JP2014158419A - Control device of electric vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device of an electric vehicle which can suppress an abnormal rise of the number of revolutions of an electric motor.SOLUTION: A control device 1 of an electric vehicle for controlling a VVVF inverter 11 and driving an electric motor 2 stops the VVVF inverter 11 by using a maximum speed excess detector 13 when a rotation speed F detected by a motor rotation speed detector 5 of the electric motor 2 exceeds a maximum speed set value FMAX.

Description

本発明は、電気車を制御する電気車制御装置に関する。   The present invention relates to an electric vehicle control device that controls an electric vehicle.

一般的に、誘導電動機又は同期電動機を駆動させ、電気車を制御する電気車制御装置が知られている。このような電気車制御装置では、電動機の出力トルクを制御することが多い(例えば、特許文献1参照)。   Generally, an electric vehicle control device that drives an induction motor or a synchronous motor to control an electric vehicle is known. In such an electric vehicle control device, the output torque of the electric motor is often controlled (for example, see Patent Document 1).

特開2007−300713号公報JP 2007-300713 A

しかしながら、電動機の出力トルクを制御して、電気車の運転を制御する電気車制御装置では、電動機の回転数に関係なく電動機を制御することができる。   However, an electric vehicle control apparatus that controls the operation of an electric vehicle by controlling the output torque of the electric motor can control the electric motor regardless of the rotation speed of the electric motor.

このため、例えば、車輪の空転や力行時の加速駆動中のギヤの破損などにより、モータの負荷が極端に軽くなる場合に、モータの回転数が異常に上昇する可能性がある。この結果、電動機の回転数が規定された最高回転数を超えた場合、電動機のベアリング等の機械的な破損を生じさせることになる。これは、電気車制御装置が、電動機の回転数に関係なく、トルク指令に従ってトルクを出力するためである。   For this reason, for example, when the load on the motor becomes extremely light due to, for example, idling of a wheel or breakage of a gear during acceleration driving during power running, the rotational speed of the motor may increase abnormally. As a result, when the rotational speed of the electric motor exceeds the prescribed maximum rotational speed, mechanical damage such as a bearing of the electric motor is caused. This is because the electric vehicle control device outputs torque in accordance with the torque command regardless of the rotation speed of the electric motor.

そこで、本発明の目的は、電動機の回転数の異常な上昇を抑えることのできる電気車制御装置を提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electric vehicle control apparatus that can suppress an abnormal increase in the rotational speed of an electric motor.

本発明の観点に従った電気車制御装置は、電動機を駆動するための交流電力を出力するインバータと、このインバータを制御する制御部とを備えた電気車制御装置において、前記制御部は、前記電動機の回転速度を取得し、運転指令に応じて定まる第1のトルクパターン、前記電動機の回転速度が予め定められた速度まで上昇したときにトルク指令値がゼロとなるように設定された第2のトルクパターン、および前記取得した回転速度に基づき、前記第1のトルクパターンまたは第2のトルクパターンから小さな値を示すトルク指令値を求め、前記求めたトルク指令値を利用して前記インバータを制御するためのゲート指令を生成するものである。   An electric vehicle control device according to an aspect of the present invention is an electric vehicle control device including an inverter that outputs AC power for driving an electric motor, and a control unit that controls the inverter. A first torque pattern obtained by acquiring the rotation speed of the electric motor and determined according to the operation command, and a second torque command value set to zero when the rotation speed of the electric motor rises to a predetermined speed. A torque command value indicating a small value is obtained from the first torque pattern or the second torque pattern based on the obtained torque speed and the obtained rotation speed, and the inverter is controlled using the obtained torque command value. It generates a gate command to do this.

本発明によれば、電動機の回転数の異常な上昇を抑えることのできる電気車制御装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electric vehicle control apparatus which can suppress the abnormal raise of the rotation speed of an electric motor can be provided.

本発明の第1の実施形態に係る電気車の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric vehicle which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る電気車の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric vehicle which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る電気車の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric vehicle which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 第3の実施形態に係るモータトルク指令制限値演算部による演算方法を示すモータトルク指令制限値と回転速度との相関関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the correlation with the motor torque command limit value and rotation speed which show the calculation method by the motor torque command limit value calculating part which concerns on 3rd Embodiment. 本発明の第4の実施形態に係る電気車の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric vehicle which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る電気車の構成を示す構成図。The block diagram which shows the structure of the electric vehicle which concerns on the 5th Embodiment of this invention.

以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電気車10の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には、同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an electric vehicle 10 according to the first embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same part in subsequent figures, the detailed description is abbreviate | omitted, and a different part is mainly described. In the following embodiments, the same description is omitted.

電気車10は、電気車制御装置1と、電動機2と、集電装置3と、車輪4と、モータ回転速度検出器5と、高速度遮断器HBと、接触器L1,L2と、充電抵抗器CRと、フィルタリアクトルFLとを備えている。   The electric vehicle 10 includes an electric vehicle control device 1, an electric motor 2, a current collector 3, a wheel 4, a motor rotation speed detector 5, a high speed circuit breaker HB, contactors L 1 and L 2, and charging resistance. And a filter reactor FL.

電気車10は、直流架線から直流電力の供給を受けて走行する電気鉄道車両である。   The electric vehicle 10 is an electric railway vehicle that travels by receiving DC power supplied from a DC overhead line.

電動機2は、電気車10が走行するための動力源である。   The electric motor 2 is a power source for the electric vehicle 10 to travel.

集電装置3は、直流架線と電気的に接触するように設けられている。集電装置3は、高速度遮断器HB、接触器L2、接触器L1、フィルタリアクトルFLを順次に介して、電気車制御装置1に直流電力を供給する。集電装置3は、例えばパンタグラフである。   The current collector 3 is provided so as to be in electrical contact with the DC overhead wire. The current collector 3 supplies DC power to the electric vehicle control device 1 through the high-speed circuit breaker HB, the contactor L2, the contactor L1, and the filter reactor FL in this order. The current collector 3 is, for example, a pantograph.

電気車制御装置1は、集電装置3から供給された直流電力を受電して、電動機2を駆動制御する。   The electric vehicle control device 1 receives the DC power supplied from the current collector 3 and drives and controls the electric motor 2.

モータ回転速度検出器5は、電動機2の回転速度を計測するための信号DFを検出する。モータ回転速度検出器5は、検出した信号DFを電気車制御装置1に出力する。   The motor rotation speed detector 5 detects a signal DF for measuring the rotation speed of the electric motor 2. The motor rotation speed detector 5 outputs the detected signal DF to the electric vehicle control device 1.

高速度遮断器HBは、異常な直流電流を高速度で検知し、故障電流を遮断する遮断器である。   The high-speed circuit breaker HB is a circuit breaker that detects an abnormal direct current at a high speed and interrupts a fault current.

接触器L1,L2は、集電装置3と電気車制御装置1とを接続する電気経路の切断又は接続をする。   The contactors L1 and L2 cut or connect an electrical path connecting the current collector 3 and the electric vehicle control device 1.

充電抵抗器CRは、遮断器L1の両端を短絡するように設けられている。充電抵抗器CRは、遮断器L2を投入した時に、フィルタコンデンサFCに急激に過大な電流が流れ込まないようにするために設けられている。   The charging resistor CR is provided so as to short-circuit both ends of the circuit breaker L1. The charging resistor CR is provided in order to prevent an excessive current from flowing into the filter capacitor FC suddenly when the circuit breaker L2 is turned on.

フィルタリアクトルFLは、電気車制御装置1のフィルタコンデンサFCと共に、フィルタ回路を構成する。   The filter reactor FL constitutes a filter circuit together with the filter capacitor FC of the electric vehicle control device 1.

車輪4は、電気車制御装置1のVVVF(Variable Voltage Variable Frequency)インバータ11の直流電力側の負極端子に接続されている。車輪4は、レールと電気的に接触する。   The wheel 4 is connected to a negative terminal on the DC power side of a VVVF (Variable Voltage Variable Frequency) inverter 11 of the electric vehicle control device 1. The wheel 4 is in electrical contact with the rail.

電気車制御装置1は、フィルタコンデンサFCと、VVVFインバータ11と、モータ回転速度演算部12と、最大速度超過検出器13とを備えている。なお、電気車制御装置1は、これらの他にも、電動機2の制御に用いる構成を備えているが、説明の便宜上割愛する。   The electric vehicle control device 1 includes a filter capacitor FC, a VVVF inverter 11, a motor rotation speed calculation unit 12, and a maximum speed excess detector 13. In addition, although the electric vehicle control apparatus 1 is provided with the structure used for control of the electric motor 2 besides these, it omits for convenience of explanation.

フィルタコンデンサFCは、VVVFインバータ11の直流電力側の正極端子と負極端子との間に設けられている。   The filter capacitor FC is provided between the positive terminal and the negative terminal on the DC power side of the VVVF inverter 11.

VVVFインバータ11は、集電装置3を介して直流架線から供給された直流電力を交流電力に変換する。VVVFインバータ11は、電動機2に交流電力を出力することにより、電動機2を駆動する。   The VVVF inverter 11 converts DC power supplied from the DC overhead line via the current collector 3 into AC power. The VVVF inverter 11 drives the electric motor 2 by outputting AC power to the electric motor 2.

モータ回転速度演算部12は、モータ回転速度検出器5から受信した信号DFに基づいて、電動機2の回転速度Fを演算する。モータ回転速度演算部12は、演算した回転速度Fを最大速度超過検出器13に出力する。   The motor rotation speed calculation unit 12 calculates the rotation speed F of the electric motor 2 based on the signal DF received from the motor rotation speed detector 5. The motor rotation speed calculation unit 12 outputs the calculated rotation speed F to the maximum speed excess detector 13.

最大速度超過検出器13には、予め最大速度設定値FMAXが設定されている。最大速度超過検出器13は、モータ回転速度演算部12から入力された回転速度Fが最大速度設定値FMAXを超えているか否かを判断する。最大速度超過検出器13は、回転速度Fが最大速度設定値FMAXを超えていると判断した場合、VVVFインバータ11を停止する信号STをVVVFインバータ11に出力する。   In the maximum speed excess detector 13, a maximum speed set value FMAX is set in advance. The maximum speed excess detector 13 determines whether or not the rotational speed F input from the motor rotational speed calculation unit 12 exceeds the maximum speed set value FMAX. When it is determined that the rotational speed F exceeds the maximum speed set value FMAX, the maximum speed excess detector 13 outputs a signal ST for stopping the VVVF inverter 11 to the VVVF inverter 11.

最大速度設定値FMAXは、電動機2の最大速度規定値と電気車10の最高速度から決まるモータ最高回転速度の間に設定する。電動機2の最大速度規定値は、多くの場合、モータ単体試験で規定されている最高回転速度である。   The maximum speed set value FMAX is set between the maximum speed prescribed value of the electric motor 2 and the maximum motor rotation speed determined from the maximum speed of the electric vehicle 10. In many cases, the maximum speed specification value of the electric motor 2 is the maximum rotation speed specified in the motor unit test.

本実施形態によれば、最大速度超過検出器13により、電動機2の回転速度Fが最大速度設定値FMAXを超過すると、VVVFインバータ11は停止する。これにより、電動機2の回転速度Fのそれ以上の上昇を防止することができる。   According to the present embodiment, when the rotation speed F of the electric motor 2 exceeds the maximum speed setting value FMAX by the maximum speed excess detector 13, the VVVF inverter 11 stops. Thereby, the further raise of the rotational speed F of the electric motor 2 can be prevented.

また、最大速度設定値FMAXを、電動機2の最大速度規定値と電気車10の最高速度から決まるモータ最高回転速度の間に設定することで、電気車10の最高速度に影響を与えず、かつ電動機2を破損しない範囲で、電動機2の回転速度Fを抑えることができる。   Further, by setting the maximum speed setting value FMAX between the maximum speed prescribed value of the electric motor 2 and the maximum motor speed determined from the maximum speed of the electric vehicle 10, the maximum speed of the electric vehicle 10 is not affected, and The rotational speed F of the electric motor 2 can be suppressed as long as the electric motor 2 is not damaged.

これにより、電気車10は、車輪4の空転又はギヤの破損等により電動機2の負荷が極端に軽くなった場合などにおいても、電動機2の回転速度Fを抑えることができる。従って、電気車10は、電動機2の回転速度Fの異常な上昇による故障を防止することができる。   Thereby, the electric vehicle 10 can suppress the rotational speed F of the electric motor 2 even when the load of the electric motor 2 becomes extremely light due to the idling of the wheels 4 or the gear damage. Therefore, the electric vehicle 10 can prevent a failure due to an abnormal increase in the rotational speed F of the electric motor 2.

(第2の実施形態)
図2は、本発明の第2の実施形態に係る電気車10Aの構成を示す構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a configuration diagram showing a configuration of an electric vehicle 10A according to the second embodiment of the present invention.

電気車10Aは、図1に示す第1の実施形態に係る電気車10において、モータ回転速度検出器5を取り除き、電気車制御装置1の代わりに、電気車制御装置1Aを設けている。電気車制御装置1Aは、電気車制御装置1において、電流検出器CTを設けて、モータ回転速度演算部12の代わりに、モータ回転速度推定部14を設けている。それ以外の点は、電気車10と同様である。   An electric vehicle 10 </ b> A is the same as the electric vehicle 10 according to the first embodiment shown in FIG. 1, except that the motor rotation speed detector 5 is removed and an electric vehicle control device 1 </ b> A is provided instead of the electric vehicle control device 1. The electric vehicle control device 1 </ b> A includes a current detector CT in the electric vehicle control device 1, and a motor rotation speed estimation unit 14 instead of the motor rotation speed calculation unit 12. Other points are the same as those of the electric vehicle 10.

電気車10Aは、モータ回転速度検出器5を持たない速度センサレス制御システムを適用した構成である。   The electric vehicle 10A has a configuration to which a speed sensorless control system that does not have the motor rotation speed detector 5 is applied.

電流検出器CTは、VVVFインバータ11から出力されるモータ電流DIを検出する。電流検出器CTは、検出したモータ電流DIを電気車制御装置1Aに出力する。   The current detector CT detects the motor current DI output from the VVVF inverter 11. The current detector CT outputs the detected motor current DI to the electric vehicle control device 1A.

電気車制御装置1Aは、電流検出器CTから入力されたモータ電流DIを信号として、モータ回転速度推定部14で受信する。   The electric vehicle control device 1A receives the motor current DI input from the current detector CT as a signal by the motor rotation speed estimation unit 14.

モータ回転速度推定部14は、電流検出器CTから入力されたモータ電流DIに基づいて、電動機2の回転速度Fを推定する。モータ回転速度推定部14は、推定した回転速度Fを最大速度超過検出器13に出力する。   The motor rotation speed estimation unit 14 estimates the rotation speed F of the electric motor 2 based on the motor current DI input from the current detector CT. The motor rotation speed estimation unit 14 outputs the estimated rotation speed F to the maximum speed excess detector 13.

第2の実施形態と同様に、最大速度超過検出器13は、回転速度Fが最大速度設定値FMAXを超えていると判断した場合、VVVFインバータ11を停止する信号STをVVVFインバータ11に出力する。   Similarly to the second embodiment, the maximum speed excess detector 13 outputs a signal ST for stopping the VVVF inverter 11 to the VVVF inverter 11 when determining that the rotational speed F exceeds the maximum speed set value FMAX. .

本実施形態によれば、モータ回転速度検出器5を持たない速度センサレス制御システムの構成で、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   According to the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained with the configuration of the speed sensorless control system that does not have the motor rotation speed detector 5.

(第3の実施形態)
図3は、本発明の第3の実施形態に係る電気車10Bの構成を示す構成図である。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a configuration diagram showing a configuration of an electric vehicle 10B according to the third embodiment of the present invention.

電気車10Bは、図1に示す第1の実施形態に係る電気車10において、電気車制御装置1の代わりに、電気車制御装置1Bを設けている。電気車制御装置1Bは、電気車制御装置1に、モータトルク指令制限値演算部15及びモータトルク指令演算部17を追加した構成である。それ以外の点は、電気車10と同様である。   The electric vehicle 10B is provided with an electric vehicle control device 1B instead of the electric vehicle control device 1 in the electric vehicle 10 according to the first embodiment shown in FIG. The electric vehicle control device 1 </ b> B has a configuration in which a motor torque command limit value calculation unit 15 and a motor torque command calculation unit 17 are added to the electric vehicle control device 1. Other points are the same as those of the electric vehicle 10.

なお、図3に示す電気車10Bには、モータトルクパターン演算部16、電動機ベクトル制御部18及びゲート指令部19が設けられている。これらの構成は、図1に示す電気車10では、説明の便宜上割愛した構成であり、電気車10にも設けられている。   The electric vehicle 10B shown in FIG. 3 includes a motor torque pattern calculation unit 16, an electric motor vector control unit 18, and a gate command unit 19. These configurations are omitted in the electric vehicle 10 shown in FIG. 1 for convenience of explanation, and are also provided in the electric vehicle 10.

モータ回転速度演算部12は、演算した回転速度Fをモータトルク指令制限値演算部15に出力する。   The motor rotation speed calculation unit 12 outputs the calculated rotation speed F to the motor torque command limit value calculation unit 15.

モータトルク指令制限値演算部15は、モータ回転速度演算部12から入力された回転速度Fに基づいて、モータトルク指令制限値LTを演算する。モータトルク指令制限値演算部15は、演算したモータトルク指令制限値LTをモータトルク指令演算部17に出力する。   The motor torque command limit value calculation unit 15 calculates a motor torque command limit value LT based on the rotation speed F input from the motor rotation speed calculation unit 12. The motor torque command limit value calculation unit 15 outputs the calculated motor torque command limit value LT to the motor torque command calculation unit 17.

図4は、本実施形態に係るモータトルク指令制限値演算部15による演算方法を示すモータトルク指令制限値LTと回転速度Fとの相関関係を示すグラフ図である。   FIG. 4 is a graph showing the correlation between the motor torque command limit value LT and the rotational speed F, showing the calculation method by the motor torque command limit value calculation unit 15 according to the present embodiment.

図4に示すように、モータトルク指令制限値演算部15は、回転速度Fが所定回転速度F1までは、モータトルク指令制限値LTを制限値L1とする。モータトルク指令制限値演算部15は、回転速度Fが所定回転速度F1を超えると、最大速度設定値FMAXに近づくに従って、モータトルク指令制限値LTをゼロにする。モータトルク指令制限値演算部15は、回転速度Fが最大速度設定値FMAXを超えると、モータトルク指令制限値LTをゼロにする。   As shown in FIG. 4, the motor torque command limit value calculation unit 15 sets the motor torque command limit value LT as the limit value L1 until the rotation speed F reaches a predetermined rotation speed F1. When the rotational speed F exceeds the predetermined rotational speed F1, the motor torque command limit value calculation unit 15 sets the motor torque command limit value LT to zero as it approaches the maximum speed set value FMAX. When the rotational speed F exceeds the maximum speed setting value FMAX, the motor torque command limit value calculation unit 15 sets the motor torque command limit value LT to zero.

モータトルクパターン演算部16は、電気車10Bの運転を制御するための運転指令DSに基づいて、トルク指令を決定するためのトルクパターンTPを演算する。モータトルクパターン演算部16は、演算したトルクパターンTPをモータトルク指令演算部17に出力する。   The motor torque pattern calculation unit 16 calculates a torque pattern TP for determining the torque command based on the driving command DS for controlling the driving of the electric vehicle 10B. The motor torque pattern calculation unit 16 outputs the calculated torque pattern TP to the motor torque command calculation unit 17.

モータトルク指令演算部17には、モータトルクパターン演算部16により演算されたトルクパターンTP及びモータトルク指令制限値演算部15により演算されたモータトルク指令制限値LTが入力される。モータトルク指令演算部17は、モータトルクパターンTPにより決定されるトルク指令TSに、モータトルク指令制限値LTによる制限をする。モータトルク指令演算部17は、制限されたトルク指令TSを電動機ベクトル制御部18に出力する。具体的には、モータトルク指令演算部17は、モータトルクパターンTPにより決定されるトルク指令TSとモータトルク指令制限値LTを比較し、小さい方を電動機ベクトル制御部18に出力する。   The torque pattern TP calculated by the motor torque pattern calculation unit 16 and the motor torque command limit value LT calculated by the motor torque command limit value calculation unit 15 are input to the motor torque command calculation unit 17. The motor torque command calculation unit 17 limits the torque command TS determined by the motor torque pattern TP by the motor torque command limit value LT. The motor torque command calculation unit 17 outputs the limited torque command TS to the electric motor vector control unit 18. Specifically, the motor torque command calculation unit 17 compares the torque command TS determined by the motor torque pattern TP with the motor torque command limit value LT, and outputs the smaller one to the electric motor vector control unit 18.

電動機ベクトル制御部18は、モータトルク指令演算部17から入力されたトルク指令TSに基づいて、ベクトル制御演算をする。電動機ベクトル制御部18は、ベクトル制御演算により求められた電圧指令値VSをゲート指令部19に出力する。   The electric motor vector control unit 18 performs a vector control calculation based on the torque command TS input from the motor torque command calculation unit 17. The electric motor vector control unit 18 outputs the voltage command value VS obtained by the vector control calculation to the gate command unit 19.

ゲート指令部19は、電動機ベクトル制御部18により演算された電圧指令値VSに基づいて、ゲート指令GSを生成する。ゲート指令部19は、生成したゲート指令GSをVVVFインバータ11に出力することで、VVVFインバータ11のゲート制御を行う。   The gate command unit 19 generates a gate command GS based on the voltage command value VS calculated by the electric motor vector control unit 18. The gate command unit 19 performs gate control of the VVVF inverter 11 by outputting the generated gate command GS to the VVVF inverter 11.

本実施形態によれば、モータトルク指令制限値演算部15によるモータトルク指令制限値LTで、トルク指令TSを制限することにより、電動機2の回転速度Fが所定回転速度F1を超えると、トルク指令TSを徐々に制限し、さらに最大速度設定値FMAXを超過すると、電動機2の回転の加速を防止するため、電動機2の回転速度Fのそれ以上の上昇を防止することができる。これにより、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   According to this embodiment, when the rotational speed F of the electric motor 2 exceeds the predetermined rotational speed F1 by limiting the torque command TS with the motor torque command limit value LT by the motor torque command limit value calculation unit 15, the torque command When TS is gradually limited and further exceeds the maximum speed set value FMAX, the rotation of the electric motor 2 is prevented from being accelerated, so that the rotation speed F of the electric motor 2 can be prevented from further increasing. Thereby, the effect similar to 1st Embodiment can be acquired.

(第4の実施形態)
図5は、本発明の第4の実施形態に係る電気車10Cの構成を示す構成図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an electric vehicle 10C according to the fourth embodiment of the present invention.

電気車10Cは、図3に示す第3の実施形態に係る電気車10Bにおいて、電気車制御装置1Bに最大速度超過検出器13Cを追加して、電気車制御装置1Cとしている。それ以外の点は、電気車10Bと同様である。   The electric vehicle 10C is the electric vehicle control device 1C in the electric vehicle 10B according to the third embodiment shown in FIG. 3 by adding a maximum speed excess detector 13C to the electric vehicle control device 1B. Other points are the same as those of the electric vehicle 10B.

最大速度超過検出器13Cは、基本的には、第1の実施形態に係る最大速度超過検出器13と同様の構成である。   The maximum speed excess detector 13C basically has the same configuration as the maximum speed excess detector 13 according to the first embodiment.

最大速度超過検出器13Cには、予め最大速度設定値FMAX2が設定されている。最大速度設定値FMAX2は、モータトルク指令制限値演算部15に設定されている最大速度設定値FMAXと同じかそれよりも大きい値である。最大速度設定値FMAX2の求め方は、最大速度設定値FMAXと同様である。   A maximum speed set value FMAX2 is set in advance in the maximum speed excess detector 13C. The maximum speed setting value FMAX2 is the same as or larger than the maximum speed setting value FMAX set in the motor torque command limit value calculation unit 15. The method for obtaining the maximum speed setting value FMAX2 is the same as that for the maximum speed setting value FMAX.

最大速度超過検出器13Cは、モータ回転速度演算部12から回転速度Fを受信する。最大速度超過検出器13Cは、モータ回転速度演算部12から入力された回転速度Fが最大速度設定値FMAX2を超えているか否かを判断する。最大速度超過検出器13Cは、回転速度Fが最大速度設定値FMAX2を超えていると判断した場合、VVVFインバータ11を停止するための信号をゲート指令部19に出力する。   The maximum speed excess detector 13 </ b> C receives the rotation speed F from the motor rotation speed calculation unit 12. The maximum speed excess detector 13C determines whether or not the rotation speed F input from the motor rotation speed calculation unit 12 exceeds the maximum speed setting value FMAX2. When the maximum speed excess detector 13C determines that the rotational speed F exceeds the maximum speed setting value FMAX2, the maximum speed detector 13C outputs a signal for stopping the VVVF inverter 11 to the gate command unit 19.

ゲート指令部19は、最大速度超過検出器13CからVVVFインバータ11を停止するための信号を受信すると、ゲート指令GSによりVVVFインバータ11を停止させる。   When receiving a signal for stopping the VVVF inverter 11 from the maximum speed excess detector 13C, the gate command unit 19 stops the VVVF inverter 11 according to the gate command GS.

本実施形態によれば、第3の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。   According to the present embodiment, in addition to the functions and effects of the third embodiment, the following functions and effects can be obtained.

電気車10Cは、モータトルク指令制限値演算部15によるモータトルク指令TSの制限の他に、最大速度超過検出器13CによるVVVFインバータ11の停止をする構成を追加している。これにより、電気車10Cは、第3の実施形態による電気車10より確実に電動機2の回転数の異常な上昇を抑えることができる。   The electric vehicle 10 </ b> C has a configuration in which the VVVF inverter 11 is stopped by the maximum speed excess detector 13 </ b> C in addition to the limitation of the motor torque command TS by the motor torque command limit value calculation unit 15. Thus, the electric vehicle 10C can more reliably suppress an abnormal increase in the rotational speed of the electric motor 2 than the electric vehicle 10 according to the third embodiment.

また、電気車10Cは、最大速度設定値FMAXよりも大きい最大速度設定値FMAX2を電動機2の回転速度Fが急激に超えた場合に、VVVFインバータ11を停止させる構成を、モータトルク指令制限値演算部15と別に設けることにより、より早く電動機2の回転数の異常な上昇を抑えることができる。   Further, the electric vehicle 10C has a configuration in which the VVVF inverter 11 is stopped when the rotation speed F of the electric motor 2 suddenly exceeds the maximum speed setting value FMAX2 larger than the maximum speed setting value FMAX. By providing separately from the part 15, the abnormal raise of the rotation speed of the electric motor 2 can be suppressed earlier.

(第5の実施形態)
図6は、本発明の第5の実施形態に係る電気車10Dの構成を示す構成図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of an electric vehicle 10D according to the fifth embodiment of the present invention.

電気車10Dは、図5に示す第4の実施形態に係る電気車10Cにおいて、最大速度超過検出器13Cの代わりに、最大速度超過検出器13Dを設けた構成である。それ以外の点は、電気車1Cと同様である。   The electric vehicle 10D has a configuration in which a maximum speed excess detector 13D is provided instead of the maximum speed excess detector 13C in the electric vehicle 10C according to the fourth embodiment shown in FIG. Other points are the same as those of the electric vehicle 1C.

最大速度超過検出器13Dは、基本的には、第3の実施形態に係る最大速度超過検出器13Cと同様の構成である。   The maximum speed excess detector 13D basically has the same configuration as the maximum speed excess detector 13C according to the third embodiment.

最大速度超過検出器13Dは、第3の実施形態に係る最大速度超過検出器13Cと同様に、予め最大速度設定値FMAX2が設定されている。   The maximum speed excess detector 13D has a maximum speed set value FMAX2 set in advance in the same manner as the maximum speed excess detector 13C according to the third embodiment.

最大速度超過検出器13Dは、モータ回転速度演算部12から回転速度Fを受信する。最大速度超過検出器13Dは、モータ回転速度演算部12から入力された回転速度Fが最大速度設定値FMAX2を超えているか否かを判断する。最大速度超過検出器13Dは、回転速度Fが最大速度設定値FMAX2を超えていると判断した場合、高速度遮断器HBに開放する指令を出力する。   The maximum speed excess detector 13 </ b> D receives the rotational speed F from the motor rotational speed calculation unit 12. The maximum speed excess detector 13D determines whether or not the rotational speed F input from the motor rotational speed calculation unit 12 exceeds the maximum speed set value FMAX2. When it is determined that the rotational speed F exceeds the maximum speed set value FMAX2, the maximum speed excess detector 13D outputs a command to open to the high speed circuit breaker HB.

本実施形態によれば、最大速度超過検出器13Cの代わりに、最大速度超過検出器13Dを設けることで、第4の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。   According to the present embodiment, by providing the maximum speed excess detector 13D instead of the maximum speed excess detector 13C, it is possible to obtain the same effect as that of the fourth embodiment.

なお、第1の実施形態及び第2の実施形態において、最大速度規定値を超えた場合、VVVFインバータ11を停止する構成としたが、これに限らない。例えば、VVVFインバータ11を停止する代わりに、VVVFインバータ11のゲートオフ又は電動機2のすべり周波数をゼロにするなどの構成としてもよい。また、電動機2の回転速度を抑制させるのであれば、これらの構成以外の構成でもよい。   In addition, in 1st Embodiment and 2nd Embodiment, when it exceeded the maximum speed regulation value, it was set as the structure which stops the VVVF inverter 11, However, It is not restricted to this. For example, instead of stopping the VVVF inverter 11, the gate of the VVVF inverter 11 may be turned off or the slip frequency of the electric motor 2 may be set to zero. Moreover, as long as the rotational speed of the electric motor 2 is suppressed, configurations other than these configurations may be used.

第5の実施形態において、高速度遮断器HBを開放する構成としたが、これに限らない。インバータへの直流電力の供給を断つのであれば、他の開閉器でも構わないし、このための構成を新たに設けてもよい。   In 5th Embodiment, although it was set as the structure which open | releases the high-speed circuit breaker HB, it is not restricted to this. If the supply of DC power to the inverter is cut off, another switch may be used, and a configuration for this purpose may be newly provided.

第4の実施形態及び第5の実施形態において、モータ回転速度検出器5を持つ構成としたが、図2に示す第2の実施形態に係る電気車10Aのような速度センサレス制御システムを適用しても、同様に構成することができる。   In the fourth embodiment and the fifth embodiment, the motor rotational speed detector 5 is used. However, a speed sensorless control system such as the electric vehicle 10A according to the second embodiment shown in FIG. 2 is applied. However, it can be configured similarly.

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Moreover, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.

1…電気車制御装置、2…電動機、3…集電装置、4…車輪、5…モータ回転速度検出器、10…電気車、11…VVVFインバータ、12…モータ回転速度演算部、13…最大速度超過検出器、CR…充電抵抗器、FC…フィルタコンデンサ、FL…フィルタリアクトル、HB…高速度遮断器、L1,L2…接触器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric vehicle control apparatus, 2 ... Electric motor, 3 ... Current collector, 4 ... Wheel, 5 ... Motor rotational speed detector, 10 ... Electric car, 11 ... VVVF inverter, 12 ... Motor rotational speed calculating part, 13 ... Maximum Overspeed detector, CR: charging resistor, FC: filter capacitor, FL: filter reactor, HB: high speed circuit breaker, L1, L2: contactor.

本発明の観点に従った電気車制御装置は、電動機を駆動するための交流電力を出力するインバータと、このインバータを制御する制御部とを備えた電気車制御装置において、前記制御部は、前記電動機の回転速度を取得し、運転指令に応じて定まる第1のトルクパターン、前記電動機の回転速度が予め定められた速度まで上昇したときにトルク指令値がゼロとなるように設定された第2のトルクパターン、および前記取得した回転速度に基づき、前記第1のトルクパターンと前記第2のトルクパターンから小さな値を示すトルク指令値を求めものである。 An electric vehicle control device according to an aspect of the present invention is an electric vehicle control device including an inverter that outputs AC power for driving an electric motor, and a control unit that controls the inverter. A first torque pattern obtained by acquiring the rotation speed of the electric motor and determined according to the operation command, and a second torque command value set to zero when the rotation speed of the electric motor rises to a predetermined speed. torque patterns, and based on the rotation speed of the acquired, but asking you to torque command value indicating a smaller value from the first torque pattern and the second torque pattern.

Claims (3)

電動機を駆動するための交流電力を出力するインバータと、このインバータを制御する制御部とを備えた電気車制御装置において、
前記制御部は、
前記電動機の回転速度を取得し、
運転指令に応じて定まる第1のトルクパターン、前記電動機の回転速度が予め定められた速度まで上昇したときにトルク指令値がゼロとなるように設定された第2のトルクパターン、および前記取得した回転速度に基づき、前記第1のトルクパターンまたは第2のトルクパターンから小さな値を示すトルク指令値を求め、
前記求めたトルク指令値を利用して前記インバータを制御するためのゲート指令を生成する
ことを特徴とする電気車制御装置。
In an electric vehicle control device including an inverter that outputs AC power for driving an electric motor, and a control unit that controls the inverter,
The controller is
Obtaining the rotation speed of the motor;
A first torque pattern determined according to an operation command, a second torque pattern set so that a torque command value becomes zero when the rotational speed of the electric motor rises to a predetermined speed, and the acquired Based on the rotational speed, a torque command value indicating a small value is obtained from the first torque pattern or the second torque pattern,
An electric vehicle control apparatus that generates a gate command for controlling the inverter using the obtained torque command value.
前記第2のトルクパターンは、前記電動機の回転速度が所定の速度より大きくならないように制御するために設定されていることを特徴とする請求項1に記載の電気車制御装置。   2. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein the second torque pattern is set so as to control the rotation speed of the electric motor so as not to exceed a predetermined speed. 3. 前記第2のトルクパターンは、前記電動機の回転速度が所定の速度から前記予め定められた速度に上昇するときに単調減少するパターンを含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電気車制御装置。   The second torque pattern according to claim 1 or 2, wherein the second torque pattern includes a pattern that monotonously decreases when the rotation speed of the electric motor increases from a predetermined speed to the predetermined speed. Electric vehicle control device.
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