JP2691235B2 - 誘導電動機駆動車の制御装置 - Google Patents

誘導電動機駆動車の制御装置

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JP2691235B2
JP2691235B2 JP62214644A JP21464487A JP2691235B2 JP 2691235 B2 JP2691235 B2 JP 2691235B2 JP 62214644 A JP62214644 A JP 62214644A JP 21464487 A JP21464487 A JP 21464487A JP 2691235 B2 JP2691235 B2 JP 2691235B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は誘導電動機駆動車の周波数制御に係り、特に
駆動軸数の多い電車の制御に用いるに好適な誘導電動機
駆動車の制御装置に関する。 〔従来の技術〕 誘導電動機で駆動する車輌、特に電車の場合多数の車
軸に誘導電動機を取り付けて、1台の可変電圧可変周波
数電力変換器(以下インバータと称する)で可変速運転
を行うが、各車輪の直径は同一と限らず、一般に誘導電
動機の回転速度は不揃いとなる。 このような場合、従来の装置は特願昭57−11551号公
報に記載のように、電車の惰行中に複数の誘導電動機の
各々に取り付けられた複数の回転周波数検出器の、最高
周波数を示す検出出力と最低周波数を示す検出出力を基
準に、また回生制動時には最低周波数を示す検出出力を
基準にして、インバータ装置の動作周波数を制御してい
た。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術は、周波数基準軸は変らないものの、発
生トルクの最も少ない電動機を基準とするためこれより
発生トルクの大きい他の車輪は空転あるいは滑走の発生
する可能性がある。また惰行時に各回転周波数検出器の
最大値と最小値を記憶しているが、車輪が空転あるいは
滑走を発生した後、車輪が再粘着する前に運転指令の制
御ノツチを惰行状態に戻した場合正常な周波数基準が得
られない問題があつた。 本発明の目的は粘着性能の向上を図つた誘導電動機駆
動車の制御装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的は、複数の車輪をそれぞれ駆動する複数の誘
導電動機を付勢するインバータと、誘導電動機にそれぞ
れに設けられこの回転周波数を検出すると共に回転周波
数検出の故障時に回転周波数検出の出力から0または1
を検出し回転周波数のうちの何れかが故障したと判定し
て回転周波数検出故障信号を出力する回転周波数検出手
段と、回転周波数検出手段が出力する回転周波数と回転
周波数検出故障信号を入力し、回転周波数のうちから最
大値と最小値を除き残りの中から周波数基準を選択し周
波数基準に基づいてそれぞれの回転周波数を正規化する
補正値を演算記憶し出力する補正値演算手段と、回転周
波数と補正値とを入力し、力行及び制動時には回転周波
数を補正値で補正して補正回転周波数を出力する補正手
段と、補正回転周波数を入力し、力行時には補正回転周
波数のうちから最小値を、制動時には最大値を周波数基
準として出力する回転周波数演算手段と、周波数基準に
基づいてインバータに動作周波数を出力する周波数制御
手段とを備えた誘導電動機駆動車の制御装置において、
補正値演算手段が回転周波数と回転周波数検出故障信号
とに加えて空転滑走検知信号と力行制動信号を入力し、
惰行中の空転若しくは滑走の発生を空転滑走検知信号に
より判断し、空転若しくは滑走が解消したと判断された
後に回転周波数を正規化する補正値を演算記憶し出力す
る手段であることにより達成される。 〔作用〕 誘導電動機駆動車は惰行モードであっても正常な回転
周波数を検出できない場合がある。例えば車輪の空転・
滑走が発生し、車輪が再粘着する前に運転指令の制御ノ
ッチを力行または制動からオフにすると惰行モードにな
るが、このような場合に車輪は正常な状態では無く正常
な回転周波数を検出できなくなる。 上記第1の発明によれば、力行制動信号によって判断
される惰行モードにおける空転若しくは滑走の発生を空
転滑走検知信号により判断し、空転若しくは滑走が解消
したと判断された後に回転周波数を正規化する補正値を
演算記憶し出力することにより、惰行モードであっても
正常な回転周波数を検出できないモードを排除し正常な
回転周波数を選択して粘着性能の向上をはかることがで
きる。 上記第2の発明によれば、故障した回転周波数検出器
を排除し、惰行モードであっても正常な回転周波数を検
出できないモードを排除し正常な回転周波数を選択して
粘着性能の向上をはかることができる。 〔実施例〕 以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。第
1図において、インバータINVは架線Lからパンタグラ
フPAを介して電力を受け、制御した周波数,電圧,電流
の3相交流出力20を誘導電動機IM1,IM2,IM3,IM4に供給
する。各誘導電動機は歯車装置等を介して、各々車輪W
1,W2,W3,W4に機械的に連結されている。PG1,PG2,PG3,PG
4は各誘導電動機の回転周波数検出器で検出出力1
234は速度検出装置PIに入力される。速度検出
装置PIでは検出出力1234から誘導電動機
の回転周波数01020304を演算する。回転
周波数検出手段は回転周波数検出器PG1〜4と速度検出
装置PIの機能を有する。補正値演算装置RFDTは周波数
01020304を入力し運転指令NOSGからのノツ
チ信号P/Bと空転検知信号SLD及び回転周波数検出器故障
信号PGFにより、惰行時を含む空転/滑走が発生してい
ない正常運転時に01020304内の基準周波
数を選択し01020304の値を同一とさせる
ような補正値K1,K2,K3,K4を演算して記憶する。力行及
び制動時には補正装置1で回転周波数0102
0304に対して補正値K1,K2,K3,K4で補正を行い、
出力周波数10203040を得る。回転周波数
演算装置FRTでは出力周波数10203040
ら、力行時は最小値、制動時は最大値を周波数基準r
とて選択する。この周波数基準rとすべり周波数s
周波数制御装置IVFCで加減算し、インバータINVの動作
周波数iを決定する。また3相交流出力20から、出力
電圧VM及び出力電流IMを検出し変調度演算装置PHMC、電
流制御指令IMP及びインバータ動作周波数iと共にイン
バータINVの変調度γを決定する。なお30はレールであ
る。ここで車輪W1,W2,W3,W4の直径D1,D2,D3,D4が D1<D2<D3<D4… (1) の関係にあるとすると各誘導電動機の周波数とトルクの
関係は第2図のようになる。車輪の粘着性能から周波数
基準を最小値4とする方が望ましいが、反面発生トル
クが最大の為最も空転が発生しやすいことになる。また
誘導電動機のトルクバランスを綱領するとトルクT1,T2,
T3,T4の中間値を周波数基準とする必要があり、更に電
流制御指令IMPについてもT1,T2,T3,T4の中間値に対して
設計を行うため、指令値との整合性からも中間の2
るいは3又は両者の平均値を基準とすべきである。 そこで3を基準とさせて全軸空転とならない限り周
波数基準を変動させなければ、インバータ周波数i
急変することはないので空転を抑制できる。すなわち第
3a図のように基準を1234のどれにして
も、1軸でも空転すれば1点鎖線に示すように周波数が
急変し周波数基準が変り容易に大空転に至りやすい。と
ころが第3b図のように3を基準として、他の検出出力
124,も3と同一値となるよう補正を行う
と、1234全てが空転を発生しない限り周
波数基準は3相当のままで、空転した車輪の誘導電動
機のトルクは第2図のトルク特性に沿って速やかに減少
し車輪は再粘着する。 補正値K1,K2,K3,K4の演算は次のように行う。まず基
準周波数を選択する。ここで基準周波数として3が選
択されると のように各回転周波数の比を算出し記憶する。この比を
記憶し、力行/制動時に01020304正規化
の補正をすれば補正後の10203040は空転
/滑走が発生していない場合同一値となる。ここで車輪
W4が空転したとすると、検出出力4、回転周波数
04、補正後出力40それぞれ急激に増大するが、回転
周波数演算装置FRTでは力行時10203040
の最小値を選択するので、周波数基準rには何の変化
もない。従つて誘導電動機IM1のトルクは速やかに減少
し、車輪W4は再粘着する。 周波数制御の動作をフローチャートで表わしたのが第
4図である。ここでは電車の惰行時に空転/滑走状態を
検知してから補正演算を行つているが、惰行時に限ら
ず、力行/制動時においても可能なことは明らかであ
る。 以上の説明は正常に回転周波数を検出した場合である
が、回転周波数検出器PG1,PG2,PG3,PG4の故障時におい
ても本発明は作動する。この場合の動作を第1図と第5
図で説明する。だだし第5図は故障検出信号PGFに関す
る部分の動作だけを示している。第1図で回転周波数検
出器の故障は、速度検出装置PIで検出出力12
34の状態によつて判定され、PG故障信号PGFを補正
値演算装置RFDTへ出力する。補正値演算装置RFDTでは第
5図に示すように、PG故障信号PGFで故障を検知する
と、周波数01020304から最大値及び最小
値を除き残りの中から周波数基準を選択する。回転周波
数検出器の故障時には検出出力が“0"又は“1"に固定さ
れるので上記の処理により正常な検出出力だけを扱うこ
とができる。次に補正値K1,K2,K3,K4の演算では01
020304の最大値と最小値に対して、補正後の
出力が力行/制動時に周波数基準rとして選択されな
いような補正値をセツトし、残りの周波数に対しては通
常の補正値を演算させて、補正動作を行うことにより回
転周波数検出器の故障に対しても良好な動作を得られる
効果がある。 〔発明の効果〕 本発明によれば、惰行モードにおける空転若しくは滑
走が発生し、空転若しくは滑走が解消した後に回転周波
数を正規化する補正を行うことにより、惰行モードであ
っても正常な回転周波数を検出できない状態を排除して
粘着性能の向上をはかる効果が得られる。 また、回転周波数検出器の故障が発生した場合にその
故障を排除すると共に、惰行モードであっても正常な回
転周波数を検出できない状態を排除し正常な回転周波数
を選択して粘着性能の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例を示すブロツマ図、第2図は
第1図の実施例における各誘導電動機の力行中における
動作状態を示す周波数−トルク特性図、第3図は第1図
の実施例を補足説明する特性図、第4図は第1図の実施
例における補正動作を説明するフローチヤート、第5図
は第1図の実施例で回転周波数検出器が故障時における
補正動作を説明するフローチヤートである。 1…補正装置、2…速度検出器、3…補正値演算装置、
4…回転周波数演算装置、5…周波数制御装置、6…変
調度演算装置、7…インバータ、8…運転指令、W1…車
輪、IM1…誘導電動機、PG1…回転周波数検出器、3
周波数検出出力、K1…補正値、10…補正された周波数
検出出力、r…周波数基準。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 彰 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−130703(JP,A) 特開 昭62−110404(JP,A)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.複数の車輪をそれぞれ駆動する複数の誘導電動機を
    付勢するインバータと、 該誘導電動機にそれぞれに設けられこの回転周波数を検
    出すると共に回転周波数検出の故障時に該回転周波数検
    出の出力から0または1を検出し前記回転周波数のうち
    の何れかが故障したと判定して回転周波数検出故障信号
    を出力する回転周波数検出手段と、 該回転周波数検出手段が出力する回転周波数と前記回転
    周波数検出故障信号を入力し、前記回転周波数のうちか
    ら最大値と最小値を除き残りの中から周波数基準を選択
    し該周波数基準に基づいてそれぞれの前記回転周波数を
    正規化する補正値を演算記憶し出力する補正値演算手段
    と、 前記回転周波数と前記補正値とを入力し、力行及び制動
    時には前記回転周波数を前記補正値で補正して補正回転
    周波数を出力する補正手段と、 該補正回転周波数を入力し、力行時には該補正回転周波
    数のうちから最小値を、制動時には最大値を周波数基準
    として出力する回転周波数演算手段と、 前記周波数基準に基づいて前記インバータに動作周波数
    を出力する周波数制御手段とを備えた誘導電動機駆動車
    の制御装置において、 前記補正値演算手段が前記回転周波数と前記回転周波数
    検出故障信号とに加えて空転滑走検知信号と力行制動信
    号を入力し、惰行中の空転若しくは滑走の発生を前記空
    転滑走検知信号により判断し、空転若しくは滑走が解消
    したと判断された後に前記回転周波数を正規化する補正
    値を演算記憶し出力する手段であることを特徴とする誘
    導電動機駆動車の制御装置。
JP62214644A 1987-08-28 1987-08-28 誘導電動機駆動車の制御装置 Expired - Lifetime JP2691235B2 (ja)

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