JP2844154B2 - 電気車の運転制御方式 - Google Patents
電気車の運転制御方式Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気車の制御装置にお
ける定速運転制御方式に関する。
ける定速運転制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気車の制御装置は、ＶＶＶＦイ
ンバータ装置を有し、目標とするモータ電流と実際のモ
ータ電流との偏差が最小となるように動作する。このよ
うな制御装置において、他の機器との協調及び保護の観
点から、力行時に架線電圧がある値以下に低下したり、
回生時に架線電圧がある値以上に上昇したりしたときに
は、モータ電流を絞り込むことが行われている。しか
し、定速運転制御を実行する場合、このモータ電流の絞
り込みにより、定速運転を継続するのに必要なモータ電
流が得られなくなり、定速運転の継続が不可能になる、
という問題がある。また、運転士が操作して電気車の速
度を変える通常運転制御を実行する場合、力行時及び回
生時に発生する架線電圧の上昇あるいは低下を助長する
ことがある。これは、、架線電圧を安定に管理する観点
から問題である。
ンバータ装置を有し、目標とするモータ電流と実際のモ
ータ電流との偏差が最小となるように動作する。このよ
うな制御装置において、他の機器との協調及び保護の観
点から、力行時に架線電圧がある値以下に低下したり、
回生時に架線電圧がある値以上に上昇したりしたときに
は、モータ電流を絞り込むことが行われている。しか
し、定速運転制御を実行する場合、このモータ電流の絞
り込みにより、定速運転を継続するのに必要なモータ電
流が得られなくなり、定速運転の継続が不可能になる、
という問題がある。また、運転士が操作して電気車の速
度を変える通常運転制御を実行する場合、力行時及び回
生時に発生する架線電圧の上昇あるいは低下を助長する
ことがある。これは、、架線電圧を安定に管理する観点
から問題である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、力行
時における架線電圧の低下、回生時における架線電圧の
上昇などの入力電圧に拘らず、定速運転の継続を可能と
すると共に、通常運転における力行時及び回生時に発生
する架線電圧の上昇あるいは低下を抑止することにあ
る。
時における架線電圧の低下、回生時における架線電圧の
上昇などの入力電圧に拘らず、定速運転の継続を可能と
すると共に、通常運転における力行時及び回生時に発生
する架線電圧の上昇あるいは低下を抑止することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、誘導電動機
の電流制御における電流指令パターンとして、インバー
タの周波数に対する第１の電流指令パターンと、前記電
動機の回転周波数の目標値と実際値の偏差に対する第２
の電流指令パターンと、インバータに給電される架線電
圧の低下あるいは上昇を抑止するようにしたインバータ
の入力電圧に対する第３の電流指令パターンとを有し、
運転士が操作して前記電動機の速度を変える通常走行で
は、第１と第３の電流指令パターンから出力される小さ
い値の指令値を選択し、また、走行速度が目標値になる
ように走行させる定速走行では、第３の電流指令パター
ンからの指令を無効とし、第２の電流指令パターンから
の指令値を選択する切換手段を備え、その選択された指
令値に基づいてインバータの出力電流を制御することに
よって、達成される。
の電流制御における電流指令パターンとして、インバー
タの周波数に対する第１の電流指令パターンと、前記電
動機の回転周波数の目標値と実際値の偏差に対する第２
の電流指令パターンと、インバータに給電される架線電
圧の低下あるいは上昇を抑止するようにしたインバータ
の入力電圧に対する第３の電流指令パターンとを有し、
運転士が操作して前記電動機の速度を変える通常走行で
は、第１と第３の電流指令パターンから出力される小さ
い値の指令値を選択し、また、走行速度が目標値になる
ように走行させる定速走行では、第３の電流指令パター
ンからの指令を無効とし、第２の電流指令パターンから
の指令値を選択する切換手段を備え、その選択された指
令値に基づいてインバータの出力電流を制御することに
よって、達成される。
【０００５】
【作用】定速運転を実行する場合、電気車を定速走行さ
せる第２の電流指令パターンのみを有効とし、制御装置
に入力する電圧の状態に応じて出力する電流を絞り込む
第３の電流指令パターンからの指令を無効とすることに
より、電気車を走行制御するモータ電流は定速運転を継
続するのに必要なモータ電流よりも絞り込まれることが
なくなり、力行時における架線電圧の低下、回生時にお
ける架線電圧の上昇などの入力電圧の状態如何に拘ら
ず、定速運転を継続できる。また、通常運転を実行する
場合、力行時及び回生時に第１と第３の電流指令パター
ンから出力される小さい値の指令値を選択することによ
り、架線電圧の上昇あるいは低下を抑止することがで
き、架線電圧を安定に管理することが可能になる。
せる第２の電流指令パターンのみを有効とし、制御装置
に入力する電圧の状態に応じて出力する電流を絞り込む
第３の電流指令パターンからの指令を無効とすることに
より、電気車を走行制御するモータ電流は定速運転を継
続するのに必要なモータ電流よりも絞り込まれることが
なくなり、力行時における架線電圧の低下、回生時にお
ける架線電圧の上昇などの入力電圧の状態如何に拘ら
ず、定速運転を継続できる。また、通常運転を実行する
場合、力行時及び回生時に第１と第３の電流指令パター
ンから出力される小さい値の指令値を選択することによ
り、架線電圧の上昇あるいは低下を抑止することがで
き、架線電圧を安定に管理することが可能になる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図１は、
電気車を運転制御する基本的な主回路構成を示す。１は
架線、２はパンタグラフ、３、４は遮断器、５はリアク
トル、６はコンデンサ、７はＶＶＶＦインバータ装置
（ＩＮＶ）、８−１〜８−４は車輪を駆動するモータ、
９はコンデンサ電圧（ＥCF）９−１を検出するコンデン
サ電圧検出器、１０はモータ電流１０−１を検出する電
流検出器を示す。架線１の電圧は、パンタグラフ２、遮
断器３、４を介してリアクトル５、コンデンサ６により
平滑され、ＶＶＶＦインバータ装置７に印加される。Ｖ
ＶＶＦインバータ装置７はモータ８−１〜８−４に電力
を供給し、電気車（図示せず）を運転制御する。
電気車を運転制御する基本的な主回路構成を示す。１は
架線、２はパンタグラフ、３、４は遮断器、５はリアク
トル、６はコンデンサ、７はＶＶＶＦインバータ装置
（ＩＮＶ）、８−１〜８−４は車輪を駆動するモータ、
９はコンデンサ電圧（ＥCF）９−１を検出するコンデン
サ電圧検出器、１０はモータ電流１０−１を検出する電
流検出器を示す。架線１の電圧は、パンタグラフ２、遮
断器３、４を介してリアクトル５、コンデンサ６により
平滑され、ＶＶＶＦインバータ装置７に印加される。Ｖ
ＶＶＦインバータ装置７はモータ８−１〜８−４に電力
を供給し、電気車（図示せず）を運転制御する。
【０００７】ここで、図２に、本発明を適用するＶＶＶ
Ｆインバータ装置のインバータ周波数演算部のブロック
図を示す。図２において、１１はモータ電流パターン
（ＩMP）発生部、１２は自動電流補償系（ＡＣＲ系）、
１３は回転速度判別器、１４−１〜１４−４は回転検出
器、１５は加算器を示す。以下、同一記号は同一対象を
表す。モータ電流パターン（ＩMP）発生部１１は、所要
の走行性能を得る為に必要なモータ電流をモータ電流パ
ターン信号１１−１として出力し、一方、電流検出器１
０は、実際のモータ電流を検出し、モータ電流検出信号
１０−１として出力する。自動電流補償系（ＡＣＲ系）
１２では、モータ電流パターン信号１１−１とモータ電
流検出信号１０−１との偏差が最小となるようにすべり
周波数（ｆｓ）１２−１を出力する。一方、被制御対象
であるモータ８−１〜８−４の回転数を各々回転検出器
１４−１〜１４−４が検出し、回転数検出信号１４−１
１〜１４−４４を出力する。回転速度判別器１３は、信
号１４−１１〜１４−４４から制御に用いるロータ周波
数（ｆｒ）を演習し、ロータ周波数信号１３−１として
出力する。例えば、力行時、空転を発生している車輪の
回転数は正常に回転している車輪の回転数より大きいの
で、空転を発生している車輪を除くため、信号１４−１
１〜１４−４４のうちの最小値をロータ周波数（ｆｒ）
とし、回生時は、滑走している車輪を除くため、最大値
をロータ周波数（ｆｒ）として出力する。このロータ周
波数（ｆｒ）１３−１とすべり周波数（ｆｓ）１２−１
とを加算器１５で加算し、インバータ周波数（ｆINV）
１５−１によりモータ８−１〜８−４を駆動する。
Ｆインバータ装置のインバータ周波数演算部のブロック
図を示す。図２において、１１はモータ電流パターン
（ＩMP）発生部、１２は自動電流補償系（ＡＣＲ系）、
１３は回転速度判別器、１４−１〜１４−４は回転検出
器、１５は加算器を示す。以下、同一記号は同一対象を
表す。モータ電流パターン（ＩMP）発生部１１は、所要
の走行性能を得る為に必要なモータ電流をモータ電流パ
ターン信号１１−１として出力し、一方、電流検出器１
０は、実際のモータ電流を検出し、モータ電流検出信号
１０−１として出力する。自動電流補償系（ＡＣＲ系）
１２では、モータ電流パターン信号１１−１とモータ電
流検出信号１０−１との偏差が最小となるようにすべり
周波数（ｆｓ）１２−１を出力する。一方、被制御対象
であるモータ８−１〜８−４の回転数を各々回転検出器
１４−１〜１４−４が検出し、回転数検出信号１４−１
１〜１４−４４を出力する。回転速度判別器１３は、信
号１４−１１〜１４−４４から制御に用いるロータ周波
数（ｆｒ）を演習し、ロータ周波数信号１３−１として
出力する。例えば、力行時、空転を発生している車輪の
回転数は正常に回転している車輪の回転数より大きいの
で、空転を発生している車輪を除くため、信号１４−１
１〜１４−４４のうちの最小値をロータ周波数（ｆｒ）
とし、回生時は、滑走している車輪を除くため、最大値
をロータ周波数（ｆｒ）として出力する。このロータ周
波数（ｆｒ）１３−１とすべり周波数（ｆｓ）１２−１
とを加算器１５で加算し、インバータ周波数（ｆINV）
１５−１によりモータ８−１〜８−４を駆動する。
【０００８】図３は、図２のモータ電流パターン
（ＩMP）発生部１１の詳細を示す。モータ電流パターン
発生部１１は、定速電流パターン演算部１６、力行電流
パターン演算部１７、回生電流パターン演算部１８から
なる。定速電流パターン演算部１６は、定速指令１９を
オンにすると、このときのロータ周波数（ｆｒ）を目標
値として保持し、この目標値と実際のロータ周波数（ｆ
ｒ）１３−１を比較し、その偏差（Δｆｒ）に応じて、
電流パターンおよび力行か回生かを判定して、電流パタ
ーン信号１６−１および力行または回生指令信号１６−
２を出力する。力行電流パターン演算部１７は、応荷重
指令２０、インバータ周波数（ｆINV）１５−１、コン
デンサ電圧（ＥCF）９−１および定速電流パターン演算
部１６の出力信号１６−１を入力し、また、回生電流パ
ターン演算部１８は、ブレーキ力指令２１、インバータ
周波数（ｆINV）１５−１、コンデンサ電圧（ＥCF）９
−１および定速電流パターン演算部１６の出力信号１６
−１を入力し、それぞれ演算した結果１７−１、１８−
１を得、所要の走行性能を得るためのモータ電流２９と
して出力する。スイッチ２６は、定速指令１９がオフの
場合、運転者が指令する力行または回生の運転指令信号
２８に接続し、定速指令１９がオンの場合、定速電流パ
ターン演算部１６の指令信号１６−２に接続する。スイ
ッチ２７は、運転者の運転指令信号２８または定速電流
パターン演算部１６の指令信号１６−２が力行または回
生であるかにより、力行電流パターン演算部１７または
回生電流パターン演算部１８に切り換え接続する。い
ま、定速指令１９がオフのとき、スイッチ２６は運転者
の運転指令信号２８に接続され、また、この運転指令信
号２８が力行の場合には、スイッチ２７は力行電流パタ
ーン演算部１７に接続され、力行電流パターン演算部１
７において演算して得られた結果１７−１が所要の走行
性能を得るためのモータ電流２９として出力される。一
方、運転指令信号２８が回生の場合には、スイッチ２７
は回生電流パターン演算部１８に接続され、回生電流パ
ターン演算部１８において演算して得られた結果１８−
１が所要の走行性能を得るためのモータ電流２９として
出力される。次に、定速指令１９をオンにすると、この
定速指令１９により、スイッチ２６は指令信号１６−２
に接続され、また、定速電流パターン演算部１６におい
て、定速指令１９をオンにしたときのロータ周波数（ｆ
ｒ）を目標速度として、実際のロータ周波数（ｆｒ）１
３−１が比較され、その偏差（Δｆｒ）に応じて、電流
パターンおよび力行か回生かを判定して、電流パターン
信号１６−１を力行電流パターン演算部１７および回生
電流パターン演算部１８に出力し、一方、指令信号１６
−２が力行または回生かにより、スイッチ２７を力行電
流パターン演算部１７または回生電流パターン演算部１
８に接続する。これにより、定速運転時には、定速電流
パターン演算部１６から電流パターン信号１６−１が定
速走行を得るためのモータ電流２９として出力され、電
気車を定速で走行させる。
（ＩMP）発生部１１の詳細を示す。モータ電流パターン
発生部１１は、定速電流パターン演算部１６、力行電流
パターン演算部１７、回生電流パターン演算部１８から
なる。定速電流パターン演算部１６は、定速指令１９を
オンにすると、このときのロータ周波数（ｆｒ）を目標
値として保持し、この目標値と実際のロータ周波数（ｆ
ｒ）１３−１を比較し、その偏差（Δｆｒ）に応じて、
電流パターンおよび力行か回生かを判定して、電流パタ
ーン信号１６−１および力行または回生指令信号１６−
２を出力する。力行電流パターン演算部１７は、応荷重
指令２０、インバータ周波数（ｆINV）１５−１、コン
デンサ電圧（ＥCF）９−１および定速電流パターン演算
部１６の出力信号１６−１を入力し、また、回生電流パ
ターン演算部１８は、ブレーキ力指令２１、インバータ
周波数（ｆINV）１５−１、コンデンサ電圧（ＥCF）９
−１および定速電流パターン演算部１６の出力信号１６
−１を入力し、それぞれ演算した結果１７−１、１８−
１を得、所要の走行性能を得るためのモータ電流２９と
して出力する。スイッチ２６は、定速指令１９がオフの
場合、運転者が指令する力行または回生の運転指令信号
２８に接続し、定速指令１９がオンの場合、定速電流パ
ターン演算部１６の指令信号１６−２に接続する。スイ
ッチ２７は、運転者の運転指令信号２８または定速電流
パターン演算部１６の指令信号１６−２が力行または回
生であるかにより、力行電流パターン演算部１７または
回生電流パターン演算部１８に切り換え接続する。い
ま、定速指令１９がオフのとき、スイッチ２６は運転者
の運転指令信号２８に接続され、また、この運転指令信
号２８が力行の場合には、スイッチ２７は力行電流パタ
ーン演算部１７に接続され、力行電流パターン演算部１
７において演算して得られた結果１７−１が所要の走行
性能を得るためのモータ電流２９として出力される。一
方、運転指令信号２８が回生の場合には、スイッチ２７
は回生電流パターン演算部１８に接続され、回生電流パ
ターン演算部１８において演算して得られた結果１８−
１が所要の走行性能を得るためのモータ電流２９として
出力される。次に、定速指令１９をオンにすると、この
定速指令１９により、スイッチ２６は指令信号１６−２
に接続され、また、定速電流パターン演算部１６におい
て、定速指令１９をオンにしたときのロータ周波数（ｆ
ｒ）を目標速度として、実際のロータ周波数（ｆｒ）１
３−１が比較され、その偏差（Δｆｒ）に応じて、電流
パターンおよび力行か回生かを判定して、電流パターン
信号１６−１を力行電流パターン演算部１７および回生
電流パターン演算部１８に出力し、一方、指令信号１６
−２が力行または回生かにより、スイッチ２７を力行電
流パターン演算部１７または回生電流パターン演算部１
８に接続する。これにより、定速運転時には、定速電流
パターン演算部１６から電流パターン信号１６−１が定
速走行を得るためのモータ電流２９として出力され、電
気車を定速で走行させる。
【０００９】図４に、本発明の一実施例として、図３の
力行電流パターン演算部１７および回生電流パターン演
算部１８の詳細を示す。なお、両演算部は構成が同一で
あるので、同一図面とした。力行電流パターン演算部１
７または回生電流パターン演算部１８は、通常の電流パ
ターン発生部２２、電圧リミッタパターン発生部２３、
最小値演算器２５、スイッチ３０から構成する。通常の
電流パターン発生部２２は、応荷重指令２０またはブレ
ーキ力指令２１、インバータ周波数（ｆＩＮＶ） １５
−１、コンデンサ電圧（ＥｃＦ）９−１を入力し、応荷
重指令２０またはブレーキ力指令２１に応じて、横軸を
インバータ周波数（ｆＩＮＶ）、縦軸をモータ電流（Ｉ
ＰＭ）とした図示の電流パターンから電流パターン信号
２２−１を発生する。なお、この電流パターンはコンデ
ンサ電圧（ＥｃＦ）によって折線部分が変化する。電圧
リミッタパターン発生部２３は、コンデンサ電圧（Ｅ
ｃＦ）に応じてモータ電流を絞る機能を有し、力行時に
フィルタコンデンサ電圧がある値以下に低下したとき、
または、回生時にフィルタコンデンサ電圧がある値以上
に上昇したときに電流パターン（力行を実線、回生を点
線で示す）を絞る制御を行い、横軸をコンデンサ電圧
（ＥｃＦ）、縦軸をモータ電流（ＩＰＭ）とした図示の
電流パターンから電流パターン信号２３−１を発生す
る。これは、架線電圧の低下（力行時）または上昇（回
生時）を抑止することを目的としている。最小値演算器
２５は、通常の電流パターン発生部２２の電流パターン
信号２２−１と電圧リミッタパターン発生部２３の電流
パターン信号２３−１のうち小さい値の信号を選択す
る。スイッチ３０は、定速指令１９がオフの場合、最小
値演算器２５に接続し、定速指令１９がオンの場合、定
速時の電流パターン信号１６−１を出力する定速電流パ
ターン発生部１６に接続する。いま、定速指令１９がオ
フのとき、スイッチ３０は最小値演算器２５に接続さ
れ、通常運転に入る。このとき、通常の力行及びブレー
キ運転状態にあり、通常の電流パターン発生部２２の出
力信号２２−１と電圧リミッタパターン発生部２３の出
力信号２３−１が最小値演算器２５に入力される。最小
値演算器２５は出力信号２２−１と出力信号２３−１の
最小値をスイッチ３０を介してモータ電流パターン１７
−１または１８−１として出力する。ここで、通常の力
行時及びブレーキ時は、通常の電流パターン発生部２２
の出力信号２２−１をモータ電流パターンとして出力す
るが、電圧の状態によっては電圧リミッタパターン発生
部２３の出力信号２３−１は、出力信号２２−１より小
さい値となり、優先してモータ電流パターンとして出力
する。これにより、力行時に架線電圧つまりコンデンサ
電圧（ＥｃＦ）がある値以下に低下したり、回生時に架
線電圧がある値以上に上昇したりしたときに、電圧リミ
ッタパターン発生部２３により、モータ電流パターンを
絞り込んで、架線電圧の低下もしくは上昇を助長させな
いようにしている。次に、定速指令１９がオンのとき、
スイッチ３０は定速電流パターン発生部１６に接続さ
れ、定速運転に入る。定速運転時は定速電流パターン発
生部１６において演算された電流パターン信号１６−１
を定速運転を継続するのに必要なモータ電流として出力
する。
力行電流パターン演算部１７および回生電流パターン演
算部１８の詳細を示す。なお、両演算部は構成が同一で
あるので、同一図面とした。力行電流パターン演算部１
７または回生電流パターン演算部１８は、通常の電流パ
ターン発生部２２、電圧リミッタパターン発生部２３、
最小値演算器２５、スイッチ３０から構成する。通常の
電流パターン発生部２２は、応荷重指令２０またはブレ
ーキ力指令２１、インバータ周波数（ｆＩＮＶ） １５
−１、コンデンサ電圧（ＥｃＦ）９−１を入力し、応荷
重指令２０またはブレーキ力指令２１に応じて、横軸を
インバータ周波数（ｆＩＮＶ）、縦軸をモータ電流（Ｉ
ＰＭ）とした図示の電流パターンから電流パターン信号
２２−１を発生する。なお、この電流パターンはコンデ
ンサ電圧（ＥｃＦ）によって折線部分が変化する。電圧
リミッタパターン発生部２３は、コンデンサ電圧（Ｅ
ｃＦ）に応じてモータ電流を絞る機能を有し、力行時に
フィルタコンデンサ電圧がある値以下に低下したとき、
または、回生時にフィルタコンデンサ電圧がある値以上
に上昇したときに電流パターン（力行を実線、回生を点
線で示す）を絞る制御を行い、横軸をコンデンサ電圧
（ＥｃＦ）、縦軸をモータ電流（ＩＰＭ）とした図示の
電流パターンから電流パターン信号２３−１を発生す
る。これは、架線電圧の低下（力行時）または上昇（回
生時）を抑止することを目的としている。最小値演算器
２５は、通常の電流パターン発生部２２の電流パターン
信号２２−１と電圧リミッタパターン発生部２３の電流
パターン信号２３−１のうち小さい値の信号を選択す
る。スイッチ３０は、定速指令１９がオフの場合、最小
値演算器２５に接続し、定速指令１９がオンの場合、定
速時の電流パターン信号１６−１を出力する定速電流パ
ターン発生部１６に接続する。いま、定速指令１９がオ
フのとき、スイッチ３０は最小値演算器２５に接続さ
れ、通常運転に入る。このとき、通常の力行及びブレー
キ運転状態にあり、通常の電流パターン発生部２２の出
力信号２２−１と電圧リミッタパターン発生部２３の出
力信号２３−１が最小値演算器２５に入力される。最小
値演算器２５は出力信号２２−１と出力信号２３−１の
最小値をスイッチ３０を介してモータ電流パターン１７
−１または１８−１として出力する。ここで、通常の力
行時及びブレーキ時は、通常の電流パターン発生部２２
の出力信号２２−１をモータ電流パターンとして出力す
るが、電圧の状態によっては電圧リミッタパターン発生
部２３の出力信号２３−１は、出力信号２２−１より小
さい値となり、優先してモータ電流パターンとして出力
する。これにより、力行時に架線電圧つまりコンデンサ
電圧（ＥｃＦ）がある値以下に低下したり、回生時に架
線電圧がある値以上に上昇したりしたときに、電圧リミ
ッタパターン発生部２３により、モータ電流パターンを
絞り込んで、架線電圧の低下もしくは上昇を助長させな
いようにしている。次に、定速指令１９がオンのとき、
スイッチ３０は定速電流パターン発生部１６に接続さ
れ、定速運転に入る。定速運転時は定速電流パターン発
生部１６において演算された電流パターン信号１６−１
を定速運転を継続するのに必要なモータ電流として出力
する。
【００１０】ところで、従来は、図５に示すように、定
速電流パターン発生部１６において演算された電流パタ
ーン信号１６−１を、通常の電流パターン発生部２２の
出力信号２２−１および電圧リミッタパターン発生部２
３の出力信号２３−１とともに、最小値演算器２５に入
力していた。このため、力行時に架線電圧つまりコンデ
ンサ電圧（ＥCF）がある値以下に低下したり、回生時に
架線電圧がある値以上に上昇したりしたときに、電圧リ
ミッタパターン発生部２３により、モータ電流パターン
を絞り込み、定速運転時に、電圧リミッタパターン発生
部２３の出力信号２３−１が定速電流パターン発生部１
６おいて演算された電流パターン信号１６−１より小さ
くなり、出力信号２３−１を優先してモータ電流２９と
して出力する。この結果、定速電流パターン発生部１６
で演算された、定速運転を継続するのに必要なモータ電
流として出力するパターン１６−１よりも小さい値がモ
ータ電流２９として出力されることになり、定速運転が
継続できなくなる。これに対して、本実施例では、スイ
ッチ３０を設け、定速運転時にはスイッチ３０を最小値
演算器３０から定速電流パターン発生部１６に切り換
え、電圧リミッタの機能を働かせないようにして、定速
運転を継続するのに必要なモータ電流を優先して電流パ
ターンとして出力するので、架線電圧やフィルタコンデ
ンサ電圧の状態に拘らず、定速運転を継続することがで
きる。なお、定速運転時のモータ電流は、一般的に通常
の力行時もしくは回生時のモータ電流よりも小さいの
で、電圧リミッタが働かなくても架線電圧の上昇もしく
は下降を助長する恐れは少ない。また、万一、定速運転
時に架線電圧の上昇及び下降を助長して、それに起因す
る保護動作が働いた場合、運転手にその旨の警報を与え
て、定速走行が失効したことを伝える機能を設けること
が一般的である。
速電流パターン発生部１６において演算された電流パタ
ーン信号１６−１を、通常の電流パターン発生部２２の
出力信号２２−１および電圧リミッタパターン発生部２
３の出力信号２３−１とともに、最小値演算器２５に入
力していた。このため、力行時に架線電圧つまりコンデ
ンサ電圧（ＥCF）がある値以下に低下したり、回生時に
架線電圧がある値以上に上昇したりしたときに、電圧リ
ミッタパターン発生部２３により、モータ電流パターン
を絞り込み、定速運転時に、電圧リミッタパターン発生
部２３の出力信号２３−１が定速電流パターン発生部１
６おいて演算された電流パターン信号１６−１より小さ
くなり、出力信号２３−１を優先してモータ電流２９と
して出力する。この結果、定速電流パターン発生部１６
で演算された、定速運転を継続するのに必要なモータ電
流として出力するパターン１６−１よりも小さい値がモ
ータ電流２９として出力されることになり、定速運転が
継続できなくなる。これに対して、本実施例では、スイ
ッチ３０を設け、定速運転時にはスイッチ３０を最小値
演算器３０から定速電流パターン発生部１６に切り換
え、電圧リミッタの機能を働かせないようにして、定速
運転を継続するのに必要なモータ電流を優先して電流パ
ターンとして出力するので、架線電圧やフィルタコンデ
ンサ電圧の状態に拘らず、定速運転を継続することがで
きる。なお、定速運転時のモータ電流は、一般的に通常
の力行時もしくは回生時のモータ電流よりも小さいの
で、電圧リミッタが働かなくても架線電圧の上昇もしく
は下降を助長する恐れは少ない。また、万一、定速運転
時に架線電圧の上昇及び下降を助長して、それに起因す
る保護動作が働いた場合、運転手にその旨の警報を与え
て、定速走行が失効したことを伝える機能を設けること
が一般的である。
【００１１】図６に、本発明の他の実施例として、図３
の力行電流パターン演算部１７および回生電流パターン
演算部１８の詳細を示す。図６において、図４と同一符
号は同一対象を示し、同一機能を有するので、説明を省
略する。本実施例において、図４と異なるところは、モ
ータ電流（ＩMP）の最大値発生部３１と、定速指令１９
のオン、オフにより切り換え接続するスイッチ３２、３
３を設け、定速電流パターン発生部１６の電流パターン
信号１６−１を最小値演算器２５に入力することにあ
る。本実施例は、定速指令１９がオフのとき、定速電流
パターン発生部１６の電流パターン信号１６−１と、ス
イッチ３２、３３を介して通常の電流パターン発生部２
２の出力信号２２−１および電圧リミッタパターン発生
部２３の出力信号２３−２を最小値演算器２５に入力す
る。しかし、定速指令１９をオンにすると、スイッチ３
２、３３がモータ電流（ＩMP）の最大値発生部３１に切
り換わり、モータ電流（ＩMP）の最大値３１−１を最小
値演算器２５に入力する。モータ電流（ＩMP）の最大値
３１−１に比し、定速電流パターン発生部１６の電流パ
ターン信号１６−１は小さいので、定速運転には、定速
電流パターン発生部１６の電流パターン信号１６−１が
そのままモータ電流として出力される。これは、電圧リ
ミッタパターン発生部２３の機能を失効させることにな
る。本実施例による効果は、図４の実施例と同様であ
る。
の力行電流パターン演算部１７および回生電流パターン
演算部１８の詳細を示す。図６において、図４と同一符
号は同一対象を示し、同一機能を有するので、説明を省
略する。本実施例において、図４と異なるところは、モ
ータ電流（ＩMP）の最大値発生部３１と、定速指令１９
のオン、オフにより切り換え接続するスイッチ３２、３
３を設け、定速電流パターン発生部１６の電流パターン
信号１６−１を最小値演算器２５に入力することにあ
る。本実施例は、定速指令１９がオフのとき、定速電流
パターン発生部１６の電流パターン信号１６−１と、ス
イッチ３２、３３を介して通常の電流パターン発生部２
２の出力信号２２−１および電圧リミッタパターン発生
部２３の出力信号２３−２を最小値演算器２５に入力す
る。しかし、定速指令１９をオンにすると、スイッチ３
２、３３がモータ電流（ＩMP）の最大値発生部３１に切
り換わり、モータ電流（ＩMP）の最大値３１−１を最小
値演算器２５に入力する。モータ電流（ＩMP）の最大値
３１−１に比し、定速電流パターン発生部１６の電流パ
ターン信号１６−１は小さいので、定速運転には、定速
電流パターン発生部１６の電流パターン信号１６−１が
そのままモータ電流として出力される。これは、電圧リ
ミッタパターン発生部２３の機能を失効させることにな
る。本実施例による効果は、図４の実施例と同様であ
る。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、定速運転時、電気車を
走行制御するモータ電流は定速運転を継続するのに必要
なモータ電流よりも絞り込まれることがなくなり、力行
時における架線電圧の低下、回生時における架線電圧の
上昇などの入力電圧の状態如何に拘らず、定速運転を継
続することができる。また、通常運転を実行する場合、
力行時及び回生時に発生する架線電圧の上昇あるいは低
下を抑止することができ、架線電圧を安定に管理するこ
とが可能になる。
走行制御するモータ電流は定速運転を継続するのに必要
なモータ電流よりも絞り込まれることがなくなり、力行
時における架線電圧の低下、回生時における架線電圧の
上昇などの入力電圧の状態如何に拘らず、定速運転を継
続することができる。また、通常運転を実行する場合、
力行時及び回生時に発生する架線電圧の上昇あるいは低
下を抑止することができ、架線電圧を安定に管理するこ
とが可能になる。
【図１】電気車を運転制御する基本的な主回路構成
【図２】本発明を適用するＶＶＶＦインバータ装置のイ
ンバータ周波数演算部のブロック図
ンバータ周波数演算部のブロック図
【図３】モータ電流パターン（ＩMP）発生部の詳細図
【図４】本発明の一実施例としての力行電流パターン演
算部および回生電流パターン演算部の詳細図
算部および回生電流パターン演算部の詳細図
【図５】従来の力行電流パターン演算部および回生電流
パターン演算部の一部
パターン演算部の一部
【図６】本発明の他の実施例としての力行電流パターン
演算部および回生電流パターン演算部の詳細図
演算部および回生電流パターン演算部の詳細図
８−１〜８−４ モータ １１ モータ電流パターン発生部 １２ 自動電流補償系（ＡＣＲ） １３ 回転速度判別器 １６ 定速電流パターン演算部 １７ 力行電流パターン演算部 １８ 回生電流パターン演算部 ２２ 通常の電流パターン発生部 ２３ 電圧リミッタパターン発生部 ２５ 最小値演算器（ＭＩＮ） ３０、３２、３３ スイッチ ３１ モータ電流（ＩMP）の最大値発生部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60L 3/00 B60L 9/18
Claims (1)
- 【請求項１】 電気車を駆動する誘導電動機の電流及び
周波数をインバータにより制御して電気車の走行を制御
する制御装置において、前記誘導電動機の電流制御における電流指令パターンと
して、前記インバータの周波数に対する第１の電流指令
パターンと、前記電動機の回転周波数の目標値と実際値
の偏差に対する第２の電流指令パターンと、前記インバ
ータに給電される架線電圧の低下あるいは上昇を抑止す
るようにした前記インバータの入力電圧に対する第３の
電流指令パターンとを有し、 運転士が操作して前記電動機の速度を変える通常走行で
は、前記第１と第３の電流指令パターンから出力される
小さい値の指令値を選択し、また、走行速度が目標値に
なるように走行させる定速走行では、前記第３の電流指
令パターンからの指令を無効とし、前記第２の電流指令
パターンからの指令値を選択する切換手段を備え、その
選択された指令値に基づいて前記インバータの出力電流
を制御することを特徴とする電気車の運転制御方式 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5086772A JP2844154B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 電気車の運転制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5086772A JP2844154B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 電気車の運転制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06276601A JPH06276601A (ja) | 1994-09-30 |
| JP2844154B2 true JP2844154B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=13896051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5086772A Expired - Fee Related JP2844154B2 (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 電気車の運転制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844154B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492072C1 (ru) | 2009-08-17 | 2013-09-10 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Преобразователь электрической энергии электрического железнодорожного подвижного состава |
| JP2011120475A (ja) * | 2011-03-23 | 2011-06-16 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の電力変換装置 |
| JP4869441B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-02-08 | 三菱電機株式会社 | 電気車の電力変換装置 |
| JP4948657B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-06-06 | 三菱電機株式会社 | 電気車の電力変換装置 |
| KR101220392B1 (ko) * | 2011-08-11 | 2013-01-09 | 현대자동차주식회사 | 전기자동차의 제어장치 및 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698303A (en) * | 1979-12-29 | 1981-08-07 | Mitsubishi Electric Corp | Controlling apparatus for electric car |
| JPH01117605A (ja) * | 1987-10-29 | 1989-05-10 | Hitachi Ltd | 電気車制御装置 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP5086772A patent/JP2844154B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06276601A (ja) | 1994-09-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |