present embodiment has a configuration in which a means for correcting the output voltage command output from the output voltage command calculation unit 11 is added to the configuration of the eighth embodiment.
【0227】この出力電圧指令に補正を加える手段は、
座標系変換器25と、減算器26と、減算器27と、電
流制御器28と、ゲイン切替え器29と、乗算器30
と、乗算器31と、加算器32と、加算器33とからな
る。
The means for correcting the output voltage command is as follows:
Coordinate system converter 25, subtractor 26, subtractor 27, current controller 28, gain switch 29, multiplier 30
, A multiplier 31, an adder 32, and an adder 33.
【0228】電流検出器9の出力である相電流Iu ,I
w は、座標系変換器25により、例えば次式に示すよう
に、dq軸座標系上での電流値であるd軸電流値Id と
q軸電流値Iq へと変換される。
The phase currents Iu and I which are the outputs of the current detector 9 are
w is converted by the coordinate system converter 25 into a d-axis current value Id and a q-axis current value Iq which are current values on the dq-axis coordinate system, for example, as shown in the following equation.
【0229】[0229]
【数16】 (Equation 16)
【0230】ただし、θab:静止座標系a軸から回転座
標系d軸までの位相角である。
Here, θab is a phase angle from the a-axis of the stationary coordinate system to the d-axis of the rotating coordinate system.
【0231】減算器26では、d軸電流指令値Id *
らd軸電流値Id を減算し、偏差ΔId を出力する。
The subtractor 26 subtracts the d-axis current value Id from the d-axis current command value Id * , and outputs a deviation ΔId.
【0232】減算器27では、q軸電流指令値Iq *
らq軸電流値Iq を減算し、偏差ΔIq を出力する。
The subtractor 27 subtracts the q-axis current value Iq from the q-axis current command value Iq * , and outputs a deviation ΔIq.
【0233】各減算器26,27により算出された電流
偏差ΔId ,ΔIq は、電流制御器28に入力される。
The current deviations ΔId and ΔIq calculated by the subtracters 26 and 27 are input to the current controller 28.
【0234】電流制御器28では、各電流偏差ΔId ,
ΔIq が0となるように、出力電圧指令値への補正量V
d Cmp,Vq Cmpを、例えば次式のようなPI制御によ
り算出する。
In the current controller 28, each current deviation ΔId,
The correction amount V to the output voltage command value is set so that ΔIq becomes 0.
d Cmp and Vq Cmp are calculated by, for example, PI control as in the following equation.
【0235】[0235]
【数17】 [Equation 17]
【0236】ただし、s:ラプラス演算子、Kp :比例
ゲイン、Ki :積分ゲインである。
S: Laplace operator, Kp: proportional gain, Ki: integral gain.
【0237】出力電圧指令値への補正量Vd Cmp,Vq
Cmpは、乗算器30,31へ入力される。
Correction amounts Vd Cmp, Vq for output voltage command value
Cmp is input to multipliers 30 and 31.
【0238】ゲイン切替え器29には、前記第8の実施
の形態にて示した出力周波数指令値FINV* が一定で
あることを示す信号Stepが入力される。
The signal Step indicating that the output frequency command value FINV * shown in the eighth embodiment is constant is input to the gain switch 29.
【0239】出力周波数指令値FINV* が一定である
ことを示すStep=1である場合には、ゲイン切替え
器29は1を出力し、出力周波数指令値FINV* が漸
増あるいは漸減することを示すStep=2である場合
には、ゲイン切替え器29は0を出力する。
When Step = 1 indicating that the output frequency command value FINV * is constant is 1, the gain switch 29 outputs 1 to indicate that the output frequency command value FINV * gradually increases or decreases. When = 2, the gain switch 29 outputs 0.
【0240】ゲイン切替え器29からの出力は、乗算器
30,31へと入力される。
The output from gain switch 29 is input to multipliers 30 and 31.
【0241】乗算器30,31は、ゲイン切替え器29
からの出力と、d軸出力電圧補正値Vd Cmpとq軸出力
電圧補正値Vq Cmpとを、それぞれ乗算し、出力する。
The multipliers 30 and 31 include a gain switch 29
Are multiplied by the d-axis output voltage correction value Vd Cmp and the q-axis output voltage correction value Vq Cmp, respectively, and output.
【0242】乗算器30,31からの出力は、加算器3
2,33において出力電圧指令演算部11からの出力で
ある出力電圧指令値に加算され、d軸出力電圧指令値と
q軸出力電圧指令値とを補正する。
The outputs from the multipliers 30 and 31 are
In steps 2 and 33, the output voltage command value output from the output voltage command calculation unit 11 is added to correct the d-axis output voltage command value and the q-axis output voltage command value.
【0243】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第8の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described eighth embodiment can be obtained.
【0244】さらに、出力周波数指令値FINV* が一
定となる期間Step=1において、電流偏差ΔId ,
ΔIq が0となるように電流制御が動作し、出力電圧指
令値を補正する。また、出力周波数指令値FINV*
漸増あるいは漸減するStep=2において、ゲイン切
替え器29により、ゲイン0が選択されるため、出力電
圧指令値への補正は施されない。
Further, in a period = 1 in which output frequency command value FINV * is constant, current deviation ΔId,
The current control operates so that ΔIq becomes 0, and corrects the output voltage command value. Further, in Step = 2 where the output frequency command value FINV * gradually increases or decreases, the gain switch 29 selects the gain 0, so that the output voltage command value is not corrected.
【0245】出力周波数指令値FINV* が一定となる
期間Step=1において、電流制御が加わることで、
電流を高速に安定化させることが可能である。これによ
り、出力周波数指令値を一定とする期間が短縮できるた
め、ロータ回転周波数の推定にかかる時間を短縮するこ
とが可能であり、誘導電動機6の再起動を迅速に行なう
ことが期待できる。
In the period in which the output frequency command value FINV * is constant (Step = 1), current control is applied,
It is possible to stabilize the current at high speed. As a result, the period during which the output frequency command value is kept constant can be shortened, so that the time required for estimating the rotor rotation frequency can be shortened, and the restart of the induction motor 6 can be expected to be performed quickly.
【0246】(第10の実施の形態:請求項10に対
応)図18は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図15と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Tenth Embodiment: Corresponding to Claim 10) FIG. 18 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0247】すなわち、本実施の形態は、前記第8の実
施の形態において、出力周波数指令演算部14を限定し
た構成としている。
That is, the present embodiment is different from the eighth embodiment in that the output frequency command calculator 14 is limited.
【0248】本実施の形態では、誘導電動機6の正転を
仮定し、出力周波数指令値を低周波から高周波へと漸増
していくことを条件とする。
In the present embodiment, it is assumed that the induction motor 6 rotates in the forward direction, and the condition is that the output frequency command value is gradually increased from a low frequency to a high frequency.
【0249】出力周波数指令演算部14では、ロータの
回転周波数の概略値としてFRH*が与えられる。
The output frequency command calculator 14 gives FRH * as an approximate value of the rotation frequency of the rotor.
【0250】出力周波数指令値FINV* を漸増させる
始点となる周波数の初期値F1は、減算器24により、
FRH* とFRBとの差として設定される。
An initial value F1 of the frequency which is a starting point for gradually increasing the output frequency command value FINV * is calculated by the subtractor 24.
It is set as the difference between FRH * and FRB.
【0251】このFRBは、出力周波数指令値FINV
* の初期値が予測される実際のロータ回転周波数の範囲
の外にあるように、出力周波数指令値FINV* の初期
値を故意にずらすパラメータであり、本実施の形態のよ
うに、誘導電動機6の正転を仮定し、出力周波数指令値
FINV* を低周波から高周波へと漸増していくことを
条件とする場合、FRB>0として設定する。
This FRB is the output frequency command value FINV
* Is a parameter that intentionally shifts the initial value of the output frequency command value FINV * so that the initial value of * is outside the range of the actual rotor rotation frequency to be predicted. In the case where the output frequency command value FINV * is gradually increased from a low frequency to a high frequency, FRB> 0 is set.
【0252】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第8の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operational effects as those of the above-described eighth embodiment can be obtained.
【0253】さらに、出力周波数指令値FINV* が漸
増あるいは漸減する始点となる第1の所定値F1は、予
測されるロータ回転周波数の可能性の範囲外に設定され
る。これにより、出力周波数指令値FINV* が一定と
なる期間において、磁束やトルクが発生することを抑制
することができる。ロータ回転周波数の推定の過程に生
じる直流リンク電圧の不安定化・過電圧・定電圧という
現象を抑制することが期待できる。また、トルク発生に
伴なう、乗り心地の劣化を抑制することが期待できる。
Further, the first predetermined value F1 from which the output frequency command value FINV * gradually increases or gradually decreases is set outside the range of the possibility of the predicted rotor rotation frequency. Thereby, it is possible to suppress the generation of magnetic flux and torque during the period when the output frequency command value FINV * is constant. It can be expected that DC link voltage instability, overvoltage, and constant voltage, which occur in the process of estimating the rotor rotation frequency, are suppressed. Further, it can be expected that deterioration of ride comfort due to generation of torque is suppressed.
【0254】(第11の実施の形態:請求項10に対
応)図19は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図18と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Eleventh Embodiment: Corresponding to Claim 10) FIG. 19 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0255】すなわち、本実施の形態は、前記第10の
実施の形態と比較して、概ねのロータの回転周波数FR
* を0として処理していることのみが異なっている。
That is, the present embodiment is different from the tenth embodiment in that the rotation frequency FR of the rotor is approximately equal to that of the tenth embodiment.
The only difference is that H * is treated as 0.
【0256】本実施の形態では、誘導電動機6が正転で
はあるが、ロータ回転周波数に関して全く情報がない場
合の構成例を示すものであり、正転であることを条件
に、負の周波数が第1の所定値F1として与えられるよ
うに、ロータ回転周波数の概略値FRH* を零として設
定している。
In the present embodiment, an example is shown in which the induction motor 6 is in normal rotation but has no information on the rotor rotation frequency. The approximate value FRH * of the rotor rotation frequency is set to zero so as to be given as the first predetermined value F1.
【0257】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第8の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the above-described eighth embodiment can be obtained.
【0258】さらに、出力周波数指令値FINV* が漸
増する始点となる第1の所定値F1は、予測されるロー
タ回転周波数の概略値FRH* に対して、FRBだけ低
周波よりに設定される。
Further, the first predetermined value F1, which is a starting point of the output frequency command value FINV *, which is gradually increased, is set to be FRB lower than the estimated approximate value FRH * of the rotor rotation frequency.
【0259】前述のように、所定時間が経過するまでの
Step=1の状態においては、出力周波数指令は第1
の所定値F1を維持する。そして、所定値F1が実際の
ロータ回転周波数の近傍である場合、励磁回路に電流が
流れるため、磁束やトルクが発生する。これに起因し
て、直流リンク電圧の不安定化や過電圧・低電圧といっ
た問題が生じたり、あるいはジャークの発生によって乗
り心地の低下を招く。
As described above, in the state of Step = 1 until the predetermined time elapses, the output frequency command
Is maintained at a predetermined value F1. When the predetermined value F1 is near the actual rotor rotation frequency, a current flows through the excitation circuit, so that a magnetic flux and a torque are generated. As a result, problems such as instability of the DC link voltage, overvoltage and low voltage occur, or the occurrence of jerk causes a reduction in riding comfort.
【0260】本実施の形態では、予測されるロータ周波
数範囲の外に、第1の所定値F1を設定することによ
り、上記の問題を抑制することが可能である。
In the present embodiment, the above problem can be suppressed by setting the first predetermined value F1 outside the predicted rotor frequency range.
【0261】なお、本実施の形態では、誘導電動機6の
正転を仮定し、出力周波数指令値FINV* を低周波か
ら高周波へ漸増することを条件としているが、出力周波
数指令FINV* を高周波から低周波へ漸減させる場合
には、減算器24を加算器に置き換えればよい。また、
誘導電動機6が逆転している場合にも、同様な考えに立
って構成することができる。
[0261] In the present embodiment, assuming a forward rotation of the induction motor 6, the output frequency command value FINV * but on condition that gradually increases from a low frequency to high frequency, the output frequency command FINV * from the high-frequency To gradually reduce the frequency to a low frequency, the subtractor 24 may be replaced with an adder. Also,
Even when the induction motor 6 is rotating in the reverse direction, it can be configured based on the same idea.
【0262】(第12の実施の形態:請求項11に対
応)図20は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図3と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Twelfth Embodiment: Corresponding to Claim 11) FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0263】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、出力周波数指令演算部14を限定し
た構成としている。
That is, the present embodiment is different from the first embodiment in that the output frequency command calculation section 14 is limited.
【0264】本実施の形態では、前記第1の実施の形態
の図3に示す出力周波数指令演算部14と比較して、出
力周波数指令値FINV* を漸増あるいは漸減させる初
期値である第1の所定値F1の設定のみが異なってい
る。
In the present embodiment, as compared with the output frequency command calculating section 14 shown in FIG. 3 of the first embodiment, the first value which is the initial value for gradually increasing or decreasing the output frequency command value FINV * is set. Only the setting of the predetermined value F1 is different.
【0265】本実施の形態では、出力周波数指令演算部
14には、ロータ回転周波数の概略値としてFRH*
与えられる。所定値FRBは、任意の正の定数として与
えられる。ただし、ここでは、誘導電動機6は正転であ
り、周波数を低周波から高周波へと漸増させる場合を条
件とする。
In the present embodiment, the output frequency command calculating section 14 is given FRH * as an approximate value of the rotor rotation frequency. Predetermined value FRB is given as an arbitrary positive constant. However, here, the condition is that the induction motor 6 is in normal rotation and the frequency is gradually increased from a low frequency to a high frequency.
【0266】出力周波数指令値FINV* の初期値であ
る第1の所定値F1は、減算器24により、FRH*
FRBとの差として設定される。
The first predetermined value F1, which is the initial value of the output frequency command value FINV * , is set by the subtractor 24 as the difference between FRH * and FRB.
【0267】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第1の実施の形態と同様な作用効果を得る
ことができる。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
【0268】さらに、出力周波数指令値FINV* の初
期値である第1の所定値F1は、ロータ回転周波数の概
略値FRH* に対して、所定値FRBだけ低周波よりに
設定される。これにより、出力周波数指令値FINV*
を漸増あるいは漸減する初期値が、予測されるロータ回
転周波数付近より開始されるため、ロータ回転周波数を
検知する時間を短縮して、誘導電動機6の再起動を速や
かに行なうことが可能となる。
Further, the first predetermined value F1, which is the initial value of the output frequency command value FINV * , is set lower than the approximate value FRH * of the rotor rotation frequency by a predetermined value FRB. Thereby, the output frequency command value FINV *
Since the initial value for gradually increasing or gradually decreasing the rotation speed starts near the predicted rotor rotation frequency, the time for detecting the rotor rotation frequency can be shortened, and the induction motor 6 can be quickly restarted.
【0269】ただし、所定値FRBは、出力周波数指令
値FINV* が漸増あるいは漸減する範囲内に、実際の
ロータ回転周波数が確実に存在するような値に設定する
ことが必要である。
However, the predetermined value FRB needs to be set to a value that ensures that the actual rotor rotation frequency exists within a range in which the output frequency command value FINV * gradually increases or decreases.
【0270】なお、本実施の形態では、誘導電動機6の
正転を仮定し、出力周波数指令値FINV* を低周波か
ら高周波へと漸増していくことを条件としているが、出
力周波数指令値FINV* を高周波から低周波へ漸減さ
せる場合には、減算器24を加算器に置き換えればよ
い。この場合、必ず、出力周波数指令値FINV* が漸
増あるいは漸減する範囲内に、予測されるロータ回転周
波数が含まれるように設定することが必要である。ま
た、誘導電動機6が逆転している場合にも、同様な考え
に立って構成することができる。
In the present embodiment, it is assumed that the induction motor 6 rotates in the forward direction and the output frequency command value FINV * is gradually increased from a low frequency to a high frequency. When * is gradually reduced from a high frequency to a low frequency, the subtractor 24 may be replaced with an adder. In this case, it is necessary to set the output frequency command value FINV * such that the predicted rotor rotation frequency is included in the range where the output frequency command value FINV * gradually increases or decreases. Further, even when the induction motor 6 is rotating in the reverse direction, the configuration can be made based on the same idea.
【0271】(第13の実施の形態:請求項12に対
応)図21は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図37と同一部分には同一符号を付してその説
明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Thirteenth Embodiment: Corresponding to Claim 12) FIG. 21 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0272】すなわち、本実施の形態は、前記第12の
実施の形態において、出力周波数指令演算部14への入
力を限定した構成としている。
That is, the present embodiment is different from the twelfth embodiment in that the input to the output frequency command calculator 14 is limited.
【0273】図21は、電気車の編成を模擬する図であ
り、直流電気車の1編成から3両を示している例であ
る。
FIG. 21 is a view simulating the formation of an electric car, and is an example showing one to three cars of a DC electric car.
【0274】図21において、車両45,46には、パ
ンタグラフ2、直流フィルタリアクトル3、VVVFイ
ンバータ5、制御ユニット34、誘導電動機6から成る
電気品が構成される。車両44には、速度検出器42が
設けられ、車輪7の回転周波数を検出する。同編成に
は、速度検出器は、唯一一つしか存在しない。速度検出
器42からの出力である回転周波数は、伝送装置43に
より、各車両45,46へ伝送される。
In FIG. 21, vehicles 45 and 46 are provided with electrical components including a pantograph 2, a DC filter reactor 3, a VVVF inverter 5, a control unit 34, and an induction motor 6. The vehicle 44 is provided with a speed detector 42 for detecting the rotation frequency of the wheels 7. There is only one speed detector in the formation. The rotation frequency, which is the output from the speed detector 42, is transmitted by the transmission device 43 to each of the vehicles 45 and 46.
【0275】図22は、図21に示す車両45と車両4
4の一部を、より詳細に示すブロック図であり、図1と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。
FIG. 22 shows the vehicle 45 and the vehicle 4 shown in FIG.
4 is a block diagram showing a part of FIG. 4 in more detail. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0276】図22において、速度検出器42により検
出された車輪7の回転速度は、伝送装置43により、制
御ユニット34に送られる。
In FIG. 22, the rotation speed of the wheel 7 detected by the speed detector 42 is transmitted to the control unit 34 by the transmission device 43.
【0277】制御ユニット34に入力された車輪7の回
転速度は、係数変換器47に入力され、車輪7の回転速
度から、誘導電動機6のロータ回転周波数への換算が行
なわれる。
The rotation speed of the wheels 7 input to the control unit 34 is input to a coefficient converter 47, and the rotation speed of the wheels 7 is converted into the rotor rotation frequency of the induction motor 6.
【0278】係数変換器47からの出力は、出力周波数
指令演算部14に入力される。
The output from the coefficient converter 47 is input to the output frequency command calculator 14.
【0279】出力周波数指令演算部14の構成は、前記
第12の実施の形態に示した図20と同一である。
The configuration of the output frequency command calculator 14 is the same as that of the twelfth embodiment shown in FIG.
【0280】出力周波数指令演算部14への入力である
車輪速度をロータ回転周波数に換算した値が、ロータ回
転周波数の概略値FRH* として設定される。
A value obtained by converting the wheel speed, which is an input to the output frequency command calculation unit 14, into a rotor rotation frequency is set as an approximate value FRH * of the rotor rotation frequency.
【0281】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、前述した第12の実施の形態と同様な作用効果を得
ることができる。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the same operation and effect as those of the twelfth embodiment can be obtained.
【0282】さらに、出力周波数指令値FINV* を漸
増あるいは漸減する始点である第1の所定値F1は、電
気車の編成に少なくとも一つ備えられた速度検出器42
からの情報に基づいて、ロータ回転周波数へと換算され
た概略値FRH* に対して、所定値FRBだけ低周波よ
りに設定される。これにより、出力周波数指令値FIN
* を漸増あるいは漸減させる周波数の初期値が、検出
された回転周波数付近より開始されるため、ロータ回転
周波数を検知する時間を短縮して、誘導電動機6の再起
動を速やかに行なうことが可能となる。
Further, the first predetermined value F1, which is the starting point for gradually increasing or decreasing the output frequency command value FINV * , is determined by the speed detector 42 provided in at least one of the electric trains.
, The approximate value FRH * converted into the rotor rotation frequency is set to be lower than the low frequency by a predetermined value FRB. Thereby, the output frequency command value FIN
Since the initial value of the frequency for gradually increasing or decreasing V * starts near the detected rotation frequency, the time for detecting the rotor rotation frequency can be shortened, and the induction motor 6 can be quickly restarted. Becomes
【0283】出力周波数指令演算部14は、概ねの速度
情報が与えられればよいために、編成に唯一の速度検出
器42の速度検出精度は、非常に粗いものでも構わな
い。また、車内の伝送装置43に関しても、非常に遅い
伝送速度を有するもので十分である。
Since the output frequency command calculation section 14 only needs to be given general speed information, the speed detection accuracy of the speed detector 42, which is the only one for knitting, may be very coarse. As for the transmission device 43 in the vehicle, a device having a very low transmission speed is sufficient.
【0284】(第14の実施の形態:請求項13に対
応)図23は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Fourteenth Embodiment: Corresponding to Claim 13) FIG. 23 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0285】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
した構成としている。
That is, the present embodiment is different from the first embodiment in that the rotor rotation frequency detecting section 15 is limited.
【0286】ロータ回転周波数検知部15は、電流ベク
トル長演算部35と、インピーダンス推定器43と、イ
ンピーダンス基準演算器42と、比較器36と、ラッチ
部37とからなる。
[0286] The rotor rotation frequency detector 15 includes a current vector length calculator 35, an impedance estimator 43, an impedance reference calculator 42, a comparator 36, and a latch 37.
【0287】なお、比較器36、およびラッチ部37か
ら、ロータ回転周波数推定値設定手段が構成されてい
る。
It should be noted that the comparator 36 and the latch 37 constitute a rotor rotation frequency estimated value setting means.
【0288】電流ベクトル長演算器35には、電流検出
器9により検出された電流値Iu ,Iw が入力され、そ
の電流ベクトルの大きさIabsが、(8)式、(9)
式により、演算出力される。
The current values Iu and Iw detected by the current detector 9 are input to the current vector length calculator 35, and the magnitude Iabs of the current vector is calculated by the equation (8) and the equation (9).
It is calculated and output according to the formula.
【0289】インピーダンス推定器43には、演算され
た電流ベクトルの大きさIabsと座標系変換器12か
らの出力である出力電圧指令値の大きさV* とが入力さ
れ、例えば次式により、誘導電動機6のインピーダンス
の推定値ZHを演算する。
The calculated magnitude Iabs of the current vector and the magnitude V * of the output voltage command value output from the coordinate system converter 12 are input to the impedance estimator 43. The estimated value ZH of the impedance of the electric motor 6 is calculated.
【0290】[0290]
【数18】 (Equation 18)
【0291】この演算されたインピーダンスの推定値Z
Hは、比較器36へ入力される。
The calculated impedance estimated value Z
H is input to the comparator 36.
【0292】インピーダンス基準演算器42には、出力
周波数指令値FINV* が入力され、例えば次式によ
り、インピーダンス基準Z* を演算出力する。このイン
ピーダンス基準Z* は、1次インピーダンスにゲインa
を乗算したものとして、算出される。
The output frequency command value FINV * is input to the impedance reference calculator 42, and the impedance reference calculator 42 calculates and outputs an impedance reference Z * by the following equation, for example. This impedance reference Z * is obtained by adding a gain a to the primary impedance.
Is calculated as a product of
【0293】[0293]
【数19】 [Equation 19]
【0294】ただし、R1:1次抵抗、σL1:漏れイ
ンダクタンス(=L1−M×M/L2)、L1:1次イ
ンダクタンス、M:相互インダクタンス、L2:2次イ
ンダクタンス、a:ゲイン(>1)である。
Here, R1: primary resistance, σL1: leakage inductance (= L1−M × M / L2), L1: primary inductance, M: mutual inductance, L2: secondary inductance, a: gain (> 1) It is.
【0295】比較器36では、インピーダンス基準演算
器42からの出力であるインピーダンス基準値Z* と、
インピーダンス推定器43からの出力であるZHとを比
較する。この結果、ZH<Z* である場合には0を出力
し、ZH>=Z* である場合には1を出力する。
In the comparator 36, an impedance reference value Z * , which is an output from the impedance reference calculator 42,
A comparison is made with ZH which is an output from the impedance estimator 43. As a result, 0 is output when ZH <Z * , and 1 is output when ZH> = Z * .
【0296】ラッチ部37には、比較器36からの出力
と出力周波数指令値FINV* とが入力される。
The output from the comparator 36 and the output frequency command value FINV * are input to the latch section 37.
【0297】ラッチ部37では、比較器36からの出力
が0から1に変化した場合、その時点での出力周波数指
令値FINV* をラッチする。
When the output from the comparator 36 changes from 0 to 1, the latch section 37 latches the output frequency command value FINV * at that time.
【0298】ラッチ部37からの出力は、ロータ回転周
波数推定値FRHとなる。
The output from the latch section 37 is a rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0299】図24は、以上の関係を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 24 is a timing chart showing the above relationship.
【0300】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、出力周波数指令値FINV* が第1の所定値F1か
ら第2の所定値F2へと漸増あるいは漸減する際に、推
定演算された誘導電動機6のインピーダンスZHがイン
ピーダンス基準値Z* を超過した時点での出力周波数指
令値FINV* を、ロータ回転周波数推定値FRHとし
て設定する。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the output frequency command value FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2. When the impedance is gradually increased or decreased, the output frequency command value FINV * at the time when the estimated impedance ZH of the induction motor 6 exceeds the impedance reference value Z * is set as the rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0301】前記第1の実施の形態にて説明したよう
に、滑りSが0の近傍では、誘導電動機6のインピーダ
ンスが大きくなる。滑りSが0から離れた領域では、全
体のインピーダンスは、1次インピーダンスに近似する
ことができる。
As described in the first embodiment, when the slip S is near zero, the impedance of the induction motor 6 increases. In the region where the slip S is away from zero, the overall impedance can be approximated to the primary impedance.
【0302】インピーダンス基準値を、1次インピーダ
ンスにゲインa(>1)を乗算した値として設定する場
合、インピーダンス推定値ZHがインピーダンス基準値
*を超えた時点での出力周波数指令値FINV* を、
ロータ回転周波数の推定値FRHとして設定すること
で、ロータの回転周波数を推定することが可能となる。
そして、この推定されたロータ回転周波数に基づいて再
起動動作を行なうため、過電流・過電圧や不要なトルク
の発生を防ぐことができる。これにより、VVVFイン
バータ5の保護停止を抑制したり、あるいは乗り心地の
劣化を抑制することが可能となる。
When the impedance reference value is set as a value obtained by multiplying the primary impedance by the gain a (> 1), the output frequency command value FINV * at the time when the estimated impedance value ZH exceeds the impedance reference value Z * is obtained. ,
By setting the estimated value FRH of the rotor rotation frequency, the rotation frequency of the rotor can be estimated.
Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. This makes it possible to suppress the protection stop of the VVVF inverter 5 or to suppress the deterioration of the riding comfort.
【0303】(第15の実施の形態:請求項14に対
応)図25および図26は、本実施の形態による速度セ
ンサレス制御を用いた電気車制御装置の概略構成例を示
すブロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付
してその説明を省略し、ここでは異なる部分についての
み述べる。
(Fifteenth Embodiment: Corresponding to Claim 14) FIGS. 25 and 26 are block diagrams showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described here.
【0304】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
し、さらに出力電圧指令演算部11からの出力である出
力電圧指令に補正を加える手段を付加した構成としてい
る。
That is, the present embodiment is different from the first embodiment in that the rotor rotation frequency detecting section 15 is limited, and the output voltage command output from the output voltage command calculating section 11 is corrected. Is added.
【0305】図25において、出力電圧指令に補正を加
える手段は、座標系変換器25と、減算器26と、減算
器27と、電流制御器28と、加算器32と、加算器3
3とからなる。
In FIG. 25, means for correcting the output voltage command includes a coordinate system converter 25, a subtractor 26, a subtractor 27, a current controller 28, an adder 32, and an adder 3
3
【0306】本実施の形態では、誘導電動機6に流れる
電流を検出する電流検出器9からの出力である相電流I
u ,Iw は、前記(18)式に示すように、座標系変換
器25において、電流指令値Id * ,Iq * と同一の座
標系へと変換される。
In the present embodiment, the phase current I which is the output from the current detector 9 for detecting the current flowing through the induction motor 6
u and Iw are converted by the coordinate system converter 25 into the same coordinate system as the current command values Id * and Iq * , as shown in the above equation (18).
【0307】減算器26では、d軸電流指令値Id *
らd軸電流値Id を減算して、偏差ΔId を出力する。
The subtractor 26 subtracts the d-axis current value Id from the d-axis current command value Id * , and outputs a deviation ΔId.
【0308】減算器27では、q軸電流指令値Iq *
らq軸電流指令値Iq を減算して、偏差ΔIq を出力す
る。
The subtractor 27 subtracts the q-axis current command value Iq from the q-axis current command value Iq * , and outputs a deviation ΔIq.
【0309】各減算器26,27により算出された電流
偏差ΔId ,ΔIq は、電流制御器28に入力される。
The current deviations ΔId and ΔIq calculated by the subtracters 26 and 27 are input to the current controller 28.
【0310】電流制御器28は、各電流偏差ΔId ,Δ
Iq が0となるように、出力電圧指令値への補正量Vd
Cmp,Vq Cmpを、例えば(19)式に示すようなPI
制御により算出する。
The current controller 28 determines each current deviation ΔId, Δ
The correction amount Vd to the output voltage command value so that Iq becomes 0
Cmp and Vq Cmp are converted to PI as shown in equation (19), for example.
Calculated by control.
【0311】加算器32では、出力電圧指令演算部11
からの出力であるd軸電圧指令値に、電流制御器28か
らの出力であるd軸出力電圧補正値Vd Cmpを加算し
て、d軸出力電圧指令値Vd * を補正する。
In the adder 32, the output voltage command calculation unit 11
The d-axis output voltage command value Vd * is corrected by adding the d-axis output voltage correction value Vd Cmp output from the current controller 28 to the d-axis voltage command value output from the controller.
【0312】加算器33では、出力電圧指令演算部11
からの出力であるq軸電圧指令値に、電流制御器28か
らの出力であるq軸出力電圧補正値Vq Cmpを加算し
て、q軸出力電圧指令値をVq * を補正する。
In the adder 33, the output voltage command calculation unit 11
The q-axis output voltage command value Vq * is corrected by adding the q-axis output voltage correction value Vq Cmp output from the current controller 28 to the q-axis voltage command value output from.
【0313】一方、図26において、ロータ回転周波数
推定部15は、除算器40と、絶対値演算器41と、比
較器36と、ラッチ部37とからなる。
On the other hand, in FIG. 26, the rotor rotation frequency estimating unit 15 includes a divider 40, an absolute value calculator 41, a comparator 36, and a latch unit 37.
【0314】なお、出力電圧指令の大きさを演算する手
段は、前記第1の実施の形態に示した座標系変換器12
に相当する。
The means for calculating the magnitude of the output voltage command is provided by the coordinate system converter 12 shown in the first embodiment.
Is equivalent to
【0315】座標系変換器12からの入力である出力電
圧指令値の大きさV* は、除算器40において出力周波
数指令値FINV* により除算される。
The magnitude V * of the output voltage command value input from the coordinate system converter 12 is divided by the divider 40 by the output frequency command value FINV * .
【0316】絶対値演算器41には、除算器40からの
出力が入力され、その絶対値が演算出力される。
The output from the divider 40 is input to the absolute value calculator 41, and the absolute value is calculated and output.
【0317】絶対値演算器41からの出力は、出力電圧
指令値の大きさと出力周波数指令値との比で、いわゆる
V/F比(記号V F)である。
The output from the absolute value calculator 41 is the ratio between the magnitude of the output voltage command value and the output frequency command value, which is the so-called V / F ratio (symbol V F).
【0318】除算器40からの出力であるV Fは、比
較器36に入力される。
The output V from the divider 40 F is input to the comparator 36.
【0319】比較器36により、所定の検知レベルV
* と比較される。この結果、V Fが検知レベルV
* よりも大きい場合には、比較器36からの出力は1と
なり、逆にV Fが検知レベルV * よりも小さい場
合には、比較器36からの出力は0となる。
The comparator 36 detects a predetermined detection level V
F*Is compared to As a result, V F is the detection level V F
*If greater than, the output from comparator 36 is 1
And conversely V F is the detection level V F*Place smaller than
In this case, the output from the comparator 36 becomes 0.
【0320】ラッチ部37には、比較器36からの出力
と出力周波数指令値FINV* とが入力される。
The output from the comparator 36 and the output frequency command value FINV * are input to the latch section 37.
【0321】比較器36からの出力が0から1に変化し
た場合には、その時点での出力周波数指令値FINV*
をラッチする。
When the output from the comparator 36 changes from 0 to 1, the output frequency command value FINV * at that time is obtained .
Latch.
【0322】ラッチ部37からの出力は、ロータ回転周
波数推定値FRHとなる。
The output from the latch section 37 is a rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0323】図27は、以上の関係を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 27 is a timing chart showing the above relationship.
【0324】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、出力周波数指令値FINV* が第1の所定値F1か
ら第2の所定値F2へと漸増あるいは漸減する際に、V
VVFインバータ5の出力電圧指令値の大きさと出力周
波数指令との比、いわゆるV/F比(記号ではV F)
が所定の検知レベルV * を超過した時点での出力周
波数指令値FINV*を、ロータ回転周波数推定値FR
Hとして設定する。
Next, in the electric vehicle control device using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the output frequency command value FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2. When gradually increasing or decreasing to
The ratio between the magnitude of the output voltage command value of the VVF inverter 5 and the output frequency command, the so-called V / F ratio (V F)
Is the predetermined detection level V The output frequency command value FINV * at the point of time exceeding F * is converted to the rotor rotation frequency estimated value FR.
Set as H.
【0325】本実施の形態では、電流制御器28を備え
ており、電流指令値に追従するようにVVVFインバー
タ5の出力電圧指令が制御される。
In the present embodiment, a current controller 28 is provided, and the output voltage command of the VVVF inverter 5 is controlled so as to follow the current command value.
【0326】前記第1の実施の形態にて説明したよう
に、出力周波数指令値FINV* を漸増あるいは漸減す
る際に、滑りSが変化する。特に、滑りが0の近傍で
は、インピーダンスが増加する。電流制御器28の電流
制御作用によって、電流指令値に一致した電流が流れる
とすると、インピーダンスに応じた出力電圧が必要とな
り、出力周波数指令値FINV* に対する出力電圧指令
の大きさV* の比率、すなわちV/F比が大きくなる。
As described in the first embodiment, when the output frequency command value FINV * is gradually increased or decreased, the slip S changes. In particular, when the slip is near zero, the impedance increases. Assuming that a current corresponding to the current command value flows due to the current control action of the current controller 28, an output voltage corresponding to the impedance is required, and the ratio of the magnitude V * of the output voltage command to the output frequency command value FINV * , That is, the V / F ratio increases.
【0327】従って、V/F比(V F)が所定値(V
* )以上に増加した時点での出力周波数指令値FI
NV* をラッチすることで、ロータ回転周波数を推定す
ることが可能となる。そして、この推定されたロータ回
転周波数に基づいて再起動動作を行なうため、過電流・
過電圧や不要なトルクの発生を防ぐことができる。これ
により、VVVFインバータ5の保護停止を抑制した
り、あるいは乗り心地の劣化を抑制することが可能とな
る。
Accordingly, the V / F ratio (V F) is a predetermined value (V
F * ) The output frequency command value FI at the point when it increases
By latching NV * , the rotor rotation frequency can be estimated. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency,
It is possible to prevent the occurrence of overvoltage and unnecessary torque. This makes it possible to suppress the protection stop of the VVVF inverter 5 or to suppress the deterioration of the riding comfort.
【0328】(第16の実施の形態:請求項15に対
応)図28は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Sixteenth Embodiment: Corresponding to Claim 15) FIG. 28 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0329】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
した構成としている。
That is, the present embodiment has a configuration in which the rotor rotation frequency detecting section 15 is limited in the first embodiment.
【0330】図28において、ロータ回転周波数推定部
15は、出力電力演算器50と、比較器36と、ラッチ
部37とからなる。
In FIG. 28, the rotor rotation frequency estimating unit 15 includes an output power calculator 50, a comparator 36, and a latch unit 37.
【0331】本実施の形態では、誘導電動機6に流れる
電流を検出する電流検出器9からの出力である相電流I
u ,Iw と、出力電圧指令演算部11からの出力である
d軸出力電圧指令Vd * 、q軸出力電圧指令Vq *
は、出力電力演算器50へと入力される。
In the present embodiment, the phase current I which is the output from the current detector 9 for detecting the current flowing through the induction motor 6
u, Iw and the d-axis output voltage command Vd * and the q-axis output voltage command Vq *, which are the outputs from the output voltage command calculation unit 11, are input to the output power calculator 50.
【0332】出力電力演算器50では、誘導電動機6の
出力電力PowerHを、例えば次式に示すように、推
定演算し出力する。
The output power calculator 50 estimates and outputs the output power PowerH of the induction motor 6 as shown in the following equation, for example.
【0333】[0333]
【数20】 (Equation 20)
【0334】ただし、M:相互インダクタンス、L2:
2次インダクタンス、R2:2次抵抗、Id :d軸電
流、Iq :q軸電流である。
Here, M: mutual inductance, L2:
Secondary inductance, R2: secondary resistance, Id: d-axis current, Iq: q-axis current.
【0335】d軸電流Id とq軸電流Iq は、電流検出
器9により検出された相電流Iu ,Iw とを、座標系変
換器53により、前記(8)式に従ってdq軸座標系上
での電流値に変換したものである。
The d-axis current Id and the q-axis current Iq are obtained by combining the phase currents Iu and Iw detected by the current detector 9 with the coordinate system converter 53 on the dq-axis coordinate system according to the above equation (8). It is converted into a current value.
【0336】図29は、以上の出力電力演算部50の構
成例を示す。
FIG. 29 shows a configuration example of the output power calculation unit 50 described above.
【0337】出力電力演算器50からの出力である出力
電力演算値PowerHは、比較器36へと入力され
る。
The output power calculation value PowerH output from the output power calculator 50 is input to the comparator 36.
【0338】本実施の形態では、誘導電動機6のロータ
回転周波数FRが正転であり、出力周波数指令値FIN
* を漸増することを仮定する。
In this embodiment, the rotor rotation frequency FR of the induction motor 6 is normal rotation, and the output frequency command value FIN
Assume that V * is gradually increased.
【0339】比較器36では、出力電力演算値Powe
rHが所定値Power* よりも大きい場合には出力を
1とし、所定値に満たない場合には出力を0とする。
In the comparator 36, the output power operation value Power
The output is set to 1 when rH is larger than a predetermined value Power * , and set to 0 when rH is less than the predetermined value.
【0340】ラッチ部37には、比較器36からの出力
と出力周波数指令値FINV* とが入力される。
The output from the comparator 36 and the output frequency command value FINV * are input to the latch section 37.
【0341】比較器36からの出力が0から1に変化し
た場合には、その時点での出力周波数指令値FINV*
をラッチする。
When the output from the comparator 36 changes from 0 to 1, the output frequency command value FINV * at that time is obtained .
Latch.
【0342】ラッチ部37からの出力は、ロータ回転周
波数推定値FRHとなる。
The output from the latch section 37 is a rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0343】図30は、以上の関係を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 30 is a timing chart showing the above relationship.
【0344】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、出力周波数指令値FINV* が第1の所定値F1か
ら第2の所定値F2へと漸増する際に、誘導電動機6の
出力電力PowerHが所定の検知レベルPower*
を超過した時点での周波数指令値FINV* を、ロータ
回転周波数推定値FRHとして設定する。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the output frequency command value FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2. When the output power PowerH of the induction motor 6 gradually increases to the predetermined detection level Power *
The frequency command value FINV * at the time exceeds the set as a rotor rotational frequency estimate FRH.
【0345】本実施の形態では、誘導電動機6のロータ
回転FRが正転であり、出力周波数を漸増することを仮
定しており、出力周波数指令値FINV* はロータ回転
周波数FRに対して、小さい状態から大きな状態へと移
行していく。
In the present embodiment, it is assumed that the rotor rotation FR of the induction motor 6 is normal rotation and the output frequency is gradually increased, and the output frequency command value FINV * is smaller than the rotor rotation frequency FR. Transition from state to large state.
【0346】出力周波数指令値FINV* がロータ回転
周波数FRよりも小さい場合、すべり周波数Fs が負で
あることと等価であり、定常的にはマイナスの出力電
力、すなわち回生状態となることが知られている。
If the output frequency command value FINV * is smaller than the rotor rotation frequency FR, it is equivalent to the slip frequency Fs being negative, and it is known that the output power is constantly negative, that is, a regenerative state. ing.
【0347】また、出力周波数指令値FINV* がロー
タ回転周波数FRよりも大きい場合、すべり周波数Fs
が正であることと等価であり、定常的にはプラスの出力
電力、すなわち力行状態となることが知られている。
When the output frequency command value FINV * is higher than the rotor rotation frequency FR, the slip frequency Fs
Is positive, and it is known that the output power is constantly positive, that is, a powering state.
【0348】さらに、すべり周波数が正あるいは負で非
常に大きい場合には、出力電力は0に近いことも誘導電
動機6の特性より周知である。
It is also known from the characteristics of the induction motor 6 that the output power is close to 0 when the slip frequency is very large, positive or negative.
【0349】これは、図30に出力周波数指令値FIN
* がロータ回転周波数FRを過る付近において、出力
電力演算値PowerHが示されるように、出力電力が
負から正へ変化することを示している。
This corresponds to the output frequency command value FIN shown in FIG.
In the vicinity of V * exceeding the rotor rotation frequency FR, the output power changes from negative to positive as indicated by the output power calculation value PowerH.
【0350】従って、出力電力演算値PowerHが所
定の検知レベルPower* を超過した時点にて、出力
周波数指令値FINV* をラッチすることで、ロータ回
転周波数を推定することが可能となる。そして、この推
定されたロータ回転周波数に基づいて再起動動作を行な
うため、過電流・過電圧や不要なトルクの発生を防ぐこ
とができる。これにより、VVVFインバータ5の保護
停止を抑制したり、あるいは乗り心地の劣化を抑制する
ことが可能となる。
Therefore, when the output power calculation value PowerH exceeds the predetermined detection level Power * , the output frequency command value FINV * is latched, so that the rotor rotation frequency can be estimated. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. This makes it possible to suppress the protection stop of the VVVF inverter 5 or to suppress the deterioration of the riding comfort.
【0351】なお、本実施の形態では、ロータ回転周波
数FRが正転であり、出力周波数指令値FINV* を漸
増する場合を説明しているが、他の条件においても、同
様に考えることができる。
In the present embodiment, the case where the rotor rotational frequency FR is normal rotation and the output frequency command value FINV * is gradually increased has been described, but the same can be considered under other conditions. .
【0352】例えば、ロータ周波数FRが正転であり、
出力周波数指令値FINV* が漸減する場合のタイミン
グチャートを図31に示す。比較器36では、入力であ
る出力電力演算値PowerHと所定の検知レベルPo
wer* とを比較し、出力電力演算値PowerHが検
知レベルPower* よりも大きい場合には、出力を0
とし、出力電力演算値PowerHが検知レベルPow
er* よりも小さい場合には、出力を1とする。また、
ロータ回転周波数FRが逆転である場合にも、同様に適
用することが可能である。
For example, when the rotor frequency FR is normal rotation,
FIG. 31 shows a timing chart when the output frequency command value FINV * gradually decreases. In the comparator 36, the output power calculation value PowerH as an input and a predetermined detection level Po
comparing the wer *, when the output power calculated value PowerH is greater than the detection level Power * the output 0
And the output power calculation value PowerH is equal to the detection level Pow.
If it is smaller than er * , the output is set to 1. Also,
The same applies to the case where the rotor rotation frequency FR is reversed.
【0353】(第17の実施の形態:請求項16に対
応)図32は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Seventeenth Embodiment: Corresponding to Claim 16) FIG. 32 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0354】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
した構成としている。
That is, the present embodiment is different from the first embodiment in that the rotor rotational frequency detecting section 15 is limited.
【0355】本実施の形態では、図1の電流指令演算部
10として、q軸電流指令Iq * を零に設定し、d軸電
流指令Id * はある所定値に設定するものと仮定する。
この場合、電流指令値に一致する成分とは、d軸成分の
ことを表わし、電流指令値に直交する成分とは、q軸成
分のことを表わす。
In the present embodiment, it is assumed that the q-axis current command Iq * is set to zero and the d-axis current command Id * is set to a predetermined value as the current command calculation unit 10 in FIG.
In this case, a component that matches the current command value indicates a d-axis component, and a component that is orthogonal to the current command value indicates a q-axis component.
【0356】図32において、ロータ回転周波数検知部
15は、座標系変換器25と、比較器36と、ラッチ部
37とからなる。
Referring to FIG. 32, the rotor rotation frequency detecting section 15 includes a coordinate system converter 25, a comparator 36, and a latch section 37.
【0357】本実施の形態では、誘導電動機6に流れる
電流を検出する電流検出器9からの出力である相電流I
u ,Iw は、座標系変換器25へと入力される。
In the present embodiment, the phase current I which is the output from the current detector 9 for detecting the current flowing through the induction motor 6
u and Iw are input to the coordinate system converter 25.
【0358】座標系変換器25では、前記(8)式によ
りdq軸座標系上の電流値Id ,Iq を演算出力する。
The coordinate system converter 25 calculates and outputs the current values Id and Iq on the dq axis coordinate system according to the above equation (8).
【0359】電流指令値に一致した成分であるd軸電流
Id は、比較器36へ入力される。
The d-axis current Id, which is a component that matches the current command value, is input to the comparator 36.
【0360】比較器36では、d軸電流Id と所定の検
知レベルIdp* とを比較する。この結果、d軸電流Id
が所定の検知レベルIdp* よりも小さい場合には出力を
1とし、d軸電流Id が所定の検知レベルIdp* よりも
大きい場合には出力を0とする。
The comparator 36 compares the d-axis current Id with a predetermined detection level Idp * . As a result, the d-axis current Id
Is smaller than a predetermined detection level Idp * , the output is set to 1. If the d-axis current Id is larger than the predetermined detection level Idp * , the output is set to 0.
【0361】ラッチ部37には、比較器36からの出力
と出力周波数指令値FINV* とが入力される。
The output from the comparator 36 and the output frequency command value FINV * are input to the latch section 37.
【0362】比較器36からの出力が0から1に変化し
た場合、その時点での出力周波数指令値FINV* をラ
ッチする。
When the output from the comparator 36 changes from 0 to 1, the output frequency command value FINV * at that time is latched.
【0363】ラッチ部37からの出力は、ロータ回転周
波数推定値FRHとなる。
The output from the latch section 37 becomes the rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0364】図33は、以上の関係を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 33 is a timing chart showing the above relationship.
【0365】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、出力周波数指令値FINV* が第1の所定値F1か
ら第2の所定値F2へと漸増する際に、誘導電動機6の
電流の成分の中で、電流指令値Id * に一致する成分I
d が所定の検知レベルIdp* よりも増加した時点での出
力周波数指令値FINV* を、ロータ回転周波数推定値
FRHとして設定する。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the output frequency command value FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2. When the current gradually increases to, the component I of the current of the induction motor 6 that matches the current command value Id *
The output frequency command value FINV * at the point in time when d exceeds the predetermined detection level Idp * is set as the rotor rotation frequency estimation value FRH.
【0366】前記第1の実施の形態にて説明したよう
に、出力周波数指令値FINV* が実際のロータ周波数
FRと大きく離れている状態、すなわちすべり周波数が
正あるいは負で非常に大きい場合には、図4に示す等価
回路において、2次抵抗回路の等価インピーダンスが0
に近くなるため、VVVFインバータ5の出力電圧が1
次インピーダンスでの電圧降下分のみを補償する場合、
電流指令値に一致した成分の電流が流れる。
As described in the first embodiment, when the output frequency command value FINV * is significantly different from the actual rotor frequency FR, that is, when the slip frequency is positive or negative and extremely large, In the equivalent circuit shown in FIG. 4, the equivalent impedance of the secondary resistance circuit is zero.
, The output voltage of the VVVF inverter 5 becomes 1
To compensate only for the voltage drop at the next impedance,
A current of a component that matches the current command value flows.
【0367】出力周波数指令値FINV* が実際のロー
タ周波数FRの近傍にあり、すべり周波数が正あるいは
負で零に近い場合には、2次抵抗等価インピーダンスは
非常に大きくなり、電流は励磁回路に流れ込む。このた
め、2次抵抗回路の電流、すなわち電流指令値に一致し
た電流成分は、減少する。
When the output frequency command value FINV * is near the actual rotor frequency FR and the slip frequency is positive or negative and close to zero, the secondary resistance equivalent impedance becomes very large, and the current flows through the exciting circuit. Flow in. Therefore, the current of the secondary resistance circuit, that is, the current component that matches the current command value decreases.
【0368】従って、電流指令値に一致した電流成分I
d が所定の検知レベルIdp* よりも低下した時点にて、
出力周波数指令値FINV* をラッチすることで、ロー
タ回転周波数を推定することが可能となる。そして、こ
の推定されたロータ回転周波数に基づいて再起動動作を
行なうため、過電流・過電圧や不要なトルクの発生を防
ぐことができる。これにより、VVVFインバータ5の
保護停止を抑制したり、あるいは乗り心地の劣化を抑制
することが可能となる。
Therefore, the current component I that matches the current command value
When d falls below a predetermined detection level Idp * ,
By latching the output frequency command value FINV * , the rotor rotation frequency can be estimated. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. This makes it possible to suppress the protection stop of the VVVF inverter 5 or to suppress the deterioration of the riding comfort.
【0369】なお、本実施の形態では、誘導電動機6の
ロータ回転FRが正転であり、出力周波数指令値FIN
* を漸増することを仮定しているが、ロータ回転が逆
転である場合や、出力周波数指令値FINV* を漸減し
ていく場合にも、同様に適用することが可能である。
In this embodiment, the rotor rotation FR of the induction motor 6 is normal rotation, and the output frequency command value FIN
Although it is assumed that V * is gradually increased, the present invention can be similarly applied to a case where the rotation of the rotor is reversed or a case where the output frequency command value FINV * is gradually reduced.
【0370】(第18の実施の形態:請求項17に対
応)図34は、本実施の形態による速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置の概略構成例を示すブロック図
であり、図1と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Eighteenth Embodiment: Corresponding to Claim 17) FIG. 34 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to this embodiment. The same portions are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.
【0371】すなわち、本実施の形態は、前記第1の実
施の形態において、ロータ回転周波数検知部15を限定
した構成としている。
That is, the present embodiment is different from the first embodiment in that the rotor rotational frequency detecting section 15 is limited.
【0372】本実施の形態では、図1の電流指令演算部
10として、q軸電流指令Iq * を零に設定し、d軸電
流指令Id * はある所定値に設定するものと仮定する。
この場合、電流指令値に一致する成分とは、d軸成分の
ことを表わし、電流指令値に直交する成分とは、q軸成
分のことを表わす。
In the present embodiment, it is assumed that the q-axis current command Iq * is set to zero and the d-axis current command Id * is set to a predetermined value as the current command calculation unit 10 in FIG.
In this case, a component that matches the current command value indicates a d-axis component, and a component that is orthogonal to the current command value indicates a q-axis component.
【0373】図34において、ロータ回転周波数検知部
15は、座標系変換器25と、比較器36と、ラッチ部
37とからなる。
In FIG. 34, the rotor rotation frequency detecting section 15 includes a coordinate system converter 25, a comparator 36, and a latch section 37.
【0374】本実施の形態では、誘導電動機6に流れる
電流を検出する電流検出器9からの出力である相電流I
u ,Iw は、座標系変換器25へと入力される。
In the present embodiment, the phase current I which is the output from the current detector 9 for detecting the current flowing through the induction motor 6
u and Iw are input to the coordinate system converter 25.
【0375】座標系変換器25では、前記(8)式によ
りdq軸座標系上の電流値Id ,Iq を演算出力する。
The coordinate system converter 25 calculates and outputs the current values Id and Iq on the dq axis coordinate system according to the above equation (8).
【0376】電流指令値に直交する成分であるq軸電流
Iq は、比較器36へ入力される。
The q-axis current Iq, which is a component orthogonal to the current command value, is input to the comparator 36.
【0377】比較器36では、q軸電流Iq と所定の検
知レベルIqp* とを比較する。この結果、q軸電流Iq
が所定の検知レベルIqp* よりも大きい場合には出力を
1とし、q軸電流Iq が所定の検知レベルIqp* よりも
小さい場合には出力を0とする。
The comparator 36 compares the q-axis current Iq with a predetermined detection level Iqp * . As a result, the q-axis current Iq
Is larger than a predetermined detection level Iqp * , the output is set to 1. If the q-axis current Iq is smaller than the predetermined detection level Iqp * , the output is set to 0.
【0378】ラッチ部37には、比較器36からの出力
と出力周波数指令値FINV* とが入力される。
The output from the comparator 36 and the output frequency command value FINV * are input to the latch section 37.
【0379】比較器36からの出力が0から1に変化し
た場合、その時点での出力周波数指令値FINV* をラ
ッチする。
When the output from the comparator 36 changes from 0 to 1, the output frequency command value FINV * at that time is latched.
【0380】ラッチ部37からの出力は、ロータ回転周
波数推定値FRHとなる。
The output from the latch section 37 is a rotor rotation frequency estimated value FRH.
【0381】図35は、以上の関係を示すタイミングチ
ャートである。
FIG. 35 is a timing chart showing the above relationship.
【0382】次に、以上のように構成した本実施の形態
の速度センサレス制御を用いた電気車制御装置において
は、出力周波数指令値FINV* が第1の所定値F1か
ら第2の所定値F2へと漸増する際に、誘導電動機6の
電流の成分の中で、電流指令値Id * に直交した成分I
q が所定の検知レベルIqp* よりも増加した時点での出
力周波数値FINV* を、ロータ回転周波数推定値FR
Hとして設定する。
Next, in the electric vehicle control apparatus using the speed sensorless control of the present embodiment configured as described above, the output frequency command value FINV * is changed from the first predetermined value F1 to the second predetermined value F2. , The component I of the current of the induction motor 6 which is orthogonal to the current command value Id *
The output frequency value FINV * at the time point when q exceeds the predetermined detection level Iqp * is converted to the rotor rotation frequency estimated value FR.
Set as H.
【0383】前記第1の実施の形態にて説明したよう
に、出力周波数指令値FINV* が実際のロータ周波数
FRと大きく離れている状態、すなわちすべり周波数が
正あるいは負で非常に大きい場合には、図4の等価回路
において、2次抵抗回路の等価インピーダンスが0に近
くなるため、VVVFインバータ5の出力電圧が1次イ
ンピーダンスでの電圧降下分のを補償する場合、電流指
令値に一致した成分の電流が流れる。
As described in the first embodiment, when the output frequency command value FINV * is far away from the actual rotor frequency FR, that is, when the slip frequency is positive or negative and very large, In the equivalent circuit of FIG. 4, since the equivalent impedance of the secondary resistor circuit is close to 0, when the output voltage of the VVVF inverter 5 compensates for the voltage drop at the primary impedance, a component that matches the current command value Current flows.
【0384】出力周波数指令値FINV* が実際のロー
タ周波数FRの近傍にあり、すべり周波数が正あるいは
負で零に近い場合には、2次抵抗等価インピーダンスは
非常に大きくなり、電流は励磁回路に流れ込む。このた
め、励磁電流、すなわち電流指令値に直交した電流成分
が発生する。
When the output frequency command value FINV * is near the actual rotor frequency FR and the slip frequency is positive or negative and close to zero, the secondary resistance equivalent impedance becomes very large, and the current flows to the exciting circuit. Flow in. Therefore, an exciting current, that is, a current component orthogonal to the current command value is generated.
【0385】従って、ロータ回転周波数が正転である定
常状態では、電流指令値に直交する電流成分Iq は、出
力周波数指令値FINV* が実際のロータ回転周波数F
Rより小さい場合には、負であり、出力周波数指令値F
INV* が実際のロータ周波数FRよりも大きい場合に
は、正となり発生する。
Therefore, in a steady state where the rotor rotation frequency is normal rotation, the current component Iq orthogonal to the current command value is determined by the fact that the output frequency command value FINV * is equal to the actual rotor rotation frequency FV .
If it is smaller than R, it is negative and the output frequency command value F
If INV * is greater than the actual rotor frequency FR, it will be positive and occur.
【0386】従って、電流指令値に直交する電流成分I
q が所定の検知レベルIqp* よりも増加した時点にて、
出力周波数指令値FINV* をラッチすることで、ロー
タ回転周波数を推定することが可能である。そして、こ
の推定されたロータ回転周波数に基づいて再起動動作を
行うため、過電流・過電圧や不要なトルクの発生を防ぐ
ことができる。これにより、VVVFインバータ5の保
護停止を抑制したり、あるいは乗り心地の劣化を抑制す
ることが可能となる。
Therefore, the current component I orthogonal to the current command value
When q increases from a predetermined detection level Iqp * ,
By latching the output frequency command value FINV * , the rotor rotation frequency can be estimated. Then, since the restart operation is performed based on the estimated rotor rotation frequency, generation of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented. This makes it possible to suppress the protection stop of the VVVF inverter 5 or to suppress the deterioration of the riding comfort.
【0387】なお、本実施の形態では、誘導電動機6の
ロータが正転であり、出力周波数指令値を漸増すること
を仮定しており、電流指令値に直交する電流成分が、所
定値Iqp* を増加した時点での出力周波数指令をロータ
回転周波数として推定しているが、所定値Iqp* よりも
減少した時点での電流指令値に直交する電流成分が、所
定値Iqp* よりも減少した時点での出力周波数指令値を
ロータ回転周波数として推定することも可能である。ま
た、誘導電動機6のロータが逆転の場合にも、同様に適
用することが可能である。
In the present embodiment, it is assumed that the rotor of the induction motor 6 is rotating forward and the output frequency command value is gradually increased, and the current component orthogonal to the current command value is a predetermined value Iqp *. time has been estimated output frequency command at the time of increase as the rotor rotational frequency, current component perpendicular to the current command value at the time of decrease than the predetermined value Iqp * is the predetermined value Iqp * than reduced the Can be estimated as the rotor rotation frequency. Further, the same can be applied to the case where the rotor of the induction motor 6 rotates in the reverse direction.
【0388】(第19の実施の形態:請求項1、請求項
2、請求項8に対応)図36は、本実施の形態のミニモ
デルによる試験結果の一例を示す図である。なお、同試
験では、誘導電動機6が正転であることを条件としてい
る。
(Nineteenth Embodiment: Corresponding to Claims 1, 2, and 8) FIG. 36 is a diagram showing an example of a test result by the mini model of this embodiment. In this test, the condition is that the induction motor 6 is in normal rotation.
【0389】出力周波数指令値FINV* を、第1の所
定値F1=0Hzから第2の所定値F2=100Hzま
で漸増するように設定している。
The output frequency command value FINV * is set so as to gradually increase from the first predetermined value F1 = 0 Hz to the second predetermined value F2 = 100 Hz.
【0390】図36におけるモードには、(a)(b)
(c)が存在する。
The modes in FIG. 36 include (a) and (b)
(C) exists.
【0391】モード(a)は、出力周波数指令値FIN
* をある期間第1の所定値F1=0Hzに保つ期間で
あり、前記第8の実施の形態に対応する。この間に、d
q軸電流の大きさである電流Iabsが立ち上がると共
に、安定化されている様子を確認することができる。
In the mode (a), the output frequency command value FIN
This is a period in which V * is kept at the first predetermined value F1 = 0 Hz for a certain period, and corresponds to the eighth embodiment. During this time, d
It is possible to confirm that the current Iabs, which is the magnitude of the q-axis current, rises and is stabilized.
【0392】モード(b)は、出力周波数指令値FIN
* を第1の所定値F1=0Hzから漸増する期間であ
る。図36には、実際のロータ回転周波数FRが示され
ていないが、チャートの終点に向かってインバータ出力
周波数指令値FINV* が収束している周波数がロータ
回転周波数FRであり、32Hz近傍である。
In the mode (b), the output frequency command value FIN
This is a period in which V * is gradually increased from the first predetermined value F1 = 0 Hz. Although the actual rotor rotation frequency FR is not shown in FIG. 36, the frequency at which the inverter output frequency command value FINV * converges toward the end point of the chart is the rotor rotation frequency FR, which is around 32 Hz.
【0393】このモード(b)において、出力周波数指
令値FINV* が32Hzに近づくにつれて、dq軸電
流の大きさIabsが低下している様子を確認すること
ができる。ロータ回転周波数の推定検知は、dq軸電流
の大きさIabsが所定値Iabs* よりも低下した時
点での出力周波数指令値FINV* を、ロータ周波数推
定値FRHと見做しており、前記第2の実施の形態に対
応する。
In this mode (b), it can be confirmed that the magnitude Iabs of the dq-axis current decreases as the output frequency command value FINV * approaches 32 Hz. In the estimation of the rotor rotation frequency, the output frequency command value FINV * at the time when the magnitude Iabs of the dq-axis current falls below the predetermined value Iabs * is regarded as the rotor frequency estimation value FRH. Corresponding to the embodiment.
【0394】電流指令値の大きさは20Aに設定してお
り、検知レベルIabs* を13Aに設定している。
The magnitude of the current command value is set to 20 A, and the detection level Iabs * is set to 13 A.
【0395】図36では、ロータ周波数推定値FRHと
して37Hz近傍を検知したことを確認することができ
る。
In FIG. 36, it can be confirmed that the vicinity of 37 Hz has been detected as the estimated rotor frequency FRH.
【0396】本実施の形態では、電流の大きさが検知レ
ベルIabs* 13Aを下回り、ロータ回転周波数を推
定した時点で、次のモード(c)へと移行している。
In the present embodiment, the mode shifts to the next mode (c) when the magnitude of the current falls below the detection level Iabs * 13A and the rotor rotation frequency is estimated.
【0397】モード(c)は、推定されたロータ周波数
推定値に基づいて励磁を行なうモードである。励磁を行
なうことによって、電圧が必要となるが、モード(c)
にて、出力電圧指令V* が増加していることを確認する
ことができる。
The mode (c) is a mode in which excitation is performed based on the estimated rotor frequency. By performing the excitation, a voltage is required.
It can be confirmed that the output voltage command V * has increased.
【0398】なお、このモード(c)に関しては、本発
明の範囲ではない。
The mode (c) is outside the scope of the present invention.
【0399】[0399]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置によれば、誘導電動
機のロータの回転周波数を安定かつ迅速に推定し、ロー
タ回転周波数が不明である惰行状態の誘導電動機を安定
かつ確実に再起動することが可能となる。
As described above, according to the electric vehicle controller using the speed sensorless control of the present invention, the rotation frequency of the rotor of the induction motor is estimated stably and quickly, and the rotation frequency of the rotor is unknown. It is possible to stably and reliably restart the induction motor in the coasting state.
【0400】これにより、惰行状態の誘導電動機の再起
動の際に、過電流・過電圧や不要なトルクの発生を防ぐ
ことができ、VVVFインバータの保護停止を抑制した
り、あるいは乗り心地の劣化を抑制することができる。
Thus, when the induction motor in the coasting state is restarted, the occurrence of overcurrent / overvoltage and unnecessary torque can be prevented, and the protection stop of the VVVF inverter can be suppressed, or the riding comfort is degraded. Can be suppressed.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明による速度センサレス制御を用いた電気
車制御装置の第1の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present invention.
【図2】各種座標系の関係を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between various coordinate systems.
【図3】同第1の実施の形態の速度センサレス制御を用
いた電気車制御装置における出力周波数指令演算部の構
成例を示すブロック図。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of an output frequency command calculation unit in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the first embodiment;
【図4】誘導電動機の単相等価回路を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a single-phase equivalent circuit of the induction motor.
【図5】本発明による第2の実施の形態の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置における出力電圧指令演
算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of an output voltage command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明による第2の実施の形態の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置における出力電圧周波数
指令演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of an output voltage frequency command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a second embodiment of the present invention.
【図7】同第2の実施の形態の速度センサレス制御を用
いた電気車制御装置における電流の大きさと比較器出力
とロータ回転周波数推定値のタイミングチャート。
FIG. 7 is a timing chart of a current magnitude, a comparator output, and a rotor rotation frequency estimation value in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the second embodiment.
【図8】本発明による第3の実施の形態の速度センサレ
ス制御を用いた電気車制御装置におけるロータ回転周波
数検知部の構成例を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a third embodiment of the present invention.
【図9】実際のロータ回転周波数と電流の大きさの最小
値との関係を示す図。
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between an actual rotor rotation frequency and a minimum value of a current magnitude;
【図10】本発明による第4の実施の形態の速度センサ
レス制御を用いた電気車制御装置における出力電圧指令
演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of an output voltage command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明による第5の実施の形態の速度センサ
レス制御を用いた電気車制御装置におけるロータ回転周
波数検知部の構成例を示すブロック図。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a fifth embodiment of the present invention.
【図12】同第5の実施の形態の速度センサレス制御を
用いた電気車制御装置における電流の大きさとロータ回
転周波数推定値のタイミングチャート。
FIG. 12 is a timing chart of the magnitude of the current and the estimated value of the rotor rotation frequency in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the fifth embodiment.
【図13】本発明による第6の実施の形態の速度センサ
レス制御を用いた電気車制御装置における出力周波数指
令演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration example of an output frequency command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a sixth embodiment of the present invention.
【図14】本発明による第7の実施の形態の速度センサ
レス制御を用いた電気車制御装置における出力周波数指
令値と変化率リミット値のタイミングチャート。
FIG. 14 is a timing chart of an output frequency command value and a change rate limit value in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a seventh embodiment of the present invention.
【図15】本発明による第8の実施の形態の速度センサ
レス制御を用いた電気車制御装置における出力周波数指
令演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 15 is a block diagram illustrating a configuration example of an output frequency command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to an eighth embodiment of the present invention.
【図16】同第8の実施の形態の速度センサレス制御を
用いた電気車制御装置における出力周波数指令値とカウ
ンタ出力と比較器出力のタイミングチャート。
FIG. 16 is a timing chart of an output frequency command value, a counter output, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the eighth embodiment.
【図17】本発明による速度センサレス制御を用いた電
気車制御装置の第9の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 17 is a block diagram showing a ninth embodiment of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present invention.
【図18】本発明による第10の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置における出力周波数
指令演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of an output frequency command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a tenth embodiment of the present invention.
【図19】本発明による第11の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置における出力周波数
指令演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 19 is a block diagram illustrating a configuration example of an output frequency command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図20】本発明による第12の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置における出力周波数
指令演算部の構成例を示すブロック図。
FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration example of an output frequency command calculation unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図21】本発明による速度センサレス制御を用いた電
気車制御装置の第13の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 21 is a block diagram showing a thirteenth embodiment of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present invention.
【図22】本発明による速度センサレス制御を用いた電
気車制御装置の第13の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 22 is a block diagram showing a thirteenth embodiment of an electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present invention.
【図23】本発明による第14の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置におけるロータ回転
周波数検知部の構成例を示すブロック図。
FIG. 23 is a block diagram showing a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a fourteenth embodiment of the present invention.
【図24】同第14の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置におけるインピーダンス推定値
とロータ回転周波数推定値と比較器出力のタイミングチ
ャート。
FIG. 24 is a timing chart of an impedance estimation value, a rotor rotation frequency estimation value, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the fourteenth embodiment.
【図25】本発明による速度センサレス制御を用いた電
気車制御装置の第15の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 25 is a block diagram showing a fifteenth embodiment of the electric vehicle control device using speed sensorless control according to the present invention.
【図26】同第15の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置におけるロータ回転周波数検知
部の構成例を示すブロック図。
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the fifteenth embodiment.
【図27】同第15の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置におけるV/F比とロータ回転
周波数推定値と比較器出力のタイミングチャート。
FIG. 27 is a timing chart of a V / F ratio, a rotor rotation frequency estimated value, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the fifteenth embodiment.
【図28】本発明による第16の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置におけるロータ回転
周波数検知部の構成例を示すブロック図。
FIG. 28 is a block diagram illustrating a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a sixteenth embodiment of the present invention.
【図29】同第16の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置における出力電力演算部の構成
例を示すブロック図。
FIG. 29 is a block diagram showing a configuration example of an output power calculation unit in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the sixteenth embodiment.
【図30】同第16の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置における出力電力推定値とロー
タ回転周波数推定値と比較器出力のタイミングチャー
ト。
FIG. 30 is a timing chart of an output power estimated value, a rotor rotation frequency estimated value, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the sixteenth embodiment.
【図31】同第16の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置における出力電力推定値とロー
タ回転周波数推定値と比較器出力のタイミングチャー
ト。
FIG. 31 is a timing chart of an output power estimated value, a rotor rotation frequency estimated value, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the sixteenth embodiment.
【図32】本発明による第17の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置におけるロータ回転
周波数検知部の構成例を示すブロック図。
FIG. 32 is a block diagram illustrating a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to a seventeenth embodiment of the present invention.
【図33】同第17の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置における電流指令に一致する電
流成分とロータ回転周波数推定値と比較器出力のタイミ
ングチャート。
FIG. 33 is a timing chart of a current component matching a current command, a rotor rotation frequency estimated value, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the seventeenth embodiment.
【図34】本発明による第18の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置におけるロータ回転
周波数検知部の構成例を示すブロック図。
FIG. 34 is a block diagram illustrating a configuration example of a rotor rotation frequency detection unit in an electric vehicle control device using speed sensorless control according to an eighteenth embodiment of the present invention.
【図35】同第18の実施の形態の速度センサレス制御
を用いた電気車制御装置における電流指令に直交する電
流成分とロータ回転周波数推定値と比較器出力のタイミ
ングチャート。
FIG. 35 is a timing chart of a current component orthogonal to a current command, a rotor rotation frequency estimated value, and a comparator output in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the eighteenth embodiment.
【図36】本発明による第19の実施の形態の速度セン
サレス制御を用いた電気車制御装置におけるミニモデル
試験結果の一例を示す図。
FIG. 36 is a diagram showing an example of a mini model test result in the electric vehicle control device using the speed sensorless control according to the nineteenth embodiment of the present invention.
【図37】従来の電気車制御装置の構成例を示すブロッ
ク図。
FIG. 37 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electric vehicle control device.
【図38】従来の電気車制御装置の構成例を示すブロッ
ク図。
FIG. 38 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electric vehicle control device.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
1…架線 2…パンタグラフ 3…直流フィルタリアクトル 4…直流フィルタコンデンサ 5…VVVFインバータ 6…誘導電動機 7…車輪 8…レール 9…電流検出器 10…電流指令演算部 11…出力電圧指令演算部 12…座標系変換器 13…ゲート制御部 14…出力周波数指令演算部 15…ロータ回転周波数検知部 16…減算器 17…変化率リミッタ 18…積分器 19…カウンタ 20…比較器 21…切替え器 22…絶対値演算器 23…変化率設定器 24…減算器 25…座標系変換器 26…減算器 27…減算器 28…電流制御器 29…ゲイン切替え器 30…乗算器 31…乗算器 32…加算器 33…加算器 34…制御ユニット 35…電流ベクトル長演算器 36…比較器 37…ラッチ部 38…検知レベル設定器 39…最小値選択器 40…除算器 41…絶対値演算器 42…速度検出器 43…伝送装置 44…車両 45…車両 46…車両 47…係数変換器 48…出力周波数指令演算部 49…絶対値演算器 50…出力電力演算器 51…ローパスフィルタ 52…1サンプリング遅れ 53…座標系変換器。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Overhead wire 2 ... Pantograph 3 ... DC filter reactor 4 ... DC filter capacitor 5 ... VVVF inverter 6 ... Induction motor 7 ... Wheel 8 ... Rail 9 ... Current detector 10 ... Current command calculation unit 11 ... Output voltage command calculation unit 12 ... Coordinate system converter 13 ... Gate control unit 14 ... Output frequency command calculation unit 15 ... Rotor rotation frequency detection unit 16 ... Subtractor 17 ... Change rate limiter 18 ... Integrator 19 ... Counter 20 ... Comparator 21 ... Switch 22 ... Absolute Value calculator 23 ... Change rate setting device 24 ... Subtractor 25 ... Coordinate system converter 26 ... Subtractor 27 ... Subtractor 28 ... Current controller 29 ... Gain switch 30 ... Multiplier 31 ... Multiplier 32 ... Adder 33 ... adder 34 ... control unit 35 ... current vector length calculator 36 ... comparator 37 ... latch unit 38 ... detection level setter 39 ... minimum value Selector 40 ... divider 41 ... absolute value calculator 42 ... speed detector 43 ... transmission device 44 ... vehicle 45 ... vehicle 46 ... vehicle 47 ... coefficient converter 48 ... output frequency command calculator 49 ... absolute value calculator 50 ... Output power calculator 51: low-pass filter 52: one sampling delay 53: coordinate system converter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 孝一 東京都国分寺市光町二丁目8番地38 財団 法人鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 結城 和明 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 氏家 昭彦 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 Fターム(参考) 5H115 PA01 PC02 PC07 PG01 PI02 PI03 PI29 PU09 PV09 QE13 QH04 QN03 QN06 QN09 QN22 QN23 QN27 RB08 RB26 SE03 SF01 TB03 TO12 TO30 TU02 5H576 AA01 BB10 CC01 DD04 EE01 FF01 GG02 GG04 HB02 JJ03 JJ14 JJ22 KK06 LL01 LL22 MM02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Koichi Matsuoka 38-8 Hikaricho, Kokubunji-shi, Tokyo 38 Within the Railway Technical Research Institute (72) Inventor Kazuaki Yuki 1st Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Plant (72) Inventor Akihiko Ujiie 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Plant F-term (reference) 5H115 PA01 PC02 PC07 PG01 PI02 PI03 PI29 PU09 PV09 QE13 QH04 QN03 QN06 QN09 QN22 QN23 QN27 RB08 RB26 SE03 SF01 TB03 TO12 TO30 TU02 5H576 AA01 BB10 CC01 DD04 EE01 FF01 GG02 GG04 HB02 JJ03 JJ14 JJ22 KK06 LL01 LL22 MM02

Claims (17)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 直流を任意の周波数の交流に変換する可
    変電圧可変周波数インバータ(VVVFインバータ)
    と、当該VVVFインバータの直流側に接続されたフィ
    ルタコンデンサと、前記VVVFインバータの交流側に
    接続されて駆動される誘導電動機とから主回路を構成
    し、 電流指令値を演算する電流指令演算手段と、前記電流指
    令値に一致する電流が得られるように出力電圧の指令値
    を演算する出力電圧指令演算手段と、出力周波数指令を
    演算する出力周波数指令演算手段と、前記出力電圧指令
    演算手段からの出力と前記出力周波数指令演算手段から
    の出力とを入力とし、前記VVVFインバータの出力電
    圧が一致するようにVVVFインバータのゲート制御を
    行なうゲート制御手段とを備えて構成される速度センサ
    レス制御を用いた電気車制御装置において、 前記出力周波数指令演算手段として、前記誘導電動機が
    惰行状態から再起動を行なう場合に、第1の所定値から
    第2の所定値に出力周波数指令を漸増あるいは漸減させ
    る手段を備え、 前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出手段
    と、 前記電流検出手段からの出力である電流検出値と、前記
    電流指令演算手段からの出力である電流指令値と、前記
    出力電圧指令演算手段からの出力である出力電圧指令値
    の少なくとも一つに基づいて、前記誘導電動機のロータ
    回転周波数を推定するロータ回転周波数検知手段と、 を備えて成ることを特徴とする速度センサレス制御を用
    いた電気車制御装置。
    1. A variable voltage variable frequency inverter (VVVF inverter) for converting a direct current into an alternating current of an arbitrary frequency.
    And a filter capacitor connected to the DC side of the VVVF inverter and an induction motor connected to and driven by the AC side of the VVVF inverter to form a main circuit, and a current command calculating means for calculating a current command value. An output voltage command calculating means for calculating a command value of an output voltage so as to obtain a current corresponding to the current command value; an output frequency command calculating means for calculating an output frequency command; and A speed sensorless control is used which has an output and an output from the output frequency command calculating means as inputs, and has gate control means for performing gate control of the VVVF inverter so that the output voltage of the VVVF inverter matches. In the electric vehicle control device, as the output frequency command calculation means, the induction motor restarts from a coasting state. A means for gradually increasing or decreasing the output frequency command from a first predetermined value to a second predetermined value, a current detection means for detecting a current flowing through the induction motor, and an output from the current detection means. Based on at least one of a certain current detection value, a current command value output from the current command calculation means, and an output voltage command value output from the output voltage command calculation means, the rotation of the rotor of the induction motor is controlled. An electric vehicle control device using speed sensorless control, comprising: a rotor rotation frequency detecting means for estimating a frequency.
  2. 【請求項2】 前記請求項1に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記出力電圧指令演算手段としては、前記電流指令値に
    基づいて前記誘導電動機の1次インピーダンスによる電
    圧降下分を演算出力する手段からなり、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記電流検出手段により検出された電流値を入力とし、
    電流の大きさを演算する電流ベクトル長演算手段と、 前記電流ベクトル長演算手段からの出力である電流の大
    きさを入力とし、当該電流の大きさが所定の検知レベル
    値よりも減少した時の出力周波数指令の値をロータ回転
    周波数推定値として設定するロータ回転周波数推定値設
    定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    2. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein the output voltage command calculation means includes a voltage drop due to a primary impedance of the induction motor based on the current command value. And a means for calculating and outputting the minute, as the rotor rotation frequency detecting means, the current value detected by the current detecting means as an input,
    Current vector length calculating means for calculating the magnitude of the current, and the magnitude of the current which is the output from the current vector length computing means as an input, when the magnitude of the current decreases below a predetermined detection level value An electric vehicle control device using speed sensorless control, comprising: a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting a value of an output frequency command as a rotor rotation frequency estimation value.
  3. 【請求項3】 前記請求項2に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記ロータ回転周波数検知手段における所定の検知レベ
    ル値を得る手段としては、 前記出力周波数指令値を入力とし、その絶対値を演算す
    る絶対値演算手段と、 前記絶対値演算手段からの出力を入力とし、出力周波数
    指令値の絶対値が小さい場合には、前記電流の大きさを
    判定する検知レベル値を大きく設定する検知レベル設定
    手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    3. An electric vehicle control apparatus using speed sensorless control according to claim 2, wherein the means for obtaining a predetermined detection level value in the rotor rotation frequency detection means receives the output frequency command value as input. An absolute value calculating means for calculating the absolute value thereof; and an output from the absolute value calculating means as an input. When the absolute value of the output frequency command value is small, a detection level value for determining the magnitude of the current is An electric vehicle control device using speed sensorless control, comprising: detection level setting means for setting a large value.
  4. 【請求項4】 前記請求項2に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記出力電圧指令演算手段としては、前記電流指令値に
    基づいて誘導電動機の1次インピーダンスによる電圧降
    下分を演算出力する手段の代わりに、前記電流指令値に
    基づいて誘導電動機の漏れインダクタンスによる電圧降
    下分を出力電圧指令として出力する手段から成ることを
    特徴とする速度センサレス制御を用いた電気車制御装
    置。
    4. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 2, wherein the output voltage command calculation means includes a voltage drop due to a primary impedance of an induction motor based on the current command value. An electric vehicle control device using speed sensorless control, comprising means for outputting, as an output voltage command, a voltage drop due to a leakage inductance of the induction motor based on the current command value, instead of the means for calculating and outputting the current command value. .
  5. 【請求項5】 前記請求項2に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記電流検出手段により検出された電流値を入力とし、
    電流の大きさを演算する電流ベクトル長演算手段と、 前記出力周波数指令値が第1の所定値から第2の所定値
    へと漸増あるいは漸減する間に前記電流ベクトル長演算
    手段からの出力である電流の大きさの最小値となる時点
    での出力周波数指令値をロータ回転周波数推定値として
    設定するロータ回転周波数推定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    5. An electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 2, wherein the rotor rotation frequency detection means receives a current value detected by the current detection means as an input,
    A current vector length calculating means for calculating the magnitude of the current; and an output from the current vector length calculating means while the output frequency command value gradually increases or decreases from a first predetermined value to a second predetermined value. An electric vehicle control device using speed sensorless control, comprising: a rotor rotation frequency estimating means for setting an output frequency command value at the time when the magnitude of the current becomes a minimum value as a rotor rotation frequency estimation value.
  6. 【請求項6】 前記請求項1に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記出力周波数指令演算手段としては、 前記出力周波数指令値を入力とし、出力周波数指令の絶
    対値を演算出力する絶対値演算手段と、 前記絶対値演算手段からの出力である出力周波数指令の
    絶対値が小さい場合には、前記出力周波数指令値が漸増
    あるいは漸減する周波数の変化率を小さくする手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス電気車制御装
    置。
    6. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein the output frequency command calculating means receives the output frequency command value and calculates an absolute value of the output frequency command. Absolute value calculating means for outputting, when the absolute value of the output frequency command output from the absolute value calculating means is small, means for reducing the rate of change of the frequency at which the output frequency command value gradually increases or decreases, An electric vehicle control device without a speed sensor, comprising:
  7. 【請求項7】 前記請求項6に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記出力周波数指令演算手段としては、第1の所定値の
    絶対値が第2の所定値の絶対値よりも大きいことを特徴
    とする速度センサレス制御を用いた電気車制御装置。
    7. The electric vehicle control device using the speed sensorless control according to claim 6, wherein the output frequency command calculating means is configured such that an absolute value of a first predetermined value is an absolute value of a second predetermined value. An electric vehicle control device using speed sensorless control characterized by being larger than the above.
  8. 【請求項8】 前記請求項1に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記出力周波数指令手段としては、前記誘導電動機が惰
    行状態から再起動を行なう場合に、ある所定の時間経過
    するまでは出力周波数指令値を一定とする手段を付加し
    て成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた電
    気車制御装置。
    8. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein the output frequency command means includes a predetermined time when the induction motor restarts from a coasting state. An electric vehicle control device using speed sensorless control, characterized by adding means for keeping the output frequency command value constant until the time elapses.
  9. 【請求項9】 前記請求項8に記載の速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置において、 前記出力周波数指令手段により、ある所定時間経過する
    までの出力周波数指令値が一定である状態において、前
    記電流検出手段により検出された電流値を入力とし、前
    記電流指令値の座標系へ座標系変換を行なう座標系変換
    手段と、 前記座標系変換された電流値と前記電流指令値との偏差
    を演算する減算手段と、 前記減算手段により演算された電流偏差が零となるよう
    に、前記出力電圧指令演算手段への出力を補正する量を
    演算する電流制御手段と、 前記電流制御手段により演算された出力電圧指令への補
    正量と前記出力電圧指令手段からの出力とを加算するこ
    とで補正する加算手段と、 を付加して成ることを特徴とする速度センサレス制御を
    用いた電気車制御装置。
    9. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 8, wherein the output frequency command means is configured to output the output frequency command value until a predetermined time elapses. A coordinate system conversion unit for inputting a current value detected by the current detection unit and performing a coordinate system conversion to a coordinate system of the current command value; and calculating a deviation between the coordinate system converted current value and the current command value Subtraction means, and a current control means for calculating an amount for correcting the output to the output voltage command calculation means so that the current deviation calculated by the subtraction means becomes zero. A speed sensorless control characterized by adding an amount of correction to an output voltage command and an output from the output voltage command means to make correction. The electric vehicle control apparatus.
  10. 【請求項10】 前記請求項8に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記出力周波数指令値の初期値である第1の所定値は、
    前記誘導電動機のロータ回転周波数の可能性の範囲外に
    設定するようにしたことを特徴とする速度センサレス制
    御を用いた電気車制御装置。
    10. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 8, wherein the first predetermined value which is an initial value of the output frequency command value is:
    An electric vehicle control apparatus using speed sensorless control, wherein the rotor rotation frequency of the induction motor is set to be outside a range of possibilities.
  11. 【請求項11】 前記請求項1に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記誘導電動機のロータ回転周波数の概略値を知り得る
    場合、 前記出力周波数指令演算手段の第1の所定値は、前記ロ
    ータ回転周波数の概略値に応じて、当該ロータ回転周波
    数の概略値の近傍に設定するようにしたことを特徴とす
    る速度センサレス制御を用いた電気車制御装置。
    11. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein when an approximate value of a rotor rotation frequency of the induction motor can be obtained, a first predetermined value of the output frequency command calculation means is provided. An electric vehicle control device using speed sensorless control, wherein the value is set near the approximate value of the rotor rotation frequency according to the approximate value of the rotor rotation frequency.
  12. 【請求項12】 前記請求項11に記載の速度センサレ
    ス制御を用いた電気車制御装置において、 前記誘導電動機のロータ回転周波数の概略値を得る手段
    としては、 電気車の編成に1つ以上設けられる車輪あるいは誘導電
    動機の回転周波数を検出する速度検出手段と、 前記速度検出手段により検出された速度に基づいて、前
    記誘導電動機のロータ回転周波数の概略値を設定する手
    段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    12. An electric vehicle control apparatus using speed sensorless control according to claim 11, wherein one or more means for obtaining an approximate value of the rotor rotation frequency of the induction motor is provided in the formation of the electric vehicle. Speed detection means for detecting the rotation frequency of the wheels or the induction motor; and means for setting an approximate value of the rotor rotation frequency of the induction motor based on the speed detected by the speed detection means. Electric vehicle control device using speed sensorless control.
  13. 【請求項13】 前記請求項1に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記電流検出手段により検出された電流値を入力とし、
    電流の大きさを演算する電流ベクトル長演算手段と、 前記出力電圧指令演算手段からの出力である出力電圧指
    令の大きさと、前記電流ベクトル長演算手段からの出力
    とに基づいて、前記誘導電動機のインピーダンスを推定
    するインピーダンス推定手段と、 前記出力周波数指令値に基づいてインピーダンス基準を
    演算するインピーダンス基準演算手段と、 前記インピーダンス推定手段からの出力である誘導電動
    機のインピーダンス推定値と前記インピーダンス基準演
    算手段からの出力であるインピーダンス基準とを入力と
    し、前記インピーダンス推定値がインピーダンス基準を
    超過した時の出力周波数指令値をロータ回転周波数推定
    値として設定するロータ回転周波数推定値設定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    13. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein the rotor rotation frequency detecting means receives a current value detected by the current detecting means as an input,
    A current vector length calculating means for calculating the magnitude of the current; a magnitude of an output voltage command output from the output voltage command calculating means; and an output from the current vector length calculating means, based on the output from the current vector length calculating means. Impedance estimation means for estimating impedance; impedance reference calculation means for calculating an impedance reference based on the output frequency command value; and impedance estimation value of the induction motor which is output from the impedance estimation means and the impedance reference calculation means. And a rotor rotation frequency estimated value setting means for setting an output frequency command value when the impedance estimated value exceeds the impedance reference as a rotor rotation frequency estimated value. Using speed sensorless control Electric car control device.
  14. 【請求項14】 前記請求項1に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記電流検出手段により検出された電流値を入力とし、
    前記電流指令値の座標系へ座標系変換を行なう座標系変
    換手段と、 前記座標系変換された電流値と電流指令値との偏差を演
    算する減算手段と、 前記減算手段により演算された電流偏差が零となるよう
    に、前記出力電圧指令演算手段への出力を補正する量を
    演算する電流制御手段と、 前記電流制御手段により演算された出力電圧指令への補
    正量と、前記出力電圧指令手段からの出力とを加算する
    加算手段とを付加し、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記出力電圧指令演算手段からの出力である出力電圧指
    令の大きさを演算する手段と、 前記出力周波数指令演算手段からの出力である出力周波
    数指令値により、前記出力電圧指令値の大きさを除算す
    る除算手段と、 前記除算手段からの出力を入力とし、絶対値を演算する
    絶対値演算手段と、 前記絶対値演算手段からの出力が所定値よりも増加した
    時の出力周波数指令の値をロータ回転周波数推定値とし
    て設定するロータ回転周波数推定値設定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    14. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein a current value detected by the current detection means is input.
    Coordinate system conversion means for performing a coordinate system conversion to the coordinate system of the current command value; subtraction means for calculating a deviation between the coordinate system-converted current value and the current command value; current deviation calculated by the subtraction means Current control means for calculating an amount for correcting the output to the output voltage command calculation means so that the value becomes zero; a correction amount for the output voltage command calculated by the current control means; and the output voltage command means. Adding means for adding the output from the output frequency command; and means for calculating a magnitude of an output voltage command output from the output voltage command calculation means; and Division means for dividing the magnitude of the output voltage command value by an output frequency command value output from the calculation means; and an absolute value calculation for calculating an absolute value with the output from the division means as an input Means, and a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting a value of an output frequency command when an output from the absolute value calculation means increases beyond a predetermined value as a rotor rotation frequency estimation value. Electric vehicle control device using speed sensorless control.
  15. 【請求項15】 前記請求項1に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記誘導電動機の出力電力を演算する出力電力演算手段
    と、 前記出力電力演算手段からの出力である誘導電動機の出
    力電力演算値が、所定値よりも増加あるいは低下した時
    点での出力周波数指令の値をロータ回転周波数推定値と
    して設定するロータ回転周波数推定値設定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    15. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein the rotor rotation frequency detecting means calculates output power of the induction motor; A rotor rotation frequency estimation value setting means for setting a value of an output frequency command at a point in time when an output power calculation value of the induction motor, which is an output from the power calculation means, increases or decreases below a predetermined value as a rotor rotation frequency estimation value; An electric vehicle control device using speed sensorless control, comprising:
  16. 【請求項16】 前記請求項1に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記電流検出手段により検出された電流値を、前記電流
    指令演算手段からの出力である電流指令値に一致した成
    分と電流指令値に直交した成分とに変換する座標系変換
    手段と、 前記座標系変換手段からの出力である電流指令値に一致
    した電流成分を入力とし、当該電流成分が所定の検知レ
    ベル値よりも減少した時の出力周波数指令の値をロータ
    回転周波数推定値として設定するロータ回転周波数推定
    値設定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    16. The electric vehicle control device using the speed sensorless control according to claim 1, wherein the rotor rotation frequency detecting means uses a current value detected by the current detecting means as the current command calculating means. A coordinate system converting means for converting into a component that matches the current command value output from and a component orthogonal to the current command value, and inputs a current component that matches the current command value output from the coordinate system converting means. Speed sensorless control, comprising: a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting a value of an output frequency command when the current component is lower than a predetermined detection level value as a rotor rotation frequency estimation value. Electric vehicle control device using
  17. 【請求項17】 前記請求項1に記載の速度センサレス
    制御を用いた電気車制御装置において、 前記ロータ回転周波数検知手段としては、 前記電流検出手段により検出された電流値を、前記電流
    指令演算手段からの出力である電流指令値に一致した成
    分と電流指令値に直交した成分とに変換する座標系変換
    手段と、 前記座標系変換手段からの出力である電流指令値に直交
    した電流成分を入力とし、当該電流成分が所定の検知レ
    ベル値よりも減少あるいは増加した時の出力周波数指令
    の値をロータ回転周波数推定値として設定するロータ回
    転周波数推定値設定手段と、 から成ることを特徴とする速度センサレス制御を用いた
    電気車制御装置。
    17. The electric vehicle control device using speed sensorless control according to claim 1, wherein the rotor rotation frequency detecting means includes: a current value detected by the current detecting means; A coordinate system converting means for converting a component corresponding to the current command value output from the component into a component orthogonal to the current command value; and a current component orthogonal to the current command value output from the coordinate system converting means. And a rotor rotation frequency estimation value setting means for setting a value of an output frequency command when the current component decreases or increases below a predetermined detection level value as a rotor rotation frequency estimation value. Electric vehicle control device using sensorless control.
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