JP2835055B2 - 電気車の制御装置 - Google Patents
電気車の制御装置Info
- Publication number
- JP2835055B2 JP2835055B2 JP63269312A JP26931288A JP2835055B2 JP 2835055 B2 JP2835055 B2 JP 2835055B2 JP 63269312 A JP63269312 A JP 63269312A JP 26931288 A JP26931288 A JP 26931288A JP 2835055 B2 JP2835055 B2 JP 2835055B2
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は電気車の制御装置に関する。
（従来の技術） レール上を転道する車輪に電動機で回転力（トルク）
を与えて動輪とし、この動輪とレールとの間の粘着力に
より回転力を推進力として用いて車両を推進する電気車
においては、回転力が粘着力を上回ると動輪がレール上
を空回りして推進力の伝達が著しく低下する。この現象
が駆動時に発生した場合は「空転」、制動時に発生した
場合は「滑走」とよぶ。以下本文では空転に関して説明
を行うが、滑走についても全く同様のことが成り立つの
で説明を省略する場合がある。
を与えて動輪とし、この動輪とレールとの間の粘着力に
より回転力を推進力として用いて車両を推進する電気車
においては、回転力が粘着力を上回ると動輪がレール上
を空回りして推進力の伝達が著しく低下する。この現象
が駆動時に発生した場合は「空転」、制動時に発生した
場合は「滑走」とよぶ。以下本文では空転に関して説明
を行うが、滑走についても全く同様のことが成り立つの
で説明を省略する場合がある。
空転は上記のとおり回転力が粘着力を上回ると発生す
るのであるが、粘着力が回転力を下回る場合も同様であ
る。
るのであるが、粘着力が回転力を下回る場合も同様であ
る。
空転が発生するとまず第一に駆動力の円滑な伝達が行
われなくなるが、この他動輪踏面の剥離、軸受けの焼
損、レールの疲労・摩減などの副次的問題も生じる。そ
こでなるべく空転しないように駆動制御する必要があ
る。
われなくなるが、この他動輪踏面の剥離、軸受けの焼
損、レールの疲労・摩減などの副次的問題も生じる。そ
こでなるべく空転しないように駆動制御する必要があ
る。
ここで従来の制御例を示し、その問題点を指摘する。
第２図はPWMインバータで誘導電動機を駆動する電気車
における駆動装置の一般的構成を示す制御ブロック図で
ある。図示のように電流制御ループを構成し、電流指令
を与えて電動機のトルクを制御して電気車の駆動力を制
御する。図中、１は電流パターン発生器、２は電流制御
装置、21は電流パターン発生器により与えられる実際の
電流指令と検出した実際の電動機電流を用い適当な制御
論理に基づいて、実際の電動機電流が実際の電流指令に
等しくなるようすべり周波数指令を出力する定電流制御
器、３は電動機回転周波数にすべり周波数指令を加算し
てインバータ周波数指令を作る加算器、４はすべり周波
数指令に基づきV/F一定制御をするV/F一定制御器、５は
V/F一定制御器の出力である電圧指令に基づきPWMパルス
を発生するPWMパルス発生器、６はPWM制御電圧形インバ
ータ、71、72、73、74は誘導電動機、８は電流検出器、
検出した電流は電流制御部２へフィードバックされる。
91、92、93、94は速度検出器である。10は力行・定速走
行時は速度の最小値、回生時は速度の最大値を選択する
選択回路で、選択した値はインバータ周波数指令を作る
加算器３へ送られる。
第２図はPWMインバータで誘導電動機を駆動する電気車
における駆動装置の一般的構成を示す制御ブロック図で
ある。図示のように電流制御ループを構成し、電流指令
を与えて電動機のトルクを制御して電気車の駆動力を制
御する。図中、１は電流パターン発生器、２は電流制御
装置、21は電流パターン発生器により与えられる実際の
電流指令と検出した実際の電動機電流を用い適当な制御
論理に基づいて、実際の電動機電流が実際の電流指令に
等しくなるようすべり周波数指令を出力する定電流制御
器、３は電動機回転周波数にすべり周波数指令を加算し
てインバータ周波数指令を作る加算器、４はすべり周波
数指令に基づきV/F一定制御をするV/F一定制御器、５は
V/F一定制御器の出力である電圧指令に基づきPWMパルス
を発生するPWMパルス発生器、６はPWM制御電圧形インバ
ータ、71、72、73、74は誘導電動機、８は電流検出器、
検出した電流は電流制御部２へフィードバックされる。
91、92、93、94は速度検出器である。10は力行・定速走
行時は速度の最小値、回生時は速度の最大値を選択する
選択回路で、選択した値はインバータ周波数指令を作る
加算器３へ送られる。
この電動機制御系で電気車の駆動制御する場合、前記
電流制御装置２の制御論理としては、定電流制御とす
る、すなわち定電流制御器21を用いるのが従来の方法で
ある。このとき、第２図に示したように、電流検出器８
は複数台（本従来例では４台）の誘導電動機に回路が分
岐する手前に１ケ設置され、複数台の電動機電流の総和
を検出するように構成される。したがって、定電流制御
器21に帰還される電動機電流信号も、この電動機電流の
総和となる。
電流制御装置２の制御論理としては、定電流制御とす
る、すなわち定電流制御器21を用いるのが従来の方法で
ある。このとき、第２図に示したように、電流検出器８
は複数台（本従来例では４台）の誘導電動機に回路が分
岐する手前に１ケ設置され、複数台の電動機電流の総和
を検出するように構成される。したがって、定電流制御
器21に帰還される電動機電流信号も、この電動機電流の
総和となる。
この様な構成の電流制御装置を用いても、空転・滑走
を起こさなければ何等問題はない。ここでは空転・滑走
を起こした場合について説明する。
を起こさなければ何等問題はない。ここでは空転・滑走
を起こした場合について説明する。
空転・滑走は、複数台の電動機に連結された車輪（動
輪と称する）のすべてに同時に発生する場合の他、一部
の動輪に発生する場合もある。いずれの場合も、空転・
滑走の状態を脱して動輪を再粘着させる必要がある。前
者の場合に比べると後者の場合の方がはるかに容易であ
る。しかし、後者の場合でも、適切な処置を速やかに取
らないと、全動輪の空転・滑走に至ることがある。これ
を以下に説明する。
輪と称する）のすべてに同時に発生する場合の他、一部
の動輪に発生する場合もある。いずれの場合も、空転・
滑走の状態を脱して動輪を再粘着させる必要がある。前
者の場合に比べると後者の場合の方がはるかに容易であ
る。しかし、後者の場合でも、適切な処置を速やかに取
らないと、全動輪の空転・滑走に至ることがある。これ
を以下に説明する。
何等かの方法で空転・滑走を検出すると、電流を絞っ
て再粘着を計る。この空転・滑走の検出にはある程度の
時間が必要であるため、実際に空転・滑走が発生してか
らそれを検知するまでにはある程度の時間がかかり、そ
の間は通常の定電流制御が続行される。空転・滑走が発
生すると、当該電動機の電動機電流は急激に減少する。
電動機電流の総和で定電流制御をしていると、この減少
分は他の空転・滑走を起こしていない健全な走行状態の
電動機が負うことになる。したがって、空転の場合は健
全な走行状態の電動機の発生トルクが増大し、滑走の場
合は健全な走行状態の電動機の制御トルクが増大するの
で、何れの場合も全電動機の空転・滑走の方向へ向かう
のである。
て再粘着を計る。この空転・滑走の検出にはある程度の
時間が必要であるため、実際に空転・滑走が発生してか
らそれを検知するまでにはある程度の時間がかかり、そ
の間は通常の定電流制御が続行される。空転・滑走が発
生すると、当該電動機の電動機電流は急激に減少する。
電動機電流の総和で定電流制御をしていると、この減少
分は他の空転・滑走を起こしていない健全な走行状態の
電動機が負うことになる。したがって、空転の場合は健
全な走行状態の電動機の発生トルクが増大し、滑走の場
合は健全な走行状態の電動機の制御トルクが増大するの
で、何れの場合も全電動機の空転・滑走の方向へ向かう
のである。
（発明が解決しようとする課題） 上記の従来例では、一部の動輪が空転すると、全動輪
の空転に発展するという問題点がある。
の空転に発展するという問題点がある。
本発明は従来技術における上述の如き問題点を除去
し、一部の動輪の空転が全動輪の空転に発展しにくい電
気車の制御装置を提供することを目的とする。
し、一部の動輪の空転が全動輪の空転に発展しにくい電
気車の制御装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、電流指令を与
える手段と、インバータの出力により制御される複数の
誘導電動機それぞれの電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段により検出された電流のうちの最大値
を検出し、この最大値に前記誘導電動機の台数を乗じた
値を出力する出力手段と、この出力手段の出力値が前記
電流指令に等しくなるように前記インバータを制御する
制御手段とを有してなる。
える手段と、インバータの出力により制御される複数の
誘導電動機それぞれの電流を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段により検出された電流のうちの最大値
を検出し、この最大値に前記誘導電動機の台数を乗じた
値を出力する出力手段と、この出力手段の出力値が前記
電流指令に等しくなるように前記インバータを制御する
制御手段とを有してなる。
（作用） 制御手段は、電流検出手段が検出した電流のうちの最
大値に誘導電動機の台数に乗じた値が電流指令に等しく
なるようにインバータを制御するため、正常走行時は定
電流制御を実現し、空転・滑走発生時には全軸空転・滑
走の発生を防ぐことができる。
大値に誘導電動機の台数に乗じた値が電流指令に等しく
なるようにインバータを制御するため、正常走行時は定
電流制御を実現し、空転・滑走発生時には全軸空転・滑
走の発生を防ぐことができる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の実施例に係わる電気車の電流制御装
置20を含む電気車の駆動制御装置のブロック図である。
同図において第２図と同一の構成要素には同一の記号を
付して説明を省略する。
置20を含む電気車の駆動制御装置のブロック図である。
同図において第２図と同一の構成要素には同一の記号を
付して説明を省略する。
本実施例では、各誘導電動機の電動機電流を個別に検
出するため、第１図に示したように、電流検出手段とし
て例えば、各誘導電動機に電流検出器81、82、83、84を
設置する。これらの電流検出器が検出した電流信号は最
大値選択回路11へ入力され、これらの信号の内の最大値
が選択される。この選択された最大値は係数器12へ入力
され、電動機台数（本実施例では４）を乗じたうえで、
定電流制御器21へフィードバックされるのである。
出するため、第１図に示したように、電流検出手段とし
て例えば、各誘導電動機に電流検出器81、82、83、84を
設置する。これらの電流検出器が検出した電流信号は最
大値選択回路11へ入力され、これらの信号の内の最大値
が選択される。この選択された最大値は係数器12へ入力
され、電動機台数（本実施例では４）を乗じたうえで、
定電流制御器21へフィードバックされるのである。
なお、出力手段は、例えば最大値選択回路11と係数器
12で構成される。また、電流指令を与える手段は、例え
ば電流パターン発生器１で構成され、制御手段は、例え
ば定電流制御器21、加算器３、V/F一定制御器４、PWMパ
ルス発生器５から構成される。
12で構成される。また、電流指令を与える手段は、例え
ば電流パターン発生器１で構成され、制御手段は、例え
ば定電流制御器21、加算器３、V/F一定制御器４、PWMパ
ルス発生器５から構成される。
ここで、正常走行時の各誘導電動機の電動機電流をそ
れぞれIi（ｉ＝１〜４）とする。この内の最大値をImax
とすると、正常走行時は各電流のばらつきは、同一仕様
で製作された誘導電動機固体差に起因するもので、かな
り小さい。したがって、以下の関係が成立する。
れぞれIi（ｉ＝１〜４）とする。この内の最大値をImax
とすると、正常走行時は各電流のばらつきは、同一仕様
で製作された誘導電動機固体差に起因するもので、かな
り小さい。したがって、以下の関係が成立する。
Imax≒Ii （ｉ＝１〜4;但し電流が最大の電動機の除く）よって となり、本発明の電流制御装置においても従来の定電流
制御装置においてもフィードバック信号はほぼ同量にな
り、正常走行時には本発明の電流制御装置によっても従
来の定電流制御の場合と殆ど同じ制御動作が得られる。
制御装置においてもフィードバック信号はほぼ同量にな
り、正常走行時には本発明の電流制御装置によっても従
来の定電流制御の場合と殆ど同じ制御動作が得られる。
次に、１番目（ｉ＝１）の誘導電動機に連結された動
輪が空転した場合を考える。この場合、該誘導電動機の
回転数は急上昇し、電動機電流は急減少する。その減少
分をΔI1とすると、従来の制御での前記フィードバック
信号は となるが電流パターンに空転に応動した変化はなくかつ
定電流制御しているので、この減少分ΔI1だけ定電流制
御器が電流を増やそうと働き、その増分を他の３台の誘
導電動機が負うことになり、これら３台の電動機電流が
上昇して、空転の波及を招く危険性が増大する。他方、
本発明によると電流制御では、この場合でも、前記フィ
ードバック信号は４・Imaxであるので、空転に伴うフィ
ードバック信号の変化は殆どなく、空転波及の危険が少
なくなるのである。
輪が空転した場合を考える。この場合、該誘導電動機の
回転数は急上昇し、電動機電流は急減少する。その減少
分をΔI1とすると、従来の制御での前記フィードバック
信号は となるが電流パターンに空転に応動した変化はなくかつ
定電流制御しているので、この減少分ΔI1だけ定電流制
御器が電流を増やそうと働き、その増分を他の３台の誘
導電動機が負うことになり、これら３台の電動機電流が
上昇して、空転の波及を招く危険性が増大する。他方、
本発明によると電流制御では、この場合でも、前記フィ
ードバック信号は４・Imaxであるので、空転に伴うフィ
ードバック信号の変化は殆どなく、空転波及の危険が少
なくなるのである。
尚、本発明においては、電流パターン発生器１に加え
られる信号としては、トルク指令として与えられる電流
値であってもよいし、電流指令の代わりにトルク指令を
与えてもよい。
られる信号としては、トルク指令として与えられる電流
値であってもよいし、電流指令の代わりにトルク指令を
与えてもよい。
このように、本実施例によれば、正常走行時には従来
と同等の定電流制御を行ない、空転・滑走の判定を必要
とせずに、空転・滑走発生時には空転・滑走した動輪に
連結された電動機の電動機電流減少分を空転・滑走して
いない動輪に連結された電動機が負うことを防ぐことが
できる。
と同等の定電流制御を行ない、空転・滑走の判定を必要
とせずに、空転・滑走発生時には空転・滑走した動輪に
連結された電動機の電動機電流減少分を空転・滑走して
いない動輪に連結された電動機が負うことを防ぐことが
できる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、正常走行時は
定電流制御を実現し、空転・滑走発生時には全軸空転・
滑走の発生を防ぐことができる電気車の制御装置を提供
することができる。
定電流制御を実現し、空転・滑走発生時には全軸空転・
滑走の発生を防ぐことができる電気車の制御装置を提供
することができる。
第１図は本発明の実施例の構成を示すブロック図、第２
図は従来例の構成を示すブロック図である。 １……電流パターン発生器、 ２……従来例の電流制御装置、 20……本発明の実施例に係わる電流制御装置、 21……定電流制御器、 ３……加算器、 ４……V/F一定制御器、 ５……PWMパルス発生器、 ６……PWM制御電圧形インバータ、 71、72、73、74……誘導電動機、 ８、81、82、83、84……電流検出器、 91、92、93、94……速度検出器、 10……選択回路、 11……最大値選択回路、 12……係数器。
図は従来例の構成を示すブロック図である。 １……電流パターン発生器、 ２……従来例の電流制御装置、 20……本発明の実施例に係わる電流制御装置、 21……定電流制御器、 ３……加算器、 ４……V/F一定制御器、 ５……PWMパルス発生器、 ６……PWM制御電圧形インバータ、 71、72、73、74……誘導電動機、 ８、81、82、83、84……電流検出器、 91、92、93、94……速度検出器、 10……選択回路、 11……最大値選択回路、 12……係数器。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−173305（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−3711（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−22801（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】電流指令を与える手段と、 インバータの出力により制御される複数の誘導電動機そ
れぞれの電流を検出する電流検出手段と、 この電流検出手段により検出された電流のうちの最大値
を検出し、この最大値に前記誘導電動機の台数を乗じた
値を出力する出力手段と、 この出力手段の出力値が前記電流指令に等しくなるよう
に前記インバータを制御する制御手段と を有する電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269312A JP2835055B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269312A JP2835055B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 電気車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02119503A JPH02119503A (ja) | 1990-05-07 |
| JP2835055B2 true JP2835055B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=17470590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269312A Expired - Lifetime JP2835055B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835055B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7536860B2 (en) * | 2006-05-25 | 2009-05-26 | Thermotion Corporation | Thermo-magnetic actuator |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS543711A (en) * | 1977-06-10 | 1979-01-12 | Hitachi Ltd | Device for controlling electric motor vehicle |
| JPS57173305A (en) * | 1981-02-24 | 1982-10-25 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Control system for electric motor vehicle |
| JPS5822801U (ja) * | 1981-07-31 | 1983-02-12 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置 |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP63269312A patent/JP2835055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02119503A (ja) | 1990-05-07 |
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