JP2731155B2 - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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- JP2731155B2 JP2731155B2 JP63045892A JP4589288A JP2731155B2 JP 2731155 B2 JP2731155 B2 JP 2731155B2 JP 63045892 A JP63045892 A JP 63045892A JP 4589288 A JP4589288 A JP 4589288A JP 2731155 B2 JP2731155 B2 JP 2731155B2
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- electric vehicle
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- linear motor
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- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導型リニアモータ推進方式の電気車に係
り、特に、推進力の安定化が望ましい旅客輸送用電気車
に好適な電気車制御装置に関する。
り、特に、推進力の安定化が望ましい旅客輸送用電気車
に好適な電気車制御装置に関する。
リニアモータ推進方式によれば、車両の床下高さを減
少でき、車両断面積の小さな車両を容易に得ることがで
きるので、例えば、地下鉄用などとして有利であり、こ
のため、従来から、例えば、「電気車の科学、1987年６
月号」の17頁以降などで知られているように、可変周波
数可変電圧型インバータ駆動の誘導型リニアモータを推
進用とした電気車が知られている。
少でき、車両断面積の小さな車両を容易に得ることがで
きるので、例えば、地下鉄用などとして有利であり、こ
のため、従来から、例えば、「電気車の科学、1987年６
月号」の17頁以降などで知られているように、可変周波
数可変電圧型インバータ駆動の誘導型リニアモータを推
進用とした電気車が知られている。
ところで、このような可変周波数可変電圧型インバー
タ駆動の誘導機を推進用の電動機として用いた電気車で
は、一定トルク制御を実現するため、従来から、例え
ば、特開昭55−17230号公報で開示されるように、その
可変周波数可変電圧型インバータの出力電圧Ｖを、その
出力周波数ｆに比例して変化させ、これにより電動機の
電機子電流Ｉが一定に保たれるように制御していた。
タ駆動の誘導機を推進用の電動機として用いた電気車で
は、一定トルク制御を実現するため、従来から、例え
ば、特開昭55−17230号公報で開示されるように、その
可変周波数可変電圧型インバータの出力電圧Ｖを、その
出力周波数ｆに比例して変化させ、これにより電動機の
電機子電流Ｉが一定に保たれるように制御していた。
すなわち、この従来例では、第２図に示すように、架
橋１、パンタグラフ２、フイルタ用のリアクトル３とコ
ンデンサ４を介して電源から供給された直流電力を可変
周波数可変電圧型インバータ５に入力し、このインバー
タ５から出力される可変周波数可変電圧の交流電力を電
気車推進用の誘導電動機14A、14B、14C、14Dに供給して
電気車を走行させるようになっているが、このとき、こ
の可変周波数可変電圧型インバータ（以下、単にインバ
ータという）５の出力周波数ｆと出力電圧Ｖとが比例状
態を保つように制御されるようになっているのである。
橋１、パンタグラフ２、フイルタ用のリアクトル３とコ
ンデンサ４を介して電源から供給された直流電力を可変
周波数可変電圧型インバータ５に入力し、このインバー
タ５から出力される可変周波数可変電圧の交流電力を電
気車推進用の誘導電動機14A、14B、14C、14Dに供給して
電気車を走行させるようになっているが、このとき、こ
の可変周波数可変電圧型インバータ（以下、単にインバ
ータという）５の出力周波数ｆと出力電圧Ｖとが比例状
態を保つように制御されるようになっているのである。
そして、このため、例えば、パルスジェネレータ８を
設けて誘導電動機14Aの回転数を検出し、その出力をｆ
−Ｖ変換器９を介して加減算器に入力し、力行指令又は
回生ブレーキ指令と加減算した結果を周波数制御装置13
に入力してインバータ５の出力周波数ｆを制御させると
共に、電流検出器15の出力を比較器16で電流パターンIp
と比較し、その偏差を電圧制御装置11に入力しインバー
タ５の出力電圧Ｖを制御することにより一定トルクが得
られるようにしているのである。
設けて誘導電動機14Aの回転数を検出し、その出力をｆ
−Ｖ変換器９を介して加減算器に入力し、力行指令又は
回生ブレーキ指令と加減算した結果を周波数制御装置13
に入力してインバータ５の出力周波数ｆを制御させると
共に、電流検出器15の出力を比較器16で電流パターンIp
と比較し、その偏差を電圧制御装置11に入力しインバー
タ５の出力電圧Ｖを制御することにより一定トルクが得
られるようにしているのである。
従って、従来は、誘導型リニアモータ推進方式の電気
車についても、上記した従来例と同じに制御していた。
車についても、上記した従来例と同じに制御していた。
ところで、リニアモータ推進方式の電気車において
は、第３図に示すように、車両側にあるリニアモータの
１次導体（電機子）17と、レール19の間に設置されてい
る２次導体18との間の空隙寸法Ｄが変化し易い。
は、第３図に示すように、車両側にあるリニアモータの
１次導体（電機子）17と、レール19の間に設置されてい
る２次導体18との間の空隙寸法Ｄが変化し易い。
しかして、従来の制御方式を適用した誘導型リニアモ
ータ推進方式の電気車においては、この空隙寸法の変化
による推力変動について配慮がされておらず、車両の加
減速性能が低下したり、乗心地が悪化したりするという
問題があった。
ータ推進方式の電気車においては、この空隙寸法の変化
による推力変動について配慮がされておらず、車両の加
減速性能が低下したり、乗心地が悪化したりするという
問題があった。
例えば、いま、この空隙が広がったとすると、電機子
17側からみた２次導体18のインピーダンスが低下し、こ
の結果、電機子電流は増加するが、同時に力率が低下す
るため、推進力は減少してしまう。他方、このとき、上
記従来技術では、電機子電流を所定値に保つように働く
電圧制御装置があるため、同時にインバータの出力電圧
は抑えられ、この結果、さらに推進力の低下を招き、上
記した推力変化が増大されてしまうのである。
17側からみた２次導体18のインピーダンスが低下し、こ
の結果、電機子電流は増加するが、同時に力率が低下す
るため、推進力は減少してしまう。他方、このとき、上
記従来技術では、電機子電流を所定値に保つように働く
電圧制御装置があるため、同時にインバータの出力電圧
は抑えられ、この結果、さらに推進力の低下を招き、上
記した推力変化が増大されてしまうのである。
なお、この第３図で、７は電気車の車輪、20は車体で
ある。
ある。
本発明の目的は、リニアモータの空隙寸法の変化にか
かわらず、充分に推力変化が抑えられ、性能低下や乗心
地の悪化の虞れのない電気車制御装置を提供することに
ある。
かわらず、充分に推力変化が抑えられ、性能低下や乗心
地の悪化の虞れのない電気車制御装置を提供することに
ある。
上記目的は、誘導型リニアモータの電機子電流制御に
フイードバック制御を適用せず、インバータの出力電圧
を所定の指令値によりフイードフオワード的に制御する
ことにより達成される。
フイードバック制御を適用せず、インバータの出力電圧
を所定の指令値によりフイードフオワード的に制御する
ことにより達成される。
誘導型リニアモータの空隙変化による電機子電流の変
動に対しても、インバータの出力電圧は、それに引きず
られて変化することがなくなるから、推力変化が助長さ
れる虞れはなく、安定した推進力を保つことができる。
動に対しても、インバータの出力電圧は、それに引きず
られて変化することがなくなるから、推力変化が助長さ
れる虞れはなく、安定した推進力を保つことができる。
なお、このとき、通常の誘導電動機では、その滑りに
対する電機子電流特性がかなり急峻なため、走行抵抗の
変化などの外乱によるトルク変動が大幅でそれを抑える
ためにフイードバック制御の適用がほとんど不可欠であ
るが、誘導型リニアモータでは、第４図に示すように、
その滑りに対する電機子電流特性が比較的安定している
ため、この電流の制御に、上記したようなフイードバッ
クを適用しなくても、実用域では問題は生じない。
対する電機子電流特性がかなり急峻なため、走行抵抗の
変化などの外乱によるトルク変動が大幅でそれを抑える
ためにフイードバック制御の適用がほとんど不可欠であ
るが、誘導型リニアモータでは、第４図に示すように、
その滑りに対する電機子電流特性が比較的安定している
ため、この電流の制御に、上記したようなフイードバッ
クを適用しなくても、実用域では問題は生じない。
以下、本発明による電気車制御装置について、図示の
実施例により詳細に説明する。
実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例で、図において、6A、6B、
6C、6Dが誘導型リニアモータ（詳しくは、その電機子）
で、10は電圧パターン発生器であり、その他は第２図の
従来例とほぼ同じであが、パルスジェネレータ８は電気
車の車輪７に設けてあり、この車輪７の回転速度により
電気車の走行速度を検出するようになっている。しかし
て、このあと、パルスジェネレータ８の出力がｆ−Ｖ変
換器９を介して加減算器12に入力され、力行指令又は回
生ブレーキ指令と加減算された結果が周波数制御装置13
に入力されてインバータ５の出力周波数が制御されるよ
うになる点は、これも従来例と同様である。
6C、6Dが誘導型リニアモータ（詳しくは、その電機子）
で、10は電圧パターン発生器であり、その他は第２図の
従来例とほぼ同じであが、パルスジェネレータ８は電気
車の車輪７に設けてあり、この車輪７の回転速度により
電気車の走行速度を検出するようになっている。しかし
て、このあと、パルスジェネレータ８の出力がｆ−Ｖ変
換器９を介して加減算器12に入力され、力行指令又は回
生ブレーキ指令と加減算された結果が周波数制御装置13
に入力されてインバータ５の出力周波数が制御されるよ
うになる点は、これも従来例と同様である。
さらに、この実施例では、インバータ５の出力電圧
が、電圧パターン発生器10からの出力信号Vpを電圧制御
装置11に入力することにより制御されるようになってお
り、このとき、従来例のように、誘導型リニアモータの
電流によるフイードバックは何も適用されない。従っ
て、この電圧パターン発生器10には加減算器12の出力信
号と推力指令値とが入力されるだけである。ここで、こ
の推力指令値は、電気車に、予め定められている所定の
加減速が与えられるようにするための信号で、車両の応
荷重装置などから与えられるものである。
が、電圧パターン発生器10からの出力信号Vpを電圧制御
装置11に入力することにより制御されるようになってお
り、このとき、従来例のように、誘導型リニアモータの
電流によるフイードバックは何も適用されない。従っ
て、この電圧パターン発生器10には加減算器12の出力信
号と推力指令値とが入力されるだけである。ここで、こ
の推力指令値は、電気車に、予め定められている所定の
加減速が与えられるようにするための信号で、車両の応
荷重装置などから与えられるものである。
従って、電圧パターン発生器10は、これらの信号や指
令値に基いて、力行指令時、或いは回生ブレーキ指令時
での各瞬時において電気車が必要とする推進力を算定
し、それを誘導型リニアモータ6A〜6Dによって発生させ
るために必要な電圧パターンVpとして出力し、それを電
圧制御装置11に供給してインバータ５の出力電圧を制御
させるようにするのである。
令値に基いて、力行指令時、或いは回生ブレーキ指令時
での各瞬時において電気車が必要とする推進力を算定
し、それを誘導型リニアモータ6A〜6Dによって発生させ
るために必要な電圧パターンVpとして出力し、それを電
圧制御装置11に供給してインバータ５の出力電圧を制御
させるようにするのである。
この結果、本実施例によれば、電気車走行中に、第４
図で説明した空隙寸法Ｄが変化し、リニアモータの電流
が変動したとしても、これとは独立に電圧パターン発生
器10から出力されている電圧パターンVpによってインバ
ータ５の出力電圧が制御されているため、この出力電圧
が影響を受けることがなくなり、推力変化の増大が抑え
られるので、充分に安定した走行を得ることができる。
図で説明した空隙寸法Ｄが変化し、リニアモータの電流
が変動したとしても、これとは独立に電圧パターン発生
器10から出力されている電圧パターンVpによってインバ
ータ５の出力電圧が制御されているため、この出力電圧
が影響を受けることがなくなり、推力変化の増大が抑え
られるので、充分に安定した走行を得ることができる。
次に、第５図は、本発明の他の一実施例で、この実施
例が第１図の実施例と異なる点は、インバータ５の出力
電流を検出する電流検出器15と、この電流検出器15で検
出した電流値と所定の基準値Imaxとを比較する電流比較
器16とを設け、この電流比較器16の出力を電圧制御装置
11に入力し、これにより、インバータ５の出力電流が基
準値Imax以上になると、比較器16の出力によりインバー
タ５の出力電圧にリミッタ作用が与えられるように構成
した点にある。
例が第１図の実施例と異なる点は、インバータ５の出力
電流を検出する電流検出器15と、この電流検出器15で検
出した電流値と所定の基準値Imaxとを比較する電流比較
器16とを設け、この電流比較器16の出力を電圧制御装置
11に入力し、これにより、インバータ５の出力電流が基
準値Imax以上になると、比較器16の出力によりインバー
タ５の出力電圧にリミッタ作用が与えられるように構成
した点にある。
ここで、この基準値Imaxは、インバータ５に許される
最大許容電流値に定められている。
最大許容電流値に定められている。
従って、この実施例によれば、過大電流を防止するこ
とができ、インバータ５を保護することができる。
とができ、インバータ５を保護することができる。
また、第６図は、本発明のさらに別の一実施例で、こ
の実施例は、第５図の実施例のおける比較器16の代りに
比較器17を設け、電流の最低値も所定値に抑えるための
基準値Iminと比較するようにしたものである。
の実施例は、第５図の実施例のおける比較器16の代りに
比較器17を設け、電流の最低値も所定値に抑えるための
基準値Iminと比較するようにしたものである。
従って、この実施例によれば、リニアモータ6A〜6Dの
電流が基準値Imin以下になるのが抑えられ、このため、
勾配発進時での車両の起動などを確実に得ることができ
る。なお、必要に応じてスイッチ21を設けるようにして
もよい。
電流が基準値Imin以下になるのが抑えられ、このため、
勾配発進時での車両の起動などを確実に得ることができ
る。なお、必要に応じてスイッチ21を設けるようにして
もよい。
本発明によれば、誘導型リニアモータ駆動方式の電気
車において、常に安定した推進力を与えることができる
から、乗心地の良好な電気車を容易に提供することがで
きる。
車において、常に安定した推進力を与えることができる
から、乗心地の良好な電気車を容易に提供することがで
きる。
第１図は本発明による電気車制御装置の一実施例を示す
ブロツク図、第２図は従来例を示すブロツク図、第３図
は電気車における誘導型リニアモータの配置説明図、第
４図は誘導型リニアモータの特性図、第５図は本発明の
他の一実施例を示すブロツク図、第６図は本発明のさら
に別の一実施例を示すブロツク図である。 ５……可変周波数可変電圧型インバータ、6A、6B、6C、
6D……誘導型リニアモータ、７……車輪、８……パルス
ジェネレータ、９……ｆ−Ｖ変換器、10……電圧パター
ン発生器、11……電圧制御装置、12……加減算器、13…
…周波数制御装置。
ブロツク図、第２図は従来例を示すブロツク図、第３図
は電気車における誘導型リニアモータの配置説明図、第
４図は誘導型リニアモータの特性図、第５図は本発明の
他の一実施例を示すブロツク図、第６図は本発明のさら
に別の一実施例を示すブロツク図である。 ５……可変周波数可変電圧型インバータ、6A、6B、6C、
6D……誘導型リニアモータ、７……車輪、８……パルス
ジェネレータ、９……ｆ−Ｖ変換器、10……電圧パター
ン発生器、11……電圧制御装置、12……加減算器、13…
…周波数制御装置。
Claims (3)
- 【請求項１】インバータ駆動の誘導型リニアモータ推進
方式の電気車において、上記電気車の速度を検出して上
記インバータの出力周波数を制御する周波数制御手段
と、所定の指令値に応じて上記インバータの出力電圧を
制御する電圧制御手段とを設け、上記誘導型リニアモー
タの電機子電流の検出値とは無関係に、その電機子電圧
が制御されるように構成したことを特徴とする電気車制
御装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、上記電圧
制御手段が、上記リニアモータの電機子電流を所定値以
下に制限する制御機能をもつように構成されていること
を特徴とする電気車制御装置。 - 【請求項３】特許請求の範囲第２項において、上記制御
機能を無効化する手段が設けられ、所定の条件下では上
記制御機能が無効化されるように構成されていることを
特徴とする電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045892A JP2731155B2 (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63045892A JP2731155B2 (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01222604A JPH01222604A (ja) | 1989-09-05 |
| JP2731155B2 true JP2731155B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=12731895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63045892A Expired - Fee Related JP2731155B2 (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2731155B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-01 JP JP63045892A patent/JP2731155B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01222604A (ja) | 1989-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |