JP2787519B2 - 電動機駆動方法及びその装置 - Google Patents
電動機駆動方法及びその装置Info
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- JP2787519B2 JP2787519B2 JP3251879A JP25187991A JP2787519B2 JP 2787519 B2 JP2787519 B2 JP 2787519B2 JP 3251879 A JP3251879 A JP 3251879A JP 25187991 A JP25187991 A JP 25187991A JP 2787519 B2 JP2787519 B2 JP 2787519B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電動機駆動方法及びその
装置に係り、特に、電気車に搭載された電動機を駆動す
るに好適な電動機駆動方法及びその装置に関する。
装置に係り、特に、電気車に搭載された電動機を駆動す
るに好適な電動機駆動方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特開昭５９−９９９０２号公報に
記載されているように、インバータを用いて電気車を駆
動する方法が採用されている。インバータを用いて電動
機の駆動を制御するに際しては、一変電所の給電区間に
多数の電気車が進入したときには電車線電圧が低下する
ため、電車線電圧が設定電圧以下に低下したときには各
電気車のインバータ電流を絞り込む制御が行なわれてい
る。
記載されているように、インバータを用いて電気車を駆
動する方法が採用されている。インバータを用いて電動
機の駆動を制御するに際しては、一変電所の給電区間に
多数の電気車が進入したときには電車線電圧が低下する
ため、電車線電圧が設定電圧以下に低下したときには各
電気車のインバータ電流を絞り込む制御が行なわれてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一変電
所の給電区間内に多数の電気車が進入し、各電気車が力
行状態にあって各電動機に供給される電流の総和が変電
所の容量をオーバすると変電所の遮断器がトリップする
ことがある。このため、従来の駆動方法では、一変電所
の給電区間に進入する電気車の数を制限したりあるいは
変電所の容量を増加したりする対策がなされているが、
このような方法では輸送ダイヤの編成が困難であったり
設備費が高くなったりする。
所の給電区間内に多数の電気車が進入し、各電気車が力
行状態にあって各電動機に供給される電流の総和が変電
所の容量をオーバすると変電所の遮断器がトリップする
ことがある。このため、従来の駆動方法では、一変電所
の給電区間に進入する電気車の数を制限したりあるいは
変電所の容量を増加したりする対策がなされているが、
このような方法では輸送ダイヤの編成が困難であったり
設備費が高くなったりする。
【０００４】本発明の目的は、電源の容量がオーバする
ことなく電動機を駆動することができる電動機駆動方法
及びその装置を提供することにある。
ことなく電動機を駆動することができる電動機駆動方法
及びその装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１の方法として、電気車駆動用電動機
に対する運転指令に従って電流パターンを生成し、一方
電気車駆動用電動機に流れる電流を検出し、この検出電
流と電流パターンから得られた電流とから駆動用滑り周
波数を算出し、この駆動用滑り周波数に従って電気車駆
動用電動機の電流を制御するに際して、電源から電動機
に供給可能な電流として、指定の電源供給区間に存在す
る電気車の台数と各電気車の運転状態を基に、各電動機
の最大電流の総和が電源の最大許容電流以下となる電流
値に対応づけて各電気車の電動機に対する最大許容電流
セット値を算出すると共に電気車に電力を導く架線の電
流を検出し、この電車線電流と最大許容電流セット値と
を比較し、電車線電流が最大許容電流セット値を超えた
ときには電流パターンから得られた電流を電車線電流が
最大許容電流セット値以下に抑制される電流に修正する
電動機駆動方法を採用したものである。
に、本発明は、第１の方法として、電気車駆動用電動機
に対する運転指令に従って電流パターンを生成し、一方
電気車駆動用電動機に流れる電流を検出し、この検出電
流と電流パターンから得られた電流とから駆動用滑り周
波数を算出し、この駆動用滑り周波数に従って電気車駆
動用電動機の電流を制御するに際して、電源から電動機
に供給可能な電流として、指定の電源供給区間に存在す
る電気車の台数と各電気車の運転状態を基に、各電動機
の最大電流の総和が電源の最大許容電流以下となる電流
値に対応づけて各電気車の電動機に対する最大許容電流
セット値を算出すると共に電気車に電力を導く架線の電
流を検出し、この電車線電流と最大許容電流セット値と
を比較し、電車線電流が最大許容電流セット値を超えた
ときには電流パターンから得られた電流を電車線電流が
最大許容電流セット値以下に抑制される電流に修正する
電動機駆動方法を採用したものである。
【０００６】第２の方法として、インバータの出力電力
を受けて電気車を駆動する電気車駆動用電動機に対する
運転指令に従って電流パターンを生成し、一方電気車駆
動用電動機に流れる電流を検出し、この検出電流と電流
パターンから得られた電流とから駆動用滑り周波数を算
出し、この駆動用滑り周波数に従って電気車駆動用電動
機の電流を制御するに際して、電源から電動機に供給可
能な電流として、指定の電源供給区間に存在する電気車
の台数と各電気車の運転状態を基に、各電動機の最大電
流の総和が電源の最大許容電流以下となる電流値に対応
づけて各電気車の電動機に対する最大許容電流セット値
を算出し、かつ電気車に電力を導く電車線の電圧とイン
バータの入力電圧を検出し、これらの検出値と電動機電
流の検出 値とから電車線電流を算出し、この算出した電
車線電流と最大許容電流セット値とを比較し、電車線電
流が最大許容電流セット値を超えたときには電流パター
ンから得られた電流を電車線電流が最大許容電流セット
値以下に抑制される電流に修正する電動機駆動方法を採
用したものである。
を受けて電気車を駆動する電気車駆動用電動機に対する
運転指令に従って電流パターンを生成し、一方電気車駆
動用電動機に流れる電流を検出し、この検出電流と電流
パターンから得られた電流とから駆動用滑り周波数を算
出し、この駆動用滑り周波数に従って電気車駆動用電動
機の電流を制御するに際して、電源から電動機に供給可
能な電流として、指定の電源供給区間に存在する電気車
の台数と各電気車の運転状態を基に、各電動機の最大電
流の総和が電源の最大許容電流以下となる電流値に対応
づけて各電気車の電動機に対する最大許容電流セット値
を算出し、かつ電気車に電力を導く電車線の電圧とイン
バータの入力電圧を検出し、これらの検出値と電動機電
流の検出 値とから電車線電流を算出し、この算出した電
車線電流と最大許容電流セット値とを比較し、電車線電
流が最大許容電流セット値を超えたときには電流パター
ンから得られた電流を電車線電流が最大許容電流セット
値以下に抑制される電流に修正する電動機駆動方法を採
用したものである。
【０００７】第１の装置として、電車線からの直流電力
を交流電力に変換して電気車駆動用電動機を制御するイ
ンバータと、電動機に対する運転指令に従って電流パタ
ーンを生成する電流パターン生成手段と、電車線からイ
ンバータに供給される電車線電流を検出する電車線電流
検出手段と、電源から電動機に供給可能な電流として設
定された最大許容電流セット値と電車線電流検出手段の
検出出力との偏差を算出する偏差算出手段と、偏差算出
手段の算出値と電流パターンから得られた電流とから補
正電流を生成する補正電流生成手段と、補正電流と電流
パターンから得られた電流との差を比較して両者の差が
正のときに電流パターンから得られた電流を選択し、そ
れ以外のときには補正電流を選択する比較選択手段と、
電動機に供給される電流を検出する電動機電流検出手段
と、電動機電流検出手段の検出出力と比較選択手段の選
択による電流との差に従って駆動用滑り周波数を算出す
る駆動用滑り周波数算出手段と、駆動用滑り周波数に従
ってインバータの出力電流を制御するインバータ制御手
段とを備えている電動機駆動装置を構成したものであ
る。
を交流電力に変換して電気車駆動用電動機を制御するイ
ンバータと、電動機に対する運転指令に従って電流パタ
ーンを生成する電流パターン生成手段と、電車線からイ
ンバータに供給される電車線電流を検出する電車線電流
検出手段と、電源から電動機に供給可能な電流として設
定された最大許容電流セット値と電車線電流検出手段の
検出出力との偏差を算出する偏差算出手段と、偏差算出
手段の算出値と電流パターンから得られた電流とから補
正電流を生成する補正電流生成手段と、補正電流と電流
パターンから得られた電流との差を比較して両者の差が
正のときに電流パターンから得られた電流を選択し、そ
れ以外のときには補正電流を選択する比較選択手段と、
電動機に供給される電流を検出する電動機電流検出手段
と、電動機電流検出手段の検出出力と比較選択手段の選
択による電流との差に従って駆動用滑り周波数を算出す
る駆動用滑り周波数算出手段と、駆動用滑り周波数に従
ってインバータの出力電流を制御するインバータ制御手
段とを備えている電動機駆動装置を構成したものであ
る。
【０００８】
【作用】前記した手段によれば、駆動用滑り周波数に従
って電動機の電流を制御するに際して、電源から電動機
に供給可能な最大電流として、指定の電源供給区間に存
在する電気車の台数と各電気車の運転状態を基に、各電
動機の最大電流の総和が電源の最大許容電流以下となる
電流値に対応づけて各電気車の電動機に対する最大許容
電流セット値を求めるとともに、電源から電動機に供給
される電源電流の値を監視し、電源電流と最大許容電流
セット値とを比較し、電源電流が最大許容電流セット値
を超えたときには、滑り周波数を算出するための電流を
電源電流が最大許容電流セット値以下に抑制される電流
に修正するようにしたため、電動機の電流が電源の許容
値をオーバするのを防止することができる。
って電動機の電流を制御するに際して、電源から電動機
に供給可能な最大電流として、指定の電源供給区間に存
在する電気車の台数と各電気車の運転状態を基に、各電
動機の最大電流の総和が電源の最大許容電流以下となる
電流値に対応づけて各電気車の電動機に対する最大許容
電流セット値を求めるとともに、電源から電動機に供給
される電源電流の値を監視し、電源電流と最大許容電流
セット値とを比較し、電源電流が最大許容電流セット値
を超えたときには、滑り周波数を算出するための電流を
電源電流が最大許容電流セット値以下に抑制される電流
に修正するようにしたため、電動機の電流が電源の許容
値をオーバするのを防止することができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１にＶＶＶＦインバータ制御システムの制御
系を示し、図２に電気車駆動系の全体構成を示す。図１
及び図２において、電気車には２台の誘導電動機１０，
１２が搭載されており、各誘導電動機１０，１２にはイ
ンバータ１４からの電力が供給されている。インバータ
１４には、パンタグラフ１６、遮断器１８、フィルタリ
アクトル２０、フィルタコンデンサ２２を介して直流電
力が供給されており、インバータ１４は直流電力を三相
交流電力に変換し、変換した交流電力を各誘導電動機１
０，１２に供給するようになっている。インバータ１４
はスイッチング素子とダイオードが逆並列接続されたア
ームを６アーム備えており、コントローラ２４からのス
イッチング信号によって直流電力を交流電力に変換する
ようになっている。コントローラ２４は電車線の状態や
インバータ１４の状態及び誘導電動機１０，１２の状態
を検出する各種のセンサからの信号を基にスイッチング
信号を生成するようになっている。そして各種センサと
して、コンデンサ２２両端の電圧を検出する電圧検出器
２６、電車線電流を検出する電車線電流検出器２８が設
けられていると共に、インバータ１４から各電動機１
０，１２へ供給される電動機電流を検出する電流検出器
３０，３２，３４が設けられている。更に各誘導電動機
の回転数を検出するパルスジュネレータ３６，３８が設
けられている。
明する。図１にＶＶＶＦインバータ制御システムの制御
系を示し、図２に電気車駆動系の全体構成を示す。図１
及び図２において、電気車には２台の誘導電動機１０，
１２が搭載されており、各誘導電動機１０，１２にはイ
ンバータ１４からの電力が供給されている。インバータ
１４には、パンタグラフ１６、遮断器１８、フィルタリ
アクトル２０、フィルタコンデンサ２２を介して直流電
力が供給されており、インバータ１４は直流電力を三相
交流電力に変換し、変換した交流電力を各誘導電動機１
０，１２に供給するようになっている。インバータ１４
はスイッチング素子とダイオードが逆並列接続されたア
ームを６アーム備えており、コントローラ２４からのス
イッチング信号によって直流電力を交流電力に変換する
ようになっている。コントローラ２４は電車線の状態や
インバータ１４の状態及び誘導電動機１０，１２の状態
を検出する各種のセンサからの信号を基にスイッチング
信号を生成するようになっている。そして各種センサと
して、コンデンサ２２両端の電圧を検出する電圧検出器
２６、電車線電流を検出する電車線電流検出器２８が設
けられていると共に、インバータ１４から各電動機１
０，１２へ供給される電動機電流を検出する電流検出器
３０，３２，３４が設けられている。更に各誘導電動機
の回転数を検出するパルスジュネレータ３６，３８が設
けられている。
【００１０】コントローラ２４は、具体的には、図１に
示されるように、回転周波数演算器４０、電流パターン
発生器４２、加算器４４、基準滑り周波数発生器４６、
増幅器４８、加算器５０、極性反転器５２、加算器５
４、変調パルスモード演算器５６、変調率演算器５８、
ゲートロジック部６０、加算器６２、積分器６４、加算
器６６、比較器６８、リレー７０を備えて構成されてい
る。
示されるように、回転周波数演算器４０、電流パターン
発生器４２、加算器４４、基準滑り周波数発生器４６、
増幅器４８、加算器５０、極性反転器５２、加算器５
４、変調パルスモード演算器５６、変調率演算器５８、
ゲートロジック部６０、加算器６２、積分器６４、加算
器６６、比較器６８、リレー７０を備えて構成されてい
る。
【００１１】回転周波数演算器４０はパルスジュネレー
タ３６，３８の出力パルスを受け、ブレーキ時には最大
周波数を選択し、力行時には最低周波数を選択し、選択
した回転周波数を加算器５４へ出力するようになってい
る。電流パターン発生器４２は力行・ブレーキ力指令と
応荷重出力信号ＶＬ及びブレーキ力指令ＢＦを受け、こ
れらの信号を基にモータ電流パターンＩｐを生成する電
流パターン生成手段として構成されている。加算器４４
は電流検出器３０，３２，３４から得られた電動機電流
ＩＭとリレー７０から出力される電車線電流に関する情
報との偏差を求め、偏差に応じた信号を増幅器４８に出
力するようになっている。増幅器４８は加算器４４から
の信号を増幅し、増幅した信号を補正滑り周波数Ｆｓ1
に関する信号として加算器５０へ出力するようになって
いる。すなわち加算器４４と増幅器４８は補正滑り周波
数算出手段として構成されている。一方、基準滑り周波
数発生器４６は電流パターン発生器４２から出力される
モータ電流パターンＩｐに従って基準滑り周波数Ｆｓ0
に関する信号を生成し、この信号を加算器５０へ出力す
るようになっている。すなわちこの発生器４６は基準滑
り周波数算出手段として構成されている。加算器５０は
補正滑り周波数Ｆｓ1と基準滑り周波数Ｆｓ0とを加算し
て駆動用の滑り周波数Ｆｓに関する信号を生成し、生成
した信号を極性反転器５２を介して加算器５４へ出力す
るようになっている。極性反転器５２は力行・ブレーキ
力指令ＰＢを受け、力行時には滑り周波数Ｆｓを回転周
波数ＦＲに対して加算するための信号を出力し、回生時
には滑り周波数Ｆｓを回転周波数に対して減算するため
の信号を出力するようになっている。これにより加算器
５４からは力行時と回生時に応じた出力周波数Ｆに関す
る信号が出力される。
タ３６，３８の出力パルスを受け、ブレーキ時には最大
周波数を選択し、力行時には最低周波数を選択し、選択
した回転周波数を加算器５４へ出力するようになってい
る。電流パターン発生器４２は力行・ブレーキ力指令と
応荷重出力信号ＶＬ及びブレーキ力指令ＢＦを受け、こ
れらの信号を基にモータ電流パターンＩｐを生成する電
流パターン生成手段として構成されている。加算器４４
は電流検出器３０，３２，３４から得られた電動機電流
ＩＭとリレー７０から出力される電車線電流に関する情
報との偏差を求め、偏差に応じた信号を増幅器４８に出
力するようになっている。増幅器４８は加算器４４から
の信号を増幅し、増幅した信号を補正滑り周波数Ｆｓ1
に関する信号として加算器５０へ出力するようになって
いる。すなわち加算器４４と増幅器４８は補正滑り周波
数算出手段として構成されている。一方、基準滑り周波
数発生器４６は電流パターン発生器４２から出力される
モータ電流パターンＩｐに従って基準滑り周波数Ｆｓ0
に関する信号を生成し、この信号を加算器５０へ出力す
るようになっている。すなわちこの発生器４６は基準滑
り周波数算出手段として構成されている。加算器５０は
補正滑り周波数Ｆｓ1と基準滑り周波数Ｆｓ0とを加算し
て駆動用の滑り周波数Ｆｓに関する信号を生成し、生成
した信号を極性反転器５２を介して加算器５４へ出力す
るようになっている。極性反転器５２は力行・ブレーキ
力指令ＰＢを受け、力行時には滑り周波数Ｆｓを回転周
波数ＦＲに対して加算するための信号を出力し、回生時
には滑り周波数Ｆｓを回転周波数に対して減算するため
の信号を出力するようになっている。これにより加算器
５４からは力行時と回生時に応じた出力周波数Ｆに関す
る信号が出力される。
【００１２】ここで、本実施例においては、出力周波数
Ｆに従ってスイッチング信号を生成するに際して、各誘
導電動機１０，１２の電流を極力正弦波信号に近づける
ために、インバータ１４の出力電圧を正弦波信号に近似
した変調を行なうこととしている。このため、変調パル
スモード演算器５６では出力周波数Ｆに応じて変調パル
スモードＮを設定するようになっており、変調率演算器
５８はインバータ出力電圧Ｖの大きさを決定するように
なっている。すなわち、変調率演算器５８は、インバー
タ出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆが一定となるよ
うに、出力周波数Ｆとフィルタコンデンサ２２の電圧Ｅ
ｃとから次の式に従って変調率ＡＬを算出するようにな
っている。
Ｆに従ってスイッチング信号を生成するに際して、各誘
導電動機１０，１２の電流を極力正弦波信号に近づける
ために、インバータ１４の出力電圧を正弦波信号に近似
した変調を行なうこととしている。このため、変調パル
スモード演算器５６では出力周波数Ｆに応じて変調パル
スモードＮを設定するようになっており、変調率演算器
５８はインバータ出力電圧Ｖの大きさを決定するように
なっている。すなわち、変調率演算器５８は、インバー
タ出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆが一定となるよ
うに、出力周波数Ｆとフィルタコンデンサ２２の電圧Ｅ
ｃとから次の式に従って変調率ＡＬを算出するようにな
っている。
【００１３】 ＡＬ＝（ａ・Ｆ＋ｂ）／Ｅｃ ………（１） ここに、係数ａ，ｂは定数である。
【００１４】ゲートロジック部６０は出力周波数Ｆと変
調率ＡＬ及び変調パルスモードに従ってスイッチング信
号を生成し、インバータ１４の各アームへスイッチング
信号を出力するようになっている。
調率ＡＬ及び変調パルスモードに従ってスイッチング信
号を生成し、インバータ１４の各アームへスイッチング
信号を出力するようになっている。
【００１５】一方、加算器６２は電車線電流検出器２８
の検出による電車線電流Ｉｓと最大許容電流セット値と
しての最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘとの偏差に応
じた信号ΔＩｓを生成する偏差算出手段として構成され
ている。最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘは図３に示
されるように、電源供給区間である給電区間に３台の電
気車７２，７４，７６が存在し各電気車の力行時の最大
電流が２０００Ａで、変電所７８から給電区間に供給可
能な最大電流が５０００Ａであった場合、各電気車７
２，７４，７６に対する最大電車線電流セット値が１５
００Ａに設定されるようになっている。各電気車７２，
７４，７６に対する最大電車線電流セット値を１５００
Ａとすれば各電気車に流れる電流の総和は４５００Ａと
なり、電気車に供給される電流によって変電所７８の遮
断器がトリップするのを防止することができる。
の検出による電車線電流Ｉｓと最大許容電流セット値と
しての最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘとの偏差に応
じた信号ΔＩｓを生成する偏差算出手段として構成され
ている。最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘは図３に示
されるように、電源供給区間である給電区間に３台の電
気車７２，７４，７６が存在し各電気車の力行時の最大
電流が２０００Ａで、変電所７８から給電区間に供給可
能な最大電流が５０００Ａであった場合、各電気車７
２，７４，７６に対する最大電車線電流セット値が１５
００Ａに設定されるようになっている。各電気車７２，
７４，７６に対する最大電車線電流セット値を１５００
Ａとすれば各電気車に流れる電流の総和は４５００Ａと
なり、電気車に供給される電流によって変電所７８の遮
断器がトリップするのを防止することができる。
【００１６】また、最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ
はＩｓｍａｘ＝ｆ（引数）として表され、引数として
は、電車線電圧、電車性能、変電所の容量、時間帯、力
行車の数などが挙げられる。この場合、関数ｆの実現法
として、関数テーブルをコントローラ２４のＲＯＭに登
録しておき、引数値に応じて出力する方法とその都度演
算によって出力する方法とがある。
はＩｓｍａｘ＝ｆ（引数）として表され、引数として
は、電車線電圧、電車性能、変電所の容量、時間帯、力
行車の数などが挙げられる。この場合、関数ｆの実現法
として、関数テーブルをコントローラ２４のＲＯＭに登
録しておき、引数値に応じて出力する方法とその都度演
算によって出力する方法とがある。
【００１７】加算器６２の出力は積分器６４で極性が反
転された状態で積分され、積分された信号が加算器６６
に入力されている。この加算器６６にはモータ電流パタ
ーンＩｐが入力されており、加算器６６の出力Ｉｐ
（ｎ）はリレー７０に供給されていると共に比較器６８
に入力されている。比較器６８は加算器６６の出力Ｉｐ
（ｎ）とモータ電流パターンＩｐとを比較し、Ｉｐ
（ｎ）＞Ｉｐのときには電車線電流Ｉｓが最大電車線電
流セット値Ｉｓｍａｘより小さいとしてリレー７０へオ
ン信号を出力し、それ以外のときには電車線電流Ｉｓが
最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘを超えたとしてリレ
ー７０へオフ信号を出力するようになっている。リレー
７０はオン信号を受けたときに接点７０Ａを開き、接点
７０Ｂと接点７０Ｃを閉じ、オフ信号を受けたときには
接点７０Ａを閉じ、接点７０Ｂと７０Ｃを開くように構
成されている。すなわちリレー７０は電車線電流Ｉｓが
最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ以下のときには接点
７０Ｂを閉じてモータ電流パターンＩｐを選択し、選択
した信号を加算器４４へ出力するようになっている。逆
に電車線電流Ｉｓが最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ
を超えたときには接点７０Ａを閉じ、接点７０Ｂと７０
Ｃを開き、積分器６４の出力とモータ電流パターンＩｐ
とを加算した補正電流Ｉｐ（ｎ）を選択し、選択した電
流を加算器４４へ出力するようになっている。このため
電車線電流Ｉｓが最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘを
超えたときにはモータ電流パターンＩｐが積分器６４の
出力から減算され、減算された電流が補正電流として加
算器４４に加算される。このため補正滑り周波数として
は電動機１０，１２の電流を絞り込む周波数として生成
されることになる。これらの処理は図４に示されるよう
に、モータ電流パターンＩｐが生成される毎に行なわ
れ、積分器６４からは、電車線電流Ｉｓと最大電車線電
流セット値Ｉｓｍａｘとの偏差ΔＩｓに前回の積分器６
４の出力Ｉｓｍｅａｎ（ｎ−１）が加算された値が出力
される。この値に積分ゲインＫが乗算され、この乗算値
にモータ電流パターンＩｐが加算されて補正電流Ｉｐ
（ｎ）が生成されることになる。そして補正電流Ｉｐ
（ｎ）とモータ電流パターンＩｐとの比較結果に応じて
リレー７０の駆動が制御されることになる。なお、リレ
ー接点７０Ｃが閉じたときに積分器６４の積分値がリセ
ットされることになる。
転された状態で積分され、積分された信号が加算器６６
に入力されている。この加算器６６にはモータ電流パタ
ーンＩｐが入力されており、加算器６６の出力Ｉｐ
（ｎ）はリレー７０に供給されていると共に比較器６８
に入力されている。比較器６８は加算器６６の出力Ｉｐ
（ｎ）とモータ電流パターンＩｐとを比較し、Ｉｐ
（ｎ）＞Ｉｐのときには電車線電流Ｉｓが最大電車線電
流セット値Ｉｓｍａｘより小さいとしてリレー７０へオ
ン信号を出力し、それ以外のときには電車線電流Ｉｓが
最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘを超えたとしてリレ
ー７０へオフ信号を出力するようになっている。リレー
７０はオン信号を受けたときに接点７０Ａを開き、接点
７０Ｂと接点７０Ｃを閉じ、オフ信号を受けたときには
接点７０Ａを閉じ、接点７０Ｂと７０Ｃを開くように構
成されている。すなわちリレー７０は電車線電流Ｉｓが
最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ以下のときには接点
７０Ｂを閉じてモータ電流パターンＩｐを選択し、選択
した信号を加算器４４へ出力するようになっている。逆
に電車線電流Ｉｓが最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ
を超えたときには接点７０Ａを閉じ、接点７０Ｂと７０
Ｃを開き、積分器６４の出力とモータ電流パターンＩｐ
とを加算した補正電流Ｉｐ（ｎ）を選択し、選択した電
流を加算器４４へ出力するようになっている。このため
電車線電流Ｉｓが最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘを
超えたときにはモータ電流パターンＩｐが積分器６４の
出力から減算され、減算された電流が補正電流として加
算器４４に加算される。このため補正滑り周波数として
は電動機１０，１２の電流を絞り込む周波数として生成
されることになる。これらの処理は図４に示されるよう
に、モータ電流パターンＩｐが生成される毎に行なわ
れ、積分器６４からは、電車線電流Ｉｓと最大電車線電
流セット値Ｉｓｍａｘとの偏差ΔＩｓに前回の積分器６
４の出力Ｉｓｍｅａｎ（ｎ−１）が加算された値が出力
される。この値に積分ゲインＫが乗算され、この乗算値
にモータ電流パターンＩｐが加算されて補正電流Ｉｐ
（ｎ）が生成されることになる。そして補正電流Ｉｐ
（ｎ）とモータ電流パターンＩｐとの比較結果に応じて
リレー７０の駆動が制御されることになる。なお、リレ
ー接点７０Ｃが閉じたときに積分器６４の積分値がリセ
ットされることになる。
【００１８】上記構成によって各電気車７２，７４，７
６の電動機の駆動を制御したところ、特定の給電区間に
３台の電気車７２，７４，７６が存在していたときで
も、引張力、電動機電流、出力電圧、滑り周波数、電車
線電流として図５に示されるような特性が得られた。図
５から、電車線電流が増加しても電車線電流Ｉｓが最大
電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ以下に抑制されるため、
変電所７８の遮断器がトリップするのを防止できること
が理解される。
６の電動機の駆動を制御したところ、特定の給電区間に
３台の電気車７２，７４，７６が存在していたときで
も、引張力、電動機電流、出力電圧、滑り周波数、電車
線電流として図５に示されるような特性が得られた。図
５から、電車線電流が増加しても電車線電流Ｉｓが最大
電車線電流セット値Ｉｓｍａｘ以下に抑制されるため、
変電所７８の遮断器がトリップするのを防止できること
が理解される。
【００１９】次に、本発明の他の実施例を図６及び図７
に基づいて説明する。本実施例は、電車線電流検出器２
８の換わりに、電車線電圧検出器７８を設け、電車線電
圧検出器７８の検出値７８と電動機電流Ｉｍ及び電圧検
出器２６の検出によるコンデンサ電圧ＥＣから電車線電
流Ｉｓを算出する電車線電流演算器８０を設けたもので
あり、他の構成は図１及び図２と同様であるので、同一
のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。
に基づいて説明する。本実施例は、電車線電流検出器２
８の換わりに、電車線電圧検出器７８を設け、電車線電
圧検出器７８の検出値７８と電動機電流Ｉｍ及び電圧検
出器２６の検出によるコンデンサ電圧ＥＣから電車線電
流Ｉｓを算出する電車線電流演算器８０を設けたもので
あり、他の構成は図１及び図２と同様であるので、同一
のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。
【００２０】本実施例によれば、電車線電流検出器２８
を用いることなく電車線電圧と電動機電流及びコンデン
サ電圧から電車線電流Ｉｓを推定することができる。そ
してこの電車線電流Ｉｓを推定演算するに際しては、次
の式を用いることができる。
を用いることなく電車線電圧と電動機電流及びコンデン
サ電圧から電車線電流Ｉｓを推定することができる。そ
してこの電車線電流Ｉｓを推定演算するに際しては、次
の式を用いることができる。
【００２１】
【数１】
【００２２】また最大電車線電流セット値Ｉｓｍａｘを
設定するに際しては、図８に示されるように、車上もし
くは地上設備に設置される演算器８２でセット値に関す
る電圧を設定し、この設定した電圧を電圧信号として信
号伝送路または通信回線を介して伝送し、この情報を電
気車上のバッファ８４で受け、バッファ８４で電圧信号
を電流信号に変換し、変換した信号を最大電車線電流セ
ット値Ｉｓｍａｘとして用いれば、最大電車線電流セッ
ト値Ｉｓｍａｘに関する情報をオンラインで電気車上の
インバータ制御システムへ伝送することができる。
設定するに際しては、図８に示されるように、車上もし
くは地上設備に設置される演算器８２でセット値に関す
る電圧を設定し、この設定した電圧を電圧信号として信
号伝送路または通信回線を介して伝送し、この情報を電
気車上のバッファ８４で受け、バッファ８４で電圧信号
を電流信号に変換し、変換した信号を最大電車線電流セ
ット値Ｉｓｍａｘとして用いれば、最大電車線電流セッ
ト値Ｉｓｍａｘに関する情報をオンラインで電気車上の
インバータ制御システムへ伝送することができる。
【００２３】次に、検出電流Ｉｓが最大電車線セット値
を超えたときに、その偏差に応じて滑り周波数を換える
システムを図９に示す。このシステムは積分器６４、比
較器６８、リレー７０の代わりに、加算器８６、滑り周
波数補正器８８を設けたものである。このシステムで
は、Ｉｓ＞Ｉｓｍａｘのとき、モータ電流を減少させる
ように、補正器８８から負の滑り周波数Ｆｓ２が出力さ
れる。これにより滑り周波数Ｆｓ１が減少し、モータ電
流Ｉｍが減少する。モータ電流が減少すると、電流Ｉｐ
−Ｉｍが増加し、その結果Ｆｓ１が増加するため、Ｆｓ
２の減少分がＦｓ１の増加分によって相殺される。結
局、電流制系のゲインと滑り周波数補正系のゲインの値
によってＩｍとＩｓとがある点でバランスする。このた
め、バランスした点において、Ｉｓ−Ｉｓｍａｘが実用
上問題のないレベルとなるようなゲインを選定すること
により上記システムへの適用が可能となる。
を超えたときに、その偏差に応じて滑り周波数を換える
システムを図９に示す。このシステムは積分器６４、比
較器６８、リレー７０の代わりに、加算器８６、滑り周
波数補正器８８を設けたものである。このシステムで
は、Ｉｓ＞Ｉｓｍａｘのとき、モータ電流を減少させる
ように、補正器８８から負の滑り周波数Ｆｓ２が出力さ
れる。これにより滑り周波数Ｆｓ１が減少し、モータ電
流Ｉｍが減少する。モータ電流が減少すると、電流Ｉｐ
−Ｉｍが増加し、その結果Ｆｓ１が増加するため、Ｆｓ
２の減少分がＦｓ１の増加分によって相殺される。結
局、電流制系のゲインと滑り周波数補正系のゲインの値
によってＩｍとＩｓとがある点でバランスする。このた
め、バランスした点において、Ｉｓ−Ｉｓｍａｘが実用
上問題のないレベルとなるようなゲインを選定すること
により上記システムへの適用が可能となる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電動機に供給される電流を電源の最大許容電流以下にす
るようにしたため、電動機の駆動によって電源の容量を
オーバするのを防止することができる。また電動機で電
気車を駆動する場合、電気車の駆動によって変電所の遮
断器がトリップするのを未然に防止することができる。
電動機に供給される電流を電源の最大許容電流以下にす
るようにしたため、電動機の駆動によって電源の容量を
オーバするのを防止することができる。また電動機で電
気車を駆動する場合、電気車の駆動によって変電所の遮
断器がトリップするのを未然に防止することができる。
【図１】本発明が適用されたインバータ制御システムの
構成図である。
構成図である。
【図２】本発明が適用されたインバータ制御システムの
全体構成図である。
全体構成図である。
【図３】最大電車線電流セット値の設定方法を説明する
ための図である。
ための図である。
【図４】図１に示す装置の作用を説明するためのフロー
チャートである。
チャートである。
【図５】本発明による制御方法と従来の制御方法との関
係を説明するための特性図である。
係を説明するための特性図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す全体構成図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す要部構成図である。
【図８】最大電車線電流セット値の伝送方法を説明する
ための構成図である。
ための構成図である。
【図９】本発明の他の実施例を示す要部構成図である。
１０，１２ 誘導電動機 １４ インバータ ２４ コントローラ ３６，３８ パルスジュネレータ ４０ 回転周波数演算器 ４２ 電流パターン発生器 ４６ 基準滑り周波数発生器 ５２ 極性反転器 ５６ 変調パルスモード演算器 ５８ 変調率演算器 ６０ ゲートロジック部 ６４ 積分器 ６８ 比較器 ７０ リレー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 9/00 - 9/18 H02P 5/408 - 5/412 H02P 5/46 - 5/52 B60M 3/00 - 3/02
Claims (3)
- 【請求項１】 電気車駆動用電動機に対する運転指令に
従って電流パターンを生成し、一方電気車駆動用電動機
に流れる電流を検出し、この検出電流と電流パターンか
ら得られた電流とから駆動用滑り周波数を算出し、この
駆動用滑り周波数に従って電気車駆動用電動機の電流を
制御するに際して、電源から電動機に供給可能な電流と
して、指定の電源供給区間に存在する電気車の台数と各
電気車の運転状態を基に、各電動機の最大電流の総和が
電源の最大許容電流以下となる電流値に対応づけて各電
気車の電動機に対する最大許容電流セット値を算出する
と共に電気車に電力を導く架線の電流を検出し、この電
車線電流と最大許容電流セット値とを比較し、電車線電
流が最大許容電流セット値を超えたときには電流パター
ンから得られた電流を電車線電流が最大許容電流セット
値以下に抑制される電流に修正する電動機駆動方法。 - 【請求項２】 インバータの出力電力を受けて電気車を
駆動する電気車駆動用電動機に対する運転指令に従って
電流パターンを生成し、一方電気車駆動用電動機に流れ
る電流を検出し、この検出電流と電流パターンから得ら
れた電流とから駆動用滑り周波数を算出し、この駆動用
滑り周波数に従って電気車駆動用電動機の電流を制御す
るに際して、電源から電動機に供給可能な電流として、
指定の電源供給区間に存在する電気車の台数と各電気車
の運転状態を基に、各電動機の最大電流の総和が電源の
最大許容電流以下となる電流値に対応づけて各電気車の
電動機に対する最大許容電流セット値を算出し、かつ電
気車に電力を導く電車線の電圧とインバータの入力電圧
を検出し、これらの検出値と電動機電流の検出値とから
電車線電流を算出し、この算出した電車線電流と最大許
容電流セット値とを比較し、電車線電流が最大許容電流
セット値を超えたときには電流パターンから得られた電
流を電車線電流が最大許容電流セット値以下に抑制され
る電流に修正する電動機駆動方法。 - 【請求項３】 電車線からの直流電力を交流電力に変換
して電気車駆動用電動機を制御するインバータと、電動
機に対する運転指令に従って電流パターンを生成する電
流パターン生成手段と、電車線からインバータに供給さ
れる電車線電流を検出する電車線電流検出手段と、電源
から電動機に供給可能な電流として設定された最大許容
電流セット値と電車線電流検出手段の検出出力との偏差
を算出する偏差算出手段と、偏差算出手段の算出値と電
流パターンから得られた電流とから補正電流を生成する
補正電流生成手段と、補正電流と電流パターンから得ら
れた電流との差を比較して両者の差が正のときに電流パ
ターンから得られた電流を選択し、それ以外のときには
補正電流を選択する比較選択手段と、電動機に供給され
る電流を検出する電動機電流検出手段と、電動機電流検
出手段の検出出力と比較選択手段の選択による電流との
差に従って駆動用滑り周波数を算出する駆動用滑り周波
数算出手段と、駆動用滑り周波数に従ってインバータの
出力電流を制御するインバータ制御手段とを備えている
電動機駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251879A JP2787519B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 電動機駆動方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251879A JP2787519B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 電動機駆動方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0595605A JPH0595605A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2787519B2 true JP2787519B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17229300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3251879A Expired - Lifetime JP2787519B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 電動機駆動方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2787519B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008053554A1 (en) * | 2006-11-02 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric motor car control apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5878703U (ja) * | 1981-11-20 | 1983-05-27 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3251879A patent/JP2787519B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0595605A (ja) | 1993-04-16 |
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