JP3360130B2

JP3360130B2 - 誘導電動機の制御装置

Info

Publication number: JP3360130B2
Application number: JP28711798A
Authority: JP
Inventors: 秀人根来; 高央丸山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2002-12-24
Anticipated expiration: 2018-10-08
Also published as: JP2000116189A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換器である
インバータへの入力電圧（例えば架線電圧）の変動によ
り、誘導電動機（例えば電気車の駆動する為に設けられ
ているもの）を流れる電流が変動した際に、これを抑制
することが可能な誘導電動機の制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】誘導電動機が駆動源として採用されてい
る電気車の走行時に、架線電圧が変動した場合、誘導電
動機に流れる電流が変動する。この変動を抑制し、誘導
電動機に安定した電流を供給する為に、誘導電動機には
制御装置が設けられている。

【０００３】誘導電動機の制御装置の従来技術として
は、「誘導電動機式電気車の制御装置」が特開平６４−
１６２０３号公報に記載されている。図２３は、この誘
導電動機式電気車の制御装置の構成を示したブロック図
である。この誘導電動機式電気車の制御装置は、直流電
流が流れる架線２０１から、電気車に設けたパンタグラ
フ２０２によって受電された電流が、リアクトル２３１
とコンデンサ２３２とにより構成されたフィルタ回路２
０３により、その高周波成分が軽減された後、サイリス
タ等のスイッチング素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮから構
成されたインバータ２０４へ入力される。インバータ２
０４は、各スイッチング素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮの
ゲートがゲート信号処理回路２０６によりオン／オフ制
御されることにより、誘導電動機２０５内に回転磁界を
発生させる電流を出力し、誘導電動機２０５を回転駆動
させる。

【０００４】架線２０１の電圧は入力電圧検出回路２１
３により検出され、架線２０１の電圧変動量は電圧変動
検出手段２１４により検出される。電圧変動検出手段２
１４が検出した架線電圧変動量は、すべり周波数絞り手
段２１７に与えられ、すべり周波数絞り手段２１７は、
与えられた変動量に応じてすべり周波数ｆｓを絞る為の
信号を乗算器２１８に出力する。誘導電動機２０５に流
れる電流は、電流検出回路２１１により検出され、電流
検出回路２１１が検出した電流値Ｉｍは、外部から与え
られた電流指令Ｉｐとの偏差が求められ、すべり周波数
制御回路２１２に与えられる。誘導電動機２０５の回転
数ｆｎは、回転数検出回路２０８により検出され、加減
算回路２０９に与えられる。

【０００５】すべり周波数制御回路２１２は、与えられ
た偏差に応じてすべり周波数ｆｓを出力する。すべり周
波数制御回路２１２が出力したすべり周波数ｆｓと、す
べり周波数絞り手段２１７が出力したすべり周波数ｆｓ
を絞る為の信号とは、乗算器２１８で乗算された後、す
べり周波数ｆｓの補正量として減算器２１２ａに与えら
れる。減算器２１２ａは、すべり周波数制御回路２１２
が出力したすべり周波数ｆｓから、乗算器２１８が出力
した補正量を差し引き、補正後のすべり周波数ｆｓとし
て加減算回路２０９に与える。加減算回路２０９は、与
えられた誘導電動機２０５の回転数ｆｎ及びすべり周波
数ｆｓを、力行時には加算し、回生時には減算し、イン
バータ２０４の出力周波数ｆとして出力する。

【０００６】入力電圧検出回路２１３が検出した架線２
０１の電圧Ｅｃは変調率演算回路２１０に与えられ、変
調率演算回路２１０は、この与えられた架線２０１の電
圧Ｅｃと、加減算回路２０９から与えられたインバータ
２０４の出力周波数ｆとに基づき変調率ｒを出力する。
電圧変動検出手段２１４が検出した架線電圧変動量は、
この架線電圧変動量に応じて変調率を絞る為の信号を作
成出力する変調率絞り手段２１５に与えられ、変調率絞
り手段２１５が作成出力した変調率を絞る為の信号は、
乗算器２１６に与えられる。乗算器２１６は、この信号
と変調率演算回路２１０が出力した変調率ｒとを乗算
し、変調率の補正量として減算器２１６ａに出力する。

【０００７】減算器２１６ａは、変調率演算回路２１０
が出力した変調率ｒから、乗算器２１６が出力した変調
率の補正量を差し引き、補正後の変調率ｒを出力する。
減算器２１６ａが出力した変調率ｒと、加減算回路２０
９が出力したインバータ２０４の出力周波数ｆとは変調
波発生手段２７２に与えられ、変調波発生手段２７２
は、与えられた変調率ｒと出力周波数ｆとに基づき変調
波である正弦波信号を発生させ、比較手段２７３に与え
る。

【０００８】入力電圧検出回路２１３が検出した架線２
０１の電圧Ｅｃと、加減算回路２０９が出力したインバ
ータ２０４の出力周波数ｆとは、パルス数切替手段２７
４に与えられる。パルス数切替手段２７４が出力したパ
ルス数切替信号は、搬送波発生手段２７１に与えられ、
搬送波発生手段２７１は、与えられたパルス数切替信号
に応じて、搬送波である三角波信号を発生させ、比較手
段２７３に与える。比較手段２７３は、与えられた正弦
波信号と三角波信号とを比較し、ゲート信号処理回路２
０６は、この比較結果に基づいて、スイッチング素子Ｕ
Ｐ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮの各ゲートに与えるパルス信号を
出力する。上述した搬送波発生手段２７１、変調波発生
手段２７２、比較手段２７３及びパルス数切替手段２７
４は変調手段２０７を構成している。

【０００９】この様な構成の誘導電動機式電気車の制御
装置では、架線２０１の電圧が急上昇すると、インバー
タ２０４の入力電圧Ｅｃが、図２４（Ａ）に示すように
急上昇する。そのとき、電圧変動検出手段２１４は、入
力電圧Ｅｃの過渡変化の増加分（振動分）を検出して、
（Ｂ）の破線で示すような信号を出力する。この信号は
変調率絞り手段２１５に与えられ、変調率絞り手段２１
５は、（Ｂ）の実線で示すような、その立ち上がりは電
圧変動検出手段２１４の出力に比例し、その後、所定の
時定数に従って減衰する信号に変換し出力する。変調率
絞り手段２１５の出力信号は、乗算器２１６により、変
調率演算回路２１０が出力した変調率ｒと乗算され、変
調率の補正量として出力される。

【００１０】ここで、変調率の絞り量を、インバータ２
０４の出力周波数ｆに対応したインバータ２０４の出力
電圧Ｖｍ、つまり変調率の大きさに応じて調整する為、
減算器２１６ａにより、変調率演算回路２１０が出力し
た変調率ｒから、乗算器２１６が出力した変調率の補正
量を差し引き、（Ｄ）の実線に示すように、変調率ｒを
適切に絞り制御すれば、インバータ２０４の出力電圧Ｖ
ｍは、（Ｅ）の実線に示すように、殆ど変化（増加）し
ないようにすることが出来る。尚、（Ｄ），（Ｅ）の破
線は、変調率ｒを絞り制御しない場合のそれぞれの値を
示す。

【００１１】その結果、誘導電動機器２０５に流れる電
流の実効値Ｉｍも、（Ｆ）の実線に示すように、殆ど変
化（増加）せず、その瞬時ピーク値も、インバータ２０
４の入力電圧Ｅｃの変化による変化のみとなり、（Ｇ）
の実線に示すようにかなり小さくなる。このとき、すべ
り周波数ｆｓは、（Ｃ）の破線に示すように殆ど変化し
ない。尚、（Ｆ），（Ｇ）の破線は、変調率ｒを絞り制
御しない場合のそれぞれの値を示す。

【００１２】さらに、誘導電動機器２０５に流れる電流
の瞬時ピーク値の過渡変化（上昇）を小さくする為に
は、変調率ｒの絞り（変調率絞り手段２１５の利得）を
余り大きくしたのでは、インバータ２０４の出力電圧Ｖ
ｍの過渡変化が再び大きくなって望ましくないので、下
記のようなすべり周波数の絞り制御を併用する。即ち、
電圧変動検出手段２１４の出力信号を、変調率絞り手段
２１５と同様に、すべり周波数絞り手段２１７により、
（Ｂ）の実線に示すように変換する。

【００１３】そして、すべり周波数の絞り量を、すべり
周波数の大きさに応じて調整する為に、すべり周波数制
御回路２１２が出力したすべり周波数と、すべり周波数
絞り手段２１７が出力したすべり周波数を絞る為の信号
とは、乗算器２１８で乗算された後、すべり周波数の補
正量として減算器２１２ａに与えられる。減算器２１２
ａにより、すべり周波数制御回路２１２が出力したすべ
り周波数から、乗算器２１８が出力した補正量を差し引
き、（Ｃ）の実線に示すように、すべり周波数を絞り制
御する。その結果、誘導電動機器２０５に流れる電流の
実効値Ｉｍは、（Ｆ）の一点鎖線に示すように、インバ
ータ２０４の入力電圧Ｅｃの変化前より小さくなり、そ
の瞬時ピーク値の過渡変化（上昇）は、（Ｇ）の一点鎖
線に示すように小さくなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】電気車の運行ダイヤの
過密時には、閑散時より多くの電流を、変電所から架線
に送る必要がある。この為、運行ダイヤが閑散時から過
密時へ移行する移行期においては、より多くの電流を架
線に流す為に、架線電圧をステップ状に上昇させてい
る。上述した誘導電動機式電気車の制御装置では、架線
電圧が急上昇した場合に、誘導電動機の電流ピーク値の
上昇を抑制することが出来るが、架線電圧が急上昇した
ときに、変調率及びすべり周波数を絞り込むと、インバ
ータ側の消費エネルギーが減少し、インバータへの入力
電圧が急上昇し、インバータを構成するスイッチング素
子等を破壊してしまう場合がある。

【００１５】また、上述した誘導電動機式電気車の制御
装置では、架線電圧変動量をフィルタ回路の出力電圧に
より検出しているので、検出される架線電圧変動量はフ
ィルタ回路の遅れの影響を受け、変調率及び滑り周波数
が架線電圧変動に遅れて修正される。この為、変調率や
すべり周波数を絞り込んでいるにもかかわらず、十分に
電流増加を抑制することが出来ない問題がある。本発明
は、上述したような事情に鑑みてなされたものであり、
電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流れる電流を
抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧が上昇する
のを抑制することが出来る誘導電動機の制御装置を提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る誘導電動
機の制御装置は、直流電源からフィルタ回路を通じて給
電された電力を、誘導電動機を駆動する為に変換する電
力変換器と、前記直流電源の電圧の変動量を検出する電
圧変動量検出回路と、前記電力変換器の出力電圧を補正
する為の出力電圧補正量を、前記電圧変動量検出回路が
検出した変動量に基づき演算する電圧補正量演算回路
と、外部から入力された前記誘導電動機の２次磁束制御
量を補正する為の２次磁束補正量を、前記変動量に基づ
き演算する２次磁束補正量演算回路と、該２次磁束補正
量演算回路が演算した２次磁束補正量により、前記２次
磁束制御量を補正演算する２次磁束制御量補正演算回路
と、前記電力変換器への入力電圧値を検出する電圧検出
回路と、該電圧検出回路が検出した入力電圧値と前記電
圧補正量演算回路が演算した出力電圧補正量とを加算し
出力する加算回路と、該加算回路が加算し出力した加算
値、前記２次磁束制御量補正演算回路が補正演算した２
次磁束制御量及び外部から入力されたトルク制御量に基
づいて、前記電力変換器を駆動制御する制御回路とを備
えることを特徴とする。

【００１７】第２発明に係る誘導電動機の制御装置は、
２次磁束補正量演算回路は、演算した２次磁束補正量
を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ後、所定の比率
により減衰させる絞り込み制御を行う２次磁束補正量絞
り制御回路を備えることを特徴とする。

【００１８】第３発明に係る誘導電動機の制御装置は、
２次磁束補正量演算回路は、演算した２次磁束補正量を
第１所定値より小さく制限する制限回路を備えることを
特徴とする。

【００１９】第４発明に係る誘導電動機の制御装置は、
２次磁束補正量演算回路は、演算した２次磁束補正量
が、第１所定値より小さい第２所定値より小さいとき
は、前記２次磁束補正量を０とする不感回路を備えるこ
とを特徴とする。

【００２０】第５発明に係る誘導電動機の制御装置は、
直流電源からフィルタ回路を通じて給電された電力を、
誘導電動機を駆動する為に変換する電力変換器と、前記
直流電源の電圧の変動量を検出する電圧変動量検出回路
と、前記電力変換器の出力電圧を補正する為の出力電圧
補正量を、前記電圧変動量検出回路が検出した変動量に
基づき演算する電圧補正量演算回路と、外部から入力さ
れた前記誘導電動機のすべり周波数制御量を補正する為
のすべり周波数補正量を、前記変動量に基づき演算する
すべり周波数補正量演算回路と、該すべり周波数補正量
演算回路が演算したすべり周波数補正量により、前記す
べり周波数制御量を補正演算するすべり周波数制御量補
正演算回路と、前記電力変換器への入力電圧値を検出す
る電圧検出回路と、該電圧検出回路が検出した入力電圧
値と前記電圧補正量演算回路が演算した出力電圧補正量
とを加算し出力する加算回路と、該加算回路が加算し出
力した加算値、前記すべり周波数制御量補正演算回路が
補正演算したすべり周波数制御量及び外部から入力され
たトルク制御量に基づいて、前記電力変換器を駆動制御
する制御回路とを備えることを特徴とする。

【００２１】第６発明に係る誘導電動機の制御装置は、
すべり周波数補正量演算回路は、演算したすべり周波数
補正量を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ後、所定
の比率により減衰させる絞り込み制御を行うすべり周波
数補正量絞り制御回路を備えることを特徴とする。

【００２２】第７発明に係る誘導電動機の制御装置は、
すべり周波数補正量演算回路は、演算したすべり周波数
補正量を第１所定値より小さく制限する制限回路を備え
ることを特徴とする。

【００２３】第８発明に係る誘導電動機の制御装置は、
すべり周波数補正量演算回路は、演算したすべり周波数
補正量が、第１所定値より小さい第２所定値より小さい
ときは、前記すべり周波数補正量を０とする不感回路を
備えることを特徴とする。

【００２４】第９発明に係る誘導電動機の制御装置は、
電圧補正量演算回路は、演算した出力電圧補正量を、そ
の立ち上がりにおいて絞り込んだ後、所定の比率により
減衰させる絞り込み制御を行う電圧補正量絞り制御回路
を備えることを特徴とする。

【００２５】第１０発明に係る誘導電動機の制御装置
は、電圧補正量演算回路は、演算した出力電圧補正量を
第３所定値より小さく制限する制限回路を備えることを
特徴とする。

【００２６】第１１発明に係る誘導電動機の制御装置
は、電圧補正量演算回路は、演算した出力電圧補正量
が、第３所定値より小さい第４所定値より小さいとき
は、前記出力電圧補正量を０とする不感回路を備えるこ
とを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明をその実施の形態
を示す図面に基づいて説明する。実施の形態１．図１は、本発明に係る誘導電動機の制御
装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。こ
の実施の形態は、電気車を駆動する誘導電動機の制御を
行う場合を示している。この誘導電動機の制御装置は、
直流電流が流れる架線１から、電気車に設けられたパン
タグラフ２により受電された電力は、リアクトル３及び
コンデンサ４により構成されたフィルタ回路５へ入力さ
れ、高周波成分が軽減された後、インバータ８（電力変
換器）へ入力される。

【００２８】インバータ８は、サイリスタ等のスイッチ
ング素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮにより構成され、スイ
ッチング素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮは、各２個からな
る直列回路を構成している。各直列回路は、その各両端
にフィルタ回路５からの電圧が印加され、スイッチング
素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮの各ゲートには、誘導電動
機９の駆動電流を制御する為のパルス幅変調が施された
パルス信号が与えられる。これにより、各直列回路の２
個のスイッチング素子の接続点から、誘導電動機９へ駆
動電流が出力され、これらの駆動電流が、誘導電動機９
の固定子巻線に流れて回転磁界を発生させる。

【００２９】パンタグラフ２が受電した架線電圧値ＥＳ
は、電圧計６により検出され、架線電圧の変動量を検出
する為の電圧変動量検出回路１０に与えられる。パルス
幅変調を行う際に用いる変調波の変調度を演算する為
の、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣは、電圧計７
（電圧検出回路）により検出される。電圧変動量検出回
路１０が検出した架線電圧の変動量ＤＥＳは、電圧補正
量演算回路１１と２次磁束指令補正量演算回路１２とに
与えられる。電圧補正量演算回路１１は、インバータ８
の出力電圧を補正する為の出力電圧補正量ＤＶＭ１を、
電圧変動量検出回路１０が検出した変動量ＤＥＳに基づ
き演算する。２次磁束指令補正量演算回路１２は、外部
から入力された誘導電動機９の２次磁束指令（２次磁束
制御量）Ｆ２Ｒ１を補正する為の２次磁束指令補正量Ｄ
Ｆ２Ｒ１を、電圧変動量検出回路１０が検出した変動量
ＤＥＳに基づき演算する。

【００３０】２次磁束指令Ｆ２Ｒ１は、２次磁束指令補
正量演算回路１２が演算した２次磁束指令補正量ＤＦ２
Ｒ１を、減算器１３（２次磁束制御量補正演算回路）に
より減算されて補正され、補正後の２次磁束指令Ｆ２Ｒ
２は、インバータ８を制御するインバータ制御回路１４
（制御回路）に与えられる。電圧計７により検出された
インバータ８への入力電圧値ＥＦＣは、電圧補正量演算
回路１１が演算した出力電圧補正量ＤＶＭ１と、加算器
１５（加算回路）により加算されて補正され、補正後の
入力電圧値ＥＦＣ１は、インバータ制御回路１４に与え
られる。インバータ制御回路１４は、また、外部から入
力されたトルク指令ＴＲが与えられる。

【００３１】図２は、電圧変動量検出回路１０の構成例
を示すブロック図である。この電圧変動量検出回路１０
は、電圧計６が検出した架線電圧値ＥＳがそれぞれ与え
られ、時定数がそれぞれＴ１，Ｔ２である一次遅れ要素
１０１，１０２と、一次遅れ要素１０１の応答ＥＳ１か
ら、一次遅れ要素１０２の応答ＥＳ２を減算する減算器
１０３とを備えている。時定数Ｔ１，Ｔ２は、架線電圧
変動量の目標検出値に応じて決定され、架線電圧の上昇
量が小さいときでも、十分な検出値を得ることが出来る
ように、Ｔ２がＴ１に比べて十分に大きくなるように設
定されている。

【００３２】架線電圧の変動時には、一次遅れ要素１０
１では、図６（Ｂ）に示すように、架線電圧の変動に少
し遅れて立ち上がり、その後、徐々に架線電圧に対応す
るレベルに達する応答が得られる。また、一次遅れ要素
１０２では、図６（Ｂ）に示すように、一次遅れ要素１
０１の応答よりも、立ち上がりが緩やかで、前記レベル
に達するのが遅い応答が得られる。減算器１０３は、一
次遅れ要素１０１の応答ＥＳ１と一次遅れ要素１０２の
応答ＥＳ２との応答差を、架線電圧変動の検出値ＤＥＳ
として電圧補正量演算回路１１及び２次磁束指令補正量
演算回路１２に与える。

【００３３】図３は、電圧補正量演算回路１１の構成例
を示すブロック図である。この電圧補正量演算回路１１
は、比例演算器１１２に検出値ＤＥＳが逐次入力され、
入力された検出値ＤＥＳに対応する、インバータ８への
入力電圧値ＥＦＣの補正量ＤＶＭ１が演算させる。演算
された補正量ＤＶＭ１は加算器１５に与えられる。

【００３４】図４は、２次磁束指令補正量演算回路１２
の構成例を示すブロック図である。この２次磁束指令補
正量演算回路１２は、比例演算器１２２に検出値ＤＥＳ
が逐次入力され、入力された検出値ＤＥＳに対応する、
誘導電動機９の駆動電流を制御する為に外部から入力さ
れた２次磁束指令を補正する為の、２次磁束指令補正量
ＤＦ２Ｒ１が算出される。算出された２次磁束指令補正
量は減算器１３に与えられる。

【００３５】図５は、インバータ制御回路１４の構成例
を示すブロック図である。このインバータ制御回路１４
は、減算器１３が出力した２次磁束指令Ｆ２Ｒ２と外部
から入力されたトルク指令ＴＲとが与えられ、すべり周
波数指令ＦＳＰを演算して出力するすべり周波数演算器
１０８と、誘導電動機９の回転数ＦＭを演算して出力す
る周波数演算器１０９と、すべり周波数演算器１０８が
出力したすべり周波数指令ＦＳＰと周波数演算器１０９
が演算した回転数ＦＭとを加算してインバータ周波数Ｆ
ＩＮＶを求め出力する加算器１１０とを備えている。

【００３６】このインバータ制御回路１４は、また、減
算器１３が出力した２次磁束指令Ｆ２Ｒ２と外部から入
力されたトルク指令ＴＲと加算器１１０が出力したイン
バータ周波数ＦＩＮＶとが与えられ、電圧指令ＶＭを演
算して出力する電圧指令演算器１０７と、電圧指令演算
器１０７が出力した電圧指令ＶＭを、加算器１５が出力
した入力電圧値ＥＦＣ１で除算しその商ＶＰを出力する
除算器１０５と、除算器１０５が出力した商ＶＰと設定
された変調率を演算する為の係数Ｋ１とを乗算して変調
率ｒを求め出力する乗算器１０６と、加算器１１０が出
力したインバータ周波数ＦＩＮＶと乗算器１０６が出力
した変調率ｒとを与えられ、インバータ８のスイッチン
グ素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮの各ゲート信号を作成し
て出力するゲート信号処理回路１１１とを備えている。
尚、回転数ＦＭは、周波数演算器１０９が演算する代わ
りに、パルスジェネレータ等の速度センサにより周波数
を求めても良い。

【００３７】すべり周波数演算器１０８は、上述した２
次磁束指令Ｆ２Ｒ２及びトルク指令ＴＲに基づき、すべ
り周波数指令ＦＳＰを（１）式により演算する。ＦＳＰ＝ＴＲ／（Ｆ２Ｒ２）²×Ｋ２（１）ここで、Ｋ２は誘導電動機定数である。

【００３８】加算器１１０は、すべり周波数演算器１０
８が演算したすべり周波数指令ＦＳＰを、周波数演算器
１０９によって演算された誘導電動機９の回転周波数Ｆ
Ｍに加算して上述したインバータ周波数ＦＩＮＶを算出
し、算出されたインバータ周波数ＦＩＮＶは電圧指令演
算器１０７及び上述したパルス信号を作成する為のゲー
ト信号処理回路１１１へ出力される。

【００３９】電圧指令演算器１０７では、電圧指令ＶＭ
が、補正された２次磁束指令Ｆ２Ｒ２、上述したトルク
指令ＴＲ及びインバータ周波数ＦＩＮＶに基づいて演算
される。演算された電圧指令ＶＭは、除算器１０５へ出
力され、補正された入力電圧値ＥＦＣ１で除された後、
設定された変調率を演算する為の係数Ｋ１が乗じられて
変調率ｒが算出される。算出された変調率ｒはゲート信
号処理回路１１１へ出力される。ゲート信号処理回路１
１１は、上述した変調率ｒ及びインバータ周波数ＦＩＮ
Ｖに基づいて作成した変調波と、予め与えられている所
要の搬送波（誘導電動機９を流れる駆動電流の制御目標
値に応じた振幅と周波数を有する）とを比較して誘導電
動機９を制御する為のパルス信号を作成し、インバータ
８の各スイッチング素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮのゲー
トに与える。

【００４０】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を、図６の波形図を参照しながら説明す
る。架線電圧ＥＳが、（Ａ）に示すように急上昇した場
合、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣは、（Ｇ）の破
線に示すように上昇し、誘導電動機９の実効電流値Ｉｍ
は、（Ｍ）の破線に示すように増加する。電圧変動量検
出回路１０は、架線電圧ＥＳに、上述したような演算を
施して、（Ｂ）の実線に示すような応答ＥＳ１及び
（Ｂ）の破線で示すような応答ＥＳ２より、（Ｃ）に示
すような架線電圧変動の検出値ＤＥＳを算出する。

【００４１】電圧補正量演算回路１１では、インバータ
８への入力電圧値ＥＦＣの、（Ｄ）に示すような補正量
ＤＶＭ１が演算され、これによりインバータ８への入力
電圧値ＥＦＣが補正され、（Ｈ）に示すような補正後の
インバータ８への入力電圧値ＥＦＣ１が得られる。ま
た、２次磁束指令補正量演算回路１２では、（Ｅ）に示
すような補正量ＤＦ２Ｒ１が演算され、これに基づいて
外部から入力された２次磁束指令Ｆ２Ｒ１が補正され、
（Ｆ）に示すような補正後の２次磁束指令Ｆ２Ｒ２を得
ることが出来る。

【００４２】インバータ制御回路１４では、補正後の２
次磁束指令Ｆ２Ｒ２と、トルク指令ＴＲとに基づいて得
られた、（Ｋ）に示すようなすべり周波数ＦＳＰに、誘
導電動機９の回転周波数ＦＭを加算して、（Ｌ）に示す
ようなインバータ周波数ＦＩＮＶを算出する。そして、
インバータ周波数ＦＩＮＶ、補正後の２次磁束指令Ｆ２
Ｒ２及びトルク指令ＴＲに基づいて、電圧指令ＶＭを演
算し、演算された電圧指令ＶＭは、除算器１０５によ
り、補正された入力電圧値ＥＦＣ１で除され、（Ｉ）に
示すような商ＶＰを得る。得られた商ＶＰは、設定され
た変調率を演算する為の係数Ｋ１が乗じられ、（Ｊ）に
示すような変調率ｒが算出される。

【００４３】こうして算出された変調率ｒにより、ゲー
ト信号処理回路１１１で算出される変調波の振幅が小さ
くなり、変調されるパルス幅が狭くなるので、インバー
タ８への入力電圧値ＥＦＣ及び誘導電動機９の実効電流
値Ｉｍの、（Ｇ）及び（Ｍ）にそれぞれ破線で示すよう
な変動は、（Ｇ）及び（Ｍ）に実線で示すように抑制す
ることが出来る。以上により、この誘導電動機の制御装
置は、過電圧及び過電流に至ることなく安定して、誘導
電動機９を駆動制御することが出来る。

【００４４】実施の形態２．図７は、本発明に係る誘導
電動機の制御装置の実施の形態２の２次磁束指令補正量
演算回路の構成例を示すブロック図である。この２次磁
束指令補正量演算回路１２は、比例演算器１２２に電圧
変動量検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次入力され、入
力された検出値ＤＥＳに対応する、誘導電動機９の駆動
電流を制御する為に外部から入力された２次磁束指令を
補正する為の、２次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ１が算出さ
れる。この算出された２次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ１
は、更に、２次磁束指令補正量絞り制御回路１２０に与
えられ、その立ち上がりにおいて絞り込まれた後、所定
の比率により減衰させられる絞り込み制御が行われて２
次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ２が算出される。算出された
２次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ２は減算器１３に与えられ
る。その他の構成は、実施の形態１で説明した誘導電動
機の制御装置の構成と同様であるので説明を省略する。

【００４５】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を、図８の波形図を参照しながら説明す
る。架線電圧ＥＳが（Ａ）に示すように上下した場合、
実施の形態１の誘導電動機の制御装置では、補正後の２
次磁束指令Ｆ２Ｒ２は、（Ｆ）の破線に示すように急増
し、すべり周波数指令ＦＳＰは、（Ｋ）の破線に示すよ
うに急増した後、漸減する。すべり周波数指令ＦＳＰ
が、（Ｋ）の破線に示すように変化した場合、十分にす
べり周波数を増加させることが出来ない為、インバータ
８への入力電圧値ＥＦＣが、（Ｇ）の破線に示すように
増加し、過電圧に至る場合がある。

【００４６】そこで、この誘導電動機の制御装置では、
２次磁束指令補正量演算回路１２に、図７に示すよう
に、２次磁束指令補正量絞り制御回路１２０を設け、２
次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ２を、図８（Ｅ）の実線に示
すように、予め設定した時定数（低減率）に従って絞り
込むようにしている。その結果、補正後の２次磁束指令
Ｆ２Ｒ２は、（Ｆ）の実線に示すように急減し、すべり
周波数指令ＦＳＰは、（Ｋ）の実線に示すように急増
し、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣが、（Ｇ）の実
線に示すように、上昇するのを抑制することが出来る。
その他の動作は、実施の形態１で説明した誘導電動機の
制御装置の動作と同様であるので説明を省略する。

【００４７】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、２次磁束指令補正量を所定の時定数に従って絞り込
むので、架線電圧が短時間に上下した場合でも、十分に
２次磁束指令を減少させることが出来、インバータ８へ
の入力電圧の上昇を抑制することが出来る。

【００４８】実施の形態３．図９は、本発明に係る誘導
電動機の制御装置の実施の形態３の２次磁束指令補正量
演算回路の構成例を示すブロック図である。この２次磁
束指令補正量演算回路１２は、電圧変動量検出回路１０
の検出値ＤＥＳが逐次入力され、入力された検出値ＤＥ
Ｓに対応する、誘導電動機９の駆動電流を制御する為に
外部から入力された２次磁束指令を補正する為の、２次
磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ１を算出する２次磁束指令補正
量演算器１３０を備えている。

【００４９】２次磁束指令補正量演算器１３０は、入力
された検出値ＤＥＳに対応して、比例演算等により２次
磁束指令補正量を算出し、算出した２次磁束指令補正量
が、２次磁束指令補正量最大値ＤＦ２ＲＭＡＸより大き
い場合は、その２次磁束指令補正量最大値ＤＦ２ＲＭＡ
Ｘに制限する。算出された２次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ
１は、減算器１３に与えられる。その他の構成は、実施
の形態１で説明した誘導電動機の制御装置の構成と同様
であるので説明を省略する。

【００５０】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を説明する。２次磁束指令補正量演算器１
３０は、電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次
入力される。２次磁束指令補正量演算器１３０は、入力
された検出値ＤＥＳに対応して比例演算等により２次磁
束指令補正量を算出し、算出した２次磁束指令補正量
が、２次磁束指令補正量最大値ＤＦ２ＲＭＡＸを超えて
いる場合は、２次磁束指令補正量最大値ＤＦ２ＲＭＡＸ
を２次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ１として出力する。２次
磁束指令補正量最大値ＤＦ２ＲＭＡＸを超えていない場
合は、算出した２次磁束指令補正量を２次磁束指令補正
量ＤＦ２Ｒ１として出力する。その他の動作は、実施の
形態１で説明した誘導電動機の制御装置の動作と同様で
あるので説明を省略する。

【００５１】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、架線電圧の電圧変動に対して、比例演算等により算
出する２次磁束指令補正量が制限されるので、２次磁束
指令補正量が、演算誤差等の影響により異常な値となっ
た場合でも、安定して誘導電動機を駆動制御することが
出来る。

【００５２】実施の形態４．図１０は、本発明に係る誘
導電動機の制御装置の実施の形態３の２次磁束指令補正
量演算回路の構成例を示すブロック図である。この２次
磁束指令補正量演算回路１２は、電圧変動量検出回路１
０の検出値ＤＥＳが逐次入力され、入力された検出値Ｄ
ＥＳに対応する、誘導電動機９の駆動電流を制御する為
に外部から入力された２次磁束指令を補正する為の、２
次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ１を算出する２次磁束指令補
正量演算器１４０を備えている。

【００５３】２次磁束指令補正量演算器１４０は、入力
された検出値ＤＥＳが所定値より小さいときは、０を出
力する不感帯を有している。入力された検出値ＤＥＳが
所定値より大きいときは、検出値ＤＥＳに対応して比例
演算等により２次磁束指令補正量を算出し、２次磁束指
令補正量ＤＦ２Ｒ１として出力する。出力された２次磁
束指令補正量ＤＦ２Ｒ１は、減算器１３に与えられる。
その他の構成は、実施の形態１で説明した誘導電動機の
制御装置の構成と同様であるので説明を省略する。

【００５４】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を説明する。２次磁束指令補正量演算器１
４０は、電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次
入力される。２次磁束指令補正量演算器１４０は、入力
された検出値ＤＥＳが所定値より小さいときは、０を出
力する。検出値ＤＥＳが所定値より大きいときは、入力
された検出値ＤＥＳに対応して比例演算等により２次磁
束指令補正量を算出し、２次磁束指令補正量ＤＦ２Ｒ１
として出力する。出力された２次磁束指令補正量ＤＦ２
Ｒ１は、減算器１３に与えられる。その他の動作は、実
施の形態１で説明した誘導電動機の制御装置の動作と同
様であるので説明を省略する。

【００５５】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、架線電圧の電圧変動が小さい場合に、２次磁束指令
補正量を０にすることが出来るので、架線電圧の微小な
電圧変動に対して、２次磁束指令の不要な絞り込みを防
止することが出来る。

【００５６】実施の形態５．図１１は、本発明に係る誘
導電動機の制御装置の実施の形態５の構成を示すブロッ
ク図である。実施の形態１〜４の誘導電動機の制御装置
では、トルク指令と２次磁束指令とが与えられるベクト
ル制御方式で制御を行っているが、実施の形態５の誘導
電動機の制御装置では、電流指令と、誘導電動機に対す
る電圧及び周波数の関係とを与えられるＶ／ｆ（電圧／
周波数）一定制御方式で制御を行う。この誘導電動機の
制御装置は、電圧変動量検出回路１０が検出した架線電
圧の変動量ＤＥＳは、電圧補正量演算回路１１とすべり
周波数指令補正量演算回路１２Ｂ（すべり周波数補正量
演算回路）とに与えられる。すべり周波数指令補正量演
算回路１２Ｂは、外部から入力された誘導電動機９のす
べり周波数指令（すべり周波数制御量）ＦＳＰ１を補正
する為のすべり周波数指令補正量ＤＦＳＰ１を、電圧変
動量検出回路１０が検出した変動量ＤＥＳに基づき演算
する。

【００５７】すべり周波数指令ＦＳＰ１は、すべり周波
数指令補正量演算回路１２Ｂが演算したすべり周波数指
令補正量ＤＦＳＰ１を、加算器１３Ｂ（すべり周波数制
御量補正演算回路）により加算されて補正され、補正後
のすべり周波数指令ＦＳＰ２は、インバータ８を制御す
るインバータ制御回路１４Ｂ（制御回路）に与えられ
る。電圧計７により検出されたインバータ８への入力電
圧値ＥＦＣは、電圧補正量演算回路１１が演算した出力
電圧補正量ＤＶＭ１と、加算器１５（加算回路）により
加算されて補正され、補正後の入力電圧値ＥＦＣ１は、
インバータ制御回路１４Ｂに与えられる。

【００５８】図１２は、すべり周波数指令補正量演算回
路１２Ｂの構成例を示すブロック図である。このすべり
周波数指令補正量演算回路１２Ｂは、比例演算器１２２
Ｂに検出値ＤＥＳが逐次入力され、入力された検出値Ｄ
ＥＳに対応するすべり周波数指令補正量ＤＦＳＰ１が算
出される。算出されたすべり周波数補正量指令補正量Ｄ
ＦＳＰ１は加算器１３Ｂに与えられる。

【００５９】図１３は、インバータ制御回路１４Ｂの構
成例を示すブロック図である。このインバータ制御回路
１４Ｂは、誘導電動機９の回転数ＦＭを演算して出力す
る周波数演算器１０９と、補正後のすべり周波数指令Ｆ
ＳＰ２と周波数演算器１０９が演算した回転数ＦＭとを
加減算してインバータ周波数ＦＩＮＶを求め出力する加
減算器１１０Ｂとを備えている。

【００６０】このインバータ制御回路１４Ｂは、また、
加減算器１１０Ｂが出力したインバータ周波数ＦＩＮＶ
により、所定のＶ／ｆ（電圧／周波数）パターンに従っ
て、電圧指令ＶＭを演算し出力する電圧指令演算器１０
７Ｂと、電圧指令演算器１０７Ｂが出力した電圧指令Ｖ
Ｍを、加算器１５が出力した入力電圧値ＥＦＣ１で除算
しその商ＶＰを出力する除算器１０５と、除算器１０５
が出力した商ＶＰと設定された変調率を演算する為の係
数Ｋ１とを乗算して変調率ｒを求め出力する乗算器１０
６と、加減算器１１０Ｂが出力したインバータ周波数Ｆ
ＩＮＶと乗算器１０６が出力した変調率ｒとを与えら
れ、インバータ８のスイッチング素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ
〜ＷＮの各ゲート信号を作成して出力するゲート信号処
理回路１１１とを備えている。尚、回転数ＦＭは、周波
数演算器１０９が演算する代わりに、パルスジェネレー
タ等の速度センサにより周波数を求めても良い。

【００６１】加減算器１１０Ｂは、周波数演算器１０９
によって演算された誘導電動機９の回転周波数ＦＭと、
補正後のすべり周波数指令ＦＳＰ２とを力行時に加算
し、制動時に、回転周波数ＦＭからすべり周波数指令Ｆ
ＳＰ２を減算してインバータ周波数ＦＩＮＶを算出し、
算出されたインバータ周波数ＦＩＮＶは電圧指令演算器
１０７Ｂ及び上述したパルス信号を作成する為のゲート
信号処理回路１１１へ出力される。

【００６２】電圧指令演算器１０７Ｂでは、電圧指令Ｖ
Ｍがインバータ周波数ＦＩＮＶと所定のＶ／ｆ（電圧／
周波数）パターンとに基づいて演算される。演算された
電圧指令ＶＭは、除算器１０５へ出力され、補正された
入力電圧値ＥＦＣ１で除された後、設定された変調率を
演算する為の係数Ｋ１が乗じられて変調率ｒが算出され
る。算出された変調率ｒはゲート信号処理回路１１１へ
出力される。ゲート信号処理回路１１１は、上述した変
調率ｒ及びインバータ周波数ＦＩＮＶに基づいて作成し
た変調波と、予め与えられている所要の搬送波（誘導電
動機９を流れる駆動電流の制御目標値に応じた振幅と周
波数を有する）とを比較して誘導電動機９を制御する為
のパルス信号を作成し、インバータ８の各スイッチング
素子ＵＰ〜ＷＰ，ＵＮ〜ＷＮのゲートに与える。その他
の構成は、実施の形態１で説明した誘導電動機の制御装
置の構成と同様であるので説明を省略する。

【００６３】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を、図１４の波形図を参照しながら説明す
る。架線電圧ＥＳが、（Ａ）に示すように急上昇した場
合、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣは、（Ｇ）の破
線に示すように上昇し、誘導電動機９の実効電流値Ｉｍ
は、（Ｌ）の破線に示すように増加する。電圧変動量検
出回路１０は、架線電圧ＥＳに、実施の形態１で説明し
たような演算を施して、（Ｂ）の実線に示すような応答
ＥＳ１及び（Ｂ）の破線で示すような応答ＥＳ２より、
（Ｃ）に示すような架線電圧変動の検出値ＤＥＳを算出
する。

【００６４】電圧補正量演算回路１１では、インバータ
８への入力電圧値ＥＦＣの、（Ｄ）に示すような補正量
ＤＶＭ１が演算され、これによりインバータ８への入力
電圧値ＥＦＣが補正され、（Ｈ）に示すような補正後の
インバータ８への入力電圧値ＥＦＣ１が得られる。一
方、すべり周波数指令補正量演算回路１２Ｂでは、
（Ｅ）に示すような補正量ＤＦＳＰ１が演算され、これ
に基づいて外部から入力されたすべり周波数指令ＦＳＰ
１が補正され、（Ｆ）に示すような補正後のすべり周波
数指令ＦＳＰ２を得ることが出来る。

【００６５】インバータ制御回路１４Ｂでは、力行時
に、補正後のすべり周波数指令ＦＳＰ２と誘導電動機９
の回転周波数ＦＭとを加算し、制動時に、回転周波数Ｆ
Ｍからすべり周波数指令ＦＳＰ２を減算して、（Ｋ）に
示すようなインバータ周波数ＦＩＮＶを算出する。そし
て、インバータ周波数ＦＩＮＶと予め設定されたＶ／ｆ
（電圧／周波数）パターンとに基づいて、電圧指令ＶＭ
を演算する。演算された電圧指令ＶＭは、除算器１０５
により、補正された入力電圧値ＥＦＣ１で除され、
（Ｉ）に示すような商ＶＰを得る。得られた商ＶＰは、
設定された変調率を演算する為の係数Ｋ１が乗じられ、
（Ｊ）に示すような変調率ｒが算出される。

【００６６】こうして算出された変調率ｒにより、ゲー
ト信号処理回路１１１で算出される変調波の振幅が小さ
くなり、変調されるパルス幅が狭くなるので、インバー
タ８への入力電圧値ＥＦＣ及び誘導電動機９の実効電流
値Ｉｍの、（Ｇ）及び（Ｌ）にそれぞれ破線で示すよう
な変動は、（Ｇ）及び（Ｌ）に実線で示すように抑制す
ることが出来る。その他の動作は、実施の形態１で説明
した誘導電動機の制御装置の動作と同様であるので説明
を省略する。以上により、この誘導電動機の制御装置
は、過電圧及び過電流に至ることなく安定して、誘導電
動機９を駆動制御することが出来る。

【００６７】実施の形態６．図１５は、本発明に係る誘
導電動機の制御装置の実施の形態６のすべり周波数指令
補正量演算回路の構成例を示すブロック図である。この
すべり周波数指令補正量演算回路１２Ｂは、比例演算器
１２２Ｂに電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐
次入力され、入力された検出値ＤＥＳに対応する、外部
から入力された誘導電動機９のすべり周波数指令ＦＳＰ
１を補正する為のすべり周波数指令補正量ＤＦＳＰ１を
算出する。この算出されたすべり周波数指令補正量ＤＦ
ＳＰ１は、すべり周波数指令補正量絞り制御回路１２０
Ｂ（すべり周波数補正量絞り制御回路）に与えられ、そ
の立ち上がりにおいて絞り込まれた後、所定の比率によ
り減衰させられる絞り込み制御が行われてすべり周波数
指令補正量ＤＦＳＰ２が算出される。算出されたすべり
周波数指令補正量ＤＦＳＰ２は加算器１３Ｂに与えられ
る。その他の構成は、実施の形態５で説明した誘導電動
機の制御装置の構成と同様であるので説明を省略する。

【００６８】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を、図１６の波形図を参照しながら説明す
る。架線電圧ＥＳが（Ａ）に示すように上下した場合、
実施の形態５の誘導電動機の制御装置では、すべり周波
数指令補正量ＤＦＳＰ２は、（Ｅ）の破線に示すように
急増した後減少し、補正後のすべり周波数指令ＦＳＰ２
は、（Ｆ）の破線に示すように急増した後減少する。す
べり周波数指令ＦＳＰ２が、（Ｆ）の破線に示すように
変化した場合、十分にすべり周波数を増加させることが
出来ない為、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣが、
（Ｇ）の破線に示すように増加し、過電圧に至る場合が
ある。

【００６９】そこで、この誘導電動機の制御装置では、
すべり周波数指令補正量演算回路１２Ｂに、図１５に示
すように、すべり周波数指令補正量絞り制御回路１２０
Ｂを設け、すべり周波数指令補正量ＤＦＳＰ２を、図１
６（Ｅ）の実線に示すように、予め設定した時定数（低
減率）に従って絞り込むようにしている。その結果、補
正後のすべり周波数指令ＦＳＰ２は、（Ｆ）の実線に示
すように変化し、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣ
が、（Ｇ）の実線に示すように、上昇するのを抑制する
ことが出来る。その他の動作は、実施の形態５で説明し
た誘導電動機の制御装置の動作と同様であるので説明を
省略する。

【００７０】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、すべり周波数指令補正量を所定の時定数に従って絞
り込むので、架線電圧が短時間に上下した場合でも、十
分にすべり周波数指令を増加させることが出来、インバ
ータ８への入力電圧の上昇を抑制することが出来る。

【００７１】実施の形態７．図１７は、本発明に係る誘
導電動機の制御装置の実施の形態７のすべり周波数指令
補正量演算回路の構成例を示すブロック図である。この
すべり周波数指令補正量演算回路１２Ｂは、電圧変動量
検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次入力され、入力され
た検出値ＤＥＳに対応するすべり周波数指令補正量ＦＳ
Ｐ１を算出するすべり周波数指令補正量演算回路１３０
Ｂを備えている。

【００７２】すべり周波数指令補正量演算回路１３０Ｂ
は、入力された検出値ＤＥＳに対応して、比例演算等に
よりすべり周波数指令補正量を算出し、算出したすべり
周波数指令補正量が、すべり周波数指令補正量最大値Ｄ
ＦＳＰＭＡＸより大きい場合は、そのすべり周波数指令
補正量最大値ＤＦＳＰＭＡＸに制限する。算出されたす
べり周波数指令補正量ＦＳＰ１は、加算器１３Ｂに与え
られる。その他の構成は、実施の形態５で説明した誘導
電動機の制御装置の構成と同様であるので説明を省略す
る。

【００７３】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を説明する。すべり周波数指令補正量演算
回路１３０Ｂは、電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥ
Ｓが逐次入力される。すべり周波数指令補正量演算回路
１３０Ｂは、入力された検出値ＤＥＳに対応して比例演
算等によりすべり周波数指令補正量を算出し、算出した
すべり周波数指令補正量が、すべり周波数指令補正量最
大値ＤＦＳＰＭＡＸを超えている場合は、すべり周波数
指令補正量最大値ＤＦＳＰＭＡＸをすべり周波数指令補
正量ＤＦＳＰ１として出力する。すべり周波数指令補正
量最大値ＤＦＳＰＭＡＸを超えていない場合は、算出し
たすべり周波数指令補正量をすべり周波数指令補正量Ｄ
ＦＳＰ１として出力する。その他の動作は、実施の形態
１で説明した誘導電動機の制御装置の動作と同様である
ので説明を省略する。

【００７４】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、架線電圧の電圧変動に対して、比例演算等により算
出するすべり周波数指令補正量が制限されるので、すべ
り周波数指令補正量が、演算誤差等の影響により異常な
値となった場合でも、安定して誘導電動機を駆動制御す
ることが出来る。

【００７５】実施の形態８．図１８は、本発明に係る誘
導電動機の制御装置の実施の形態８のすべり周波数指令
補正量演算回路の構成例を示すブロック図である。この
すべり周波数指令補正量演算回路１２Ｂは、電圧変動量
検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次入力され、入力され
た検出値ＤＥＳに対応するすべり周波数指令補正量ＤＦ
ＳＰ１を算出するすべり周波数指令補正量演算回路１４
０Ｂを備えている。

【００７６】すべり周波数指令補正量演算回路１４０Ｂ
（不感回路）は、入力された検出値ＤＥＳが所定値より
小さいときは、０を出力する不感帯を有している。入力
された検出値ＤＥＳが所定値より大きいときは、検出値
ＤＥＳに対応して比例演算等によりすべり周波数指令補
正量を算出し、すべり周波数指令補正量ＤＦＳＰ１とし
て出力する。出力されたすべり周波数指令補正量ＤＦＳ
Ｐ１は、加算器１３に与えられる。その他の構成は、実
施の形態５で説明した誘導電動機の制御装置の構成と同
様であるので説明を省略する。

【００７７】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を説明する。すべり周波数指令補正量演算
回路１４０Ｂは、電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥ
Ｓが逐次入力される。すべり周波数指令補正量演算回路
１４０Ｂは、入力された検出値ＤＥＳが所定値より小さ
いときは、０を出力する。検出値ＤＥＳが所定値より大
きいときは、入力された検出値ＤＥＳに対応して比例演
算等によりすべり周波数指令補正量を算出し、すべり周
波数指令補正量ＤＦＳＰ１として出力する。出力された
すべり周波数指令補正量ＤＦＳＰ１は、加算器１３Ｂに
与えられる。その他の動作は、実施の形態５で説明した
誘導電動機の制御装置の動作と同様であるので説明を省
略する。

【００７８】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、架線電圧の電圧変動が小さい場合に、すべり周波数
指令補正量を０にすることが出来るので、架線電圧の微
小な電圧変動に対して、すべり周波数指令の不要な絞り
込みを防止することが出来る。

【００７９】実施の形態９．図１９は、本発明に係る誘
導電動機の制御装置の実施の形態９の電圧補正量演算回
路の構成例を示すブロック図である。この電圧補正量演
算回路１１は、比例演算器１１１に電圧変動量検出回路
１０の検出値ＤＥＳが逐次入力され、入力された検出値
ＤＥＳに対応する、インバータ８への入力電圧値ＥＦＣ
を補正する為の電圧補正量ＤＶＭ１を算出する。この算
出された電圧補正量ＤＶＭ１は、電圧補正量絞り制御回
路１５０に与えられ、その立ち上がりにおいて絞り込ま
れた後、所定の比率により減衰させられる絞り込み制御
が行われて電圧補正量ＤＶＭ２が算出される。算出され
た電圧補正量ＤＶＭ２は加算器１５に与えられる。その
他の構成は、実施の形態１で説明した誘導電動機の制御
装置の構成と同様であるので説明を省略する。

【００８０】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を、図２０の波形図を参照しながら説明す
る。架線電圧ＥＳが（Ａ）に示すように上下した場合、
実施の形態１〜８の誘導電動機の制御装置では、電圧補
正量ＤＶＭ１は、（Ｄ）の破線に示すように急増した後
減少し、補正後のインバータ８への入力電圧値ＥＦＣ
１、電圧指令ＶＭを入力電圧値ＥＦＣ１で除した商ＶＰ
及び変調率ｒは、それぞれ（Ｆ）、（Ｇ）及び（Ｈ）の
破線で示したように変化する。その結果、架線電圧の変
動時には、誘導電動機９の電流実効値Ｉｍは、（Ｉ）の
破線に示すように増加してしまう。

【００８１】そこで、この誘導電動機の制御装置では、
電圧補正量演算回路１１に、図１９に示すように、電圧
補正量絞り制御回路１５０を設け、電圧補正量ＤＶＭ１
を、図２０（Ｄ）の実線に示すように、予め設定した時
定数（低減率）に従って絞り込み、電圧補正量ＤＶＭ２
を算出するようにしている。その結果、架線電圧の変動
時に、変調率ｒは、（Ｈ）の実線に示すように急減し、
誘導電動機９の電流実効値Ｉｍは、（Ｉ）の実線に示す
ように増加を抑制することが出来る。

【００８２】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、電圧補正量を所定の時定数に従って絞り込むので、
架線電圧が短時間に上下した場合でも、十分に変調率を
減少させることが出来、誘導電動機の電流実効値の増加
を抑制することが出来る。

【００８３】実施の形態１０．図２１は、本発明に係る
誘導電動機の制御装置の実施の形態１０の電圧補正量演
算回路の構成例を示すブロック図である。この電圧補正
量演算回路１１は、電圧変動量検出回路１０の検出値Ｄ
ＥＳが逐次入力され、入力された検出値ＤＥＳに対応す
る電圧補正量ＤＶＭ１を算出する電圧補正量演算器１６
０を備えている。

【００８４】電圧補正量演算器１６０は、入力された検
出値ＤＥＳに対応して、比例演算等により電圧補正量を
算出し、算出した電圧補正量が、電圧補正量最大値ＤＶ
ＭＭＡＸより大きい場合は、その電圧補正量最大値ＤＶ
ＭＭＡＸに制限する。算出された電圧補正量ＤＶＭ１
は、加算器１５に与えられる。その他の構成は、実施の
形態１で説明した誘導電動機の制御装置の構成と同様で
あるので説明を省略する。

【００８５】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を説明する。電圧補正量演算器１６０は、
電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次入力され
る。電圧補正量演算器１６０は、入力された検出値ＤＥ
Ｓに対応して比例演算等により電圧補正量を算出し、算
出した電圧補正量が、電圧補正量最大値ＤＶＭＭＡＸを
超えている場合は、電圧補正量最大値ＤＶＭＭＡＸを電
圧補正量ＤＶＭ１として出力する。電圧補正量最大値Ｄ
ＶＭＭＡＸを超えていない場合は、算出した電圧補正量
を電圧補正量ＤＶＭ１として出力する。その他の動作
は、実施の形態１で説明した誘導電動機の制御装置の動
作と同様であるので説明を省略する。

【００８６】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、架線電圧の電圧変動に対して、比例演算等により算
出する電圧補正量が制限されるので、電圧補正量が、演
算誤差等の影響により異常な値となった場合でも、安定
して誘導電動機を駆動制御することが出来る。

【００８７】実施の形態１１．図２２は、本発明に係る
誘導電動機の制御装置の実施の形態１１の電圧補正量演
算回路の構成例を示すブロック図である。この電圧補正
量演算回路１１は、電圧変動量検出回路１０の検出値Ｄ
ＥＳが逐次入力され、入力された検出値ＤＥＳに対応す
る電圧補正量ＤＶＭ１を算出する電圧補正量演算器１７
０を備えている。

【００８８】電圧補正量演算器１７０（不感回路）は、
入力された検出値ＤＥＳが所定値より小さいときは、０
を出力する不感帯を有している。入力された検出値ＤＥ
Ｓが所定値より大きいときは、検出値ＤＥＳに対応して
比例演算等により電圧補正量を算出し、電圧補正量ＤＶ
Ｍ１として出力する。出力された電圧補正量ＤＶＭ１
は、加算器１５に与えられる。その他の構成は、実施の
形態１で説明した誘導電動機の制御装置の構成と同様で
あるので説明を省略する。

【００８９】以下に、このような構成の誘導電動機の制
御装置の動作を説明する。電圧補正量演算器１７０は、
電圧変動量検出回路１０の検出値ＤＥＳが逐次入力され
る。電圧補正量演算器１７０は、入力された検出値ＤＥ
Ｓが所定値より小さいときは、０を出力する。検出値Ｄ
ＥＳが所定値より大きいときは、入力された検出値ＤＥ
Ｓに対応して比例演算等により電圧補正量を算出し、電
圧補正量ＤＶＭ１として出力する。出力された電圧補正
量ＤＶＭ１は、加算器１５に与えられる。その他の動作
は、実施の形態１で説明した誘導電動機の制御装置の動
作と同様であるので説明を省略する。

【００９０】以上により、この誘導電動機の制御装置
は、架線電圧の電圧変動が小さい場合に、電圧補正量を
０にすることが出来るので、架線電圧の微小な電圧変動
に対して、変調率の不要な絞り込みを防止することが出
来る。

【００９１】

【発明の効果】第１発明に係る誘導電動機の制御装置に
よれば、電力変換器が、直流電源からフィルタ回路を通
じて給電された電力を、誘導電動機を駆動する為に変換
し、電圧変動量検出回路が、直流電源の電圧の変動量を
検出する。電圧補正量演算回路は、電力変換器の出力電
圧を補正する為の出力電圧補正量を、電圧変動量検出回
路が検出した変動量に基づき演算し、２次磁束補正量演
算回路は、外部から入力された誘導電動機の２次磁束制
御量を補正する為の２次磁束補正量を、変動量に基づき
演算する。２次磁束制御量補正演算回路は、２次磁束補
正量演算回路が演算した２次磁束補正量により、２次磁
束制御量を補正演算する。電圧検出回路は、電力変換器
への入力電圧値を検出する。

【００９２】加算回路は、電圧検出回路が検出した入力
電圧値と電圧補正量演算回路が演算した出力電圧補正量
とを加算し出力し、制御回路は、加算回路が加算し出力
した加算値、２次磁束制御量補正演算回路が補正演算し
た２次磁束制御量及び外部から入力されたトルク制御量
に基づいて、電力変換器を駆動制御する。これにより、
電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流れる電流を
抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧が上昇する
のを抑制することが出来る。

【００９３】第２発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、２次磁束補正量演算回路は、演算した２次磁束補
正量を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ後、所定の
比率により減衰させる絞り込み制御を行う２次磁束補正
量絞り制御回路を備えているので、電源電圧が急変した
ときに、誘導電動機に流れる電流を抑制出来ると共に、
インバータへの入力電圧が上昇するのを抑制することが
出来る。

【００９４】第３発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、２次磁束補正量演算回路は、演算した２次磁束補
正量を第１所定値より小さく制限する制限回路を備えて
いるので、電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流
れる電流を抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧
が上昇するのを抑制することが出来る。

【００９５】第４発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、２次磁束補正量演算回路は、演算した２次磁束補
正量が、第１所定値より小さい第２所定値より小さいと
きは、前記２次磁束補正量を０とする不感回路を備えて
いるので、電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流
れる電流を抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧
が上昇するのを抑制することが出来る。

【００９６】第５発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、電力変換器が、直流電源からフィルタ回路を通じ
て給電された電力を、誘導電動機を駆動する為に変換
し、電圧変動量検出回路が、直流電源の電圧の変動量を
検出する。電圧補正量演算回路は、電力変換器の出力電
圧を補正する為の出力電圧補正量を、電圧変動量検出回
路が検出した変動量に基づき演算し、すべり周波数補正
量演算回路は、外部から入力された誘導電動機のすべり
周波数制御量を補正する為のすべり周波数補正量を、前
記変動量に基づき演算する。すべり周波数制御量補正演
算回路は、すべり周波数補正量演算回路が演算したすべ
り周波数補正量により、すべり周波数制御量を補正演算
し、電圧検出回路は、電力変換器への入力電圧値を検出
する。

【００９７】加算回路は、電圧検出回路が検出した入力
電圧値と電圧補正量演算回路が演算した出力電圧補正量
とを加算し出力し、制御回路は、加算回路が加算し出力
した加算値、すべり周波数制御量補正演算回路が補正演
算したすべり周波数制御量及び外部から入力されたトル
ク制御量に基づいて、電力変換器を駆動制御する。これ
により、電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流れ
る電流を抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧が
上昇するのを抑制することが出来る。

【００９８】第６発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、すべり周波数補正量演算回路は、演算したすべり
周波数補正量を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ
後、所定の比率により減衰させる絞り込み制御を行うす
べり周波数補正量絞り制御回路を備えているので、電源
電圧が急変したときに、誘導電動機に流れる電流を抑制
出来ると共に、インバータへの入力電圧が上昇するのを
抑制することが出来る。

【００９９】第７発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、すべり周波数補正量演算回路は、演算したすべり
周波数補正量を第１所定値より小さく制限する制限回路
を備えているので、電源電圧が急変したときに、誘導電
動機に流れる電流を抑制出来ると共に、インバータへの
入力電圧が上昇するのを抑制することが出来る。

【０１００】第８発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、すべり周波数補正量演算回路は、演算したすべり
周波数補正量が、第１所定値より小さい第２所定値より
小さいときは、すべり周波数補正量を０とする不感回路
を備えているので、電源電圧が急変したときに、誘導電
動機に流れる電流を抑制出来ると共に、インバータへの
入力電圧が上昇するのを抑制することが出来る。

【０１０１】第９発明に係る誘導電動機の制御装置によ
れば、電圧補正量演算回路は、演算した出力電圧補正量
を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ後、所定の比率
により減衰させる絞り込み制御を行う電圧補正量絞り制
御回路を備えているので、電源電圧が急変したときに、
誘導電動機に流れる電流を抑制出来ると共に、インバー
タへの入力電圧が上昇するのを抑制することが出来る。

【０１０２】第１０発明に係る誘導電動機の制御装置に
よれば、電圧補正量演算回路は、演算した出力電圧補正
量を第３所定値より小さく制限する制限回路を備えてい
るので、電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流れ
る電流を抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧が
上昇するのを抑制することが出来る。

【０１０３】第１１発明に係る誘導電動機の制御装置に
よれば、電圧補正量演算回路は、演算した出力電圧補正
量が、第３所定値より小さい第４所定値より小さいとき
は、出力電圧補正量を０とする不感回路を備えているの
で、電源電圧が急変したときに、誘導電動機に流れる電
流を抑制出来ると共に、インバータへの入力電圧が上昇
するのを抑制することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘導電動機の制御装置の実施の
形態の構成を示すブロック図である。

【図２】電圧変動量検出回路の構成例を示すブロック
図である。

【図３】電圧補正量演算回路の構成例を示すブロック
図である。

【図４】２次磁束指令補正量演算回路の構成例を示す
ブロック図である。

【図５】インバータ制御回路の構成例を示すブロック
図である。

【図６】本発明に係る誘導電動機の制御装置の動作を
示す波形図である。

【図７】２次磁束指令補正量演算回路の構成例を示す
ブロック図である。

【図８】本発明に係る誘導電動機の制御装置の動作を
示す波形図である。

【図９】２次磁束指令補正量演算回路の構成例を示す
ブロック図である。

【図１０】２次磁束指令補正量演算回路の構成例を示
すブロック図である。

【図１１】本発明に係る誘導電動機の制御装置の実施
の形態の構成を示すブロック図である。

【図１２】すべり周波数指令補正量演算回路の構成例
を示すブロック図である。

【図１３】インバータ制御回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図１４】本発明に係る誘導電動機の制御装置の動作
を示す波形図である。

【図１５】すべり周波数指令補正量演算回路の構成例
を示すブロック図である。

【図１６】本発明に係る誘導電動機の制御装置の動作
を示す波形図である。

【図１７】すべり周波数指令補正量演算回路の構成例
を示すブロック図である。

【図１８】すべり周波数指令補正量演算回路の構成例
を示すブロック図である。

【図１９】電圧補正量演算回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２０】本発明に係る誘導電動機の制御装置の動作
を示す波形図である。

【図２１】電圧補正量演算回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２２】電圧補正量演算回路の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２３】従来の誘導電動機の制御装置の構成例を示
すブロック図である。

【図２４】従来の誘導電動機の制御装置の動作を示す
波形図である。

【符号の説明】

１架線、２パンタグラフ、５フィルタ回路、６
電圧計、７電圧計（電圧検出回路）８インバータ
（電力変換器）、９誘導電動機、１０電圧変動量検
出回路、１２２次磁束指令補正量演算回路、１２Ｂ
すべり周波数指令補正量演算回路（すべり周波数補正量
演算回路）、１３減算器（２次磁束制御量補正演算回
路）、１３Ｂ加算器（すべり周波数制御量補正演算回
路）、１４インバータ制御回路（制御回路）、１４Ｂ
インバータ制御回路（制御回路）、１５加算器（加
算回路）、１２０２次磁束指令補正量絞り制御回路、
１２０Ｂすべり周波数指令補正量絞り制御回路、１３
０，１４０２次磁束指令補正量演算器、１３０Ｂ，１
４０Ｂすべり周波数指令補正量演算回路、１５０電
圧補正量絞り制御回路、１６０，１７０電圧補正量演
算器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 B60L 1/00 - 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】直流電源からフィルタ回路を通じて給電
された電力を、誘導電動機を駆動する為に変換する電力
変換器と、前記直流電源の電圧の変動量を検出する電圧変動量検出
回路と、前記電力変換器の出力電圧を補正する為の出力電圧補正
量を、前記電圧変動量検出回路が検出した変動量に基づ
き演算する電圧補正量演算回路と、外部から入力された前記誘導電動機の２次磁束制御量を
補正する為の２次磁束補正量を、前記変動量に基づき演
算する２次磁束補正量演算回路と、該２次磁束補正量演算回路が演算した２次磁束補正量に
より、前記２次磁束制御量を補正演算する２次磁束制御
量補正演算回路と、前記電力変換器への入力電圧値を検出する電圧検出回路
と、該電圧検出回路が検出した入力電圧値と前記電圧補正量
演算回路が演算した出力電圧補正量とを加算し出力する
加算回路と、該加算回路が加算し出力した加算値、前記２次磁束制御
量補正演算回路が補正演算した２次磁束制御量及び外部
から入力されたトルク制御量に基づいて、前記電力変換
器を駆動制御する制御回路とを備えることを特徴とする
誘導電動機の制御装置。
【請求項２】２次磁束補正量演算回路は、演算した２
次磁束補正量を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ
後、所定の比率により減衰させる絞り込み制御を行う２
次磁束補正量絞り制御回路を備える請求項１記載の誘導
電動機の制御装置。
【請求項３】２次磁束補正量演算回路は、演算した２
次磁束補正量を第１所定値より小さく制限する制限回路
を備える請求項１又は２記載の誘導電動機の制御装置。
【請求項４】２次磁束補正量演算回路は、演算した２
次磁束補正量が、第１所定値より小さい第２所定値より
小さいときは、前記２次磁束補正量を０とする不感回路
を備える請求項１〜３の何れかに記載の誘導電動機の制
御装置。
【請求項５】直流電源からフィルタ回路を通じて給電
された電力を、誘導電動機を駆動する為に変換する電力
変換器と、前記直流電源の電圧の変動量を検出する電圧変動量検出
回路と、前記電力変換器の出力電圧を補正する為の出力電圧補正
量を、前記電圧変動量検出回路が検出した変動量に基づ
き演算する電圧補正量演算回路と、外部から入力された前記誘導電動機のすべり周波数制御
量を補正する為のすべり周波数補正量を、前記変動量に
基づき演算するすべり周波数補正量演算回路と、該すべり周波数補正量演算回路が演算したすべり周波数
補正量により、前記すべり周波数制御量を補正演算する
すべり周波数制御量補正演算回路と、前記電力変換器への入力電圧値を検出する電圧検出回路
と、該電圧検出回路が検出した入力電圧値と前記電圧補正量
演算回路が演算した出力電圧補正量とを加算し出力する
加算回路と、該加算回路が加算し出力した加算値、前記すべり周波数
制御量補正演算回路が補正演算したすべり周波数制御量
及び外部から入力されたトルク制御量に基づいて、前記
電力変換器を駆動制御する制御回路とを備えることを特
徴とする誘導電動機の制御装置。
【請求項６】すべり周波数補正量演算回路は、演算し
たすべり周波数補正量を、その立ち上がりにおいて絞り
込んだ後、所定の比率により減衰させる絞り込み制御を
行うすべり周波数補正量絞り制御回路を備える請求項５
記載の誘導電動機の制御装置。
【請求項７】すべり周波数補正量演算回路は、演算し
たすべり周波数補正量を第１所定値より小さく制限する
制限回路を備える請求項５又は６記載の誘導電動機の制
御装置。
【請求項８】すべり周波数補正量演算回路は、演算し
たすべり周波数補正量が、第１所定値より小さい第２所
定値より小さいときは、前記すべり周波数補正量を０と
する不感回路を備える請求項５〜７の何れかに記載の誘
導電動機の制御装置。
【請求項９】電圧補正量演算回路は、演算した出力電
圧補正量を、その立ち上がりにおいて絞り込んだ後、所
定の比率により減衰させる絞り込み制御を行う電圧補正
量絞り制御回路を備える請求項１〜８の何れかに記載の
誘導電動機の制御装置。
【請求項１０】電圧補正量演算回路は、演算した出力
電圧補正量を第３所定値より小さく制限する制限回路を
備える請求項１〜９の何れかに記載の誘導電動機の制御
装置。
【請求項１１】電圧補正量演算回路は、演算した出力
電圧補正量が、第３所定値より小さい第４所定値より小
さいときは、前記出力電圧補正量を０とする不感回路を
備える請求項１〜１０の何れかに記載の誘導電動機の制
御装置。