JP3824206B2 - Linear induction motor electric vehicle control device - Google Patents

Description

【００３３】
６２は電圧ベクトル演算部６１の一方の出力側に挿入された加算器であり、電圧ベクトル演算部６１の出力値Ｖｑ１＊に電圧指令補正量ｄｖを加算して、補正された電圧指令値Ｖｑ＊を出力する。
【００３４】
図８〜図１０に示された構成において、電気車の走行により、リアクションプレート有りの領域からリアクションプレート無しの領域に移動したとすると、前述のように、リニアインダクションモータ２のインピーダンスが減少し、流れる電流が増大する。
【００３５】
このときのモータ電流は、相互インダクタンスＭ（図７参照）を流れる励磁電流のみとなるため、励磁電流成分Ｉｄが大きく増加して、励磁電流指令値Ｉｄ＊との間に負の励磁電流偏差が発生し、一次遅れ要素５２（図９参照）から電圧補正量ｄｖが発生する。
【００３６】
以下、電圧指令演算器５は、電圧補正量ｄｖの値を電圧指令値に加えて補正することにより、電圧指令値Ｖｑ＊を低減させてモータ電流の増加を抑制する。
このように、電圧指令値Ｖｑ＊を低減制御することにより、モータ電流の過大化を防止している。
【００３７】
逆に、リアクションプレート無しの領域からリアクションプレート有りの領域に移動した場合には、励磁電流偏差がなくなり、最終的に元の状態に戻る。
こうして、リアクションプレートが無い領域を走行した場合に、過大なモータ電流を防止することができる。
【００３８】
また、図１１は上記特開２０００−２３３１６号公報に記載された別の従来例を示すブロック図であり、１７は座標変換器１０に並列に配設された実効電流演算器である。
【００３９】
この場合、電流指令発生器３からは、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊のみならず、電流実効値指令Ｉｍ＊が出力される。
また、座標変換器１０から生成される２成分のうち、すべり周波数補正器６に対するトルク電流成分Ｉｑのみが用いられる。
【００４０】
実効電流演算器１７は、三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに基づいて電流実効値Ｉｍを演算し、これを電圧指令補正器４に入力する。
電圧指令補正器４は、励磁電流成分Ｉｄを用いることなく、励磁電流指令値Ｉｄ＊と比較的検出が容易な電流実効値Ｉｍとに基づいて、電圧補正量ｄｖを生成する。この場合も、前述（図８参照）と同様の作用効果を奏する。
【００４１】
しかしながら、上記特開２０００−２３３１６号公報に参照される従来装置では、リアクションプレートの無い領域を走行している状態から、リアクションプレートの有る領域に移動した場合などの、状態変化した領域で三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが変動するという問題がある。
【００４２】
また、低速領域と高速領域とを同じように変更する場合に高速領域では変更量が大きくなり、リアクションプレートの無い領域からリアクションプレートの有る領域に移動した場合も指令変更した状態となるので、リアクションプレートの有る領域を走行していても過変更のために所定加速度が得られないという問題がある。
【００４３】
さらに、ＰＷＭインバータ１に対して複数台のリニアインダクションモータ２が電気的に並列接続された場合（図示せず）に、そのうちの１台以上が二次導体を有していない状態も起こり得るが、このような状態でのモータ起動時においても、過電流が流れることなく且つ通常の制御系を変えることなく、リニアインダクションモータ２を起動させることが要求されている。
【００４４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のリニアインダクションモータ電気車の制御装置は以上のように、特開２０００−２３３１６号公報に記載された従来装置では、リアクションプレートの無い部分を通過するときの過電流を防止することができるものの、リアクションプレートの無い領域からリアクションプレートの有る領域に移動した場合などに、三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗが変動するという問題点があった。
【００４５】
また、低速領域と高速領域とを同じように変更する場合に高速領域で変更量が大きくなり、リアクションプレートの無い領域からリアクションプレートの有る領域に移動した場合に指令変更した状態となり、リアクションプレートの有る領域を走行していても過変更のために所定加速度が得られないという問題点があった。
【００４６】
さらに、電気的に並列接続された複数台のリニアインダクションモータ２を用いて、そのうち１台以上が二次導体を有していない状態となった場合においても、通常制御系を変えることなく過電流を防止してリニアインダクションモータ２を起動させる必要があるが、これを達成することができないという問題点があった。
【００４７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置を得ることを目的とする。
【００４８】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、電気車に搭載された一次巻線を有するリニアインダクションモータと、地上側に配設されてリニアインダクションモータの二次導体を構成するリアクションプレートと、可変電圧および可変周波数の交流電力をリニアインダクションモータに供給する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御回路とを備えたリニアインダクションモータ電気車の制御装置において、電力変換器制御回路は、リニアインダクションモータに与える励磁電流指令値およびトルク電流指令値を生成する電流指令発生手段と、励磁電流指令値およびトルク電流指令値からリニアインダクションモータに与える電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、リニアインダクションモータの一次電流から励磁電流成分を検出する電流成分検出手段と、電流指令発生手段と電圧指令演算手段との間に挿入された過電流抑制回路とを含み、過電流抑制回路は、励磁電流指令値と励磁電流成分との励磁電流偏差を演算する励磁電流偏差演算手段と、励磁電流偏差を過電流抑制用のセット値と比較する比較手段と、励磁電流偏差がセット値以上の場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を低減方向に変更する電流指令変更手段とを含むものである。
【００４９】
また、この発明の請求項２に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１において、電流指令変更手段は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための変化一次遅れ要素をさらに含むものである。
【００５０】
また、この発明の請求項３に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項２において、変化一次遅れ要素は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための時定数を生成する時定数発生器を有し、時定数発生器は、電気車の速度に応じて時定数を可変設定するものである。
【００５１】
また、この発明の請求項４に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項３において、時定数発生器は、電気車の速度の上昇に応じて時定数を低減設定する関数テーブルを有するものである。
【００５２】
また、この発明の請求項５に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１から請求項４までのいずれかにおいて、リニアインダクションモータは、電力変換器に電気的に並列接続された複数のリニアインダクションモータからなり、過電流抑制回路は、複数のリニアインダクションモータのうちの少なくとも１台が二次導体を有していない状態にある場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を通常値よりも低減させて起動するものである。
【００５３】
また、この発明の請求項６に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、電気車に搭載された一次巻線を有するリニアインダクションモータと、地上側に配設されてリニアインダクションモータの二次導体を構成するリアクションプレートと、可変電圧および可変周波数の交流電力をリニアインダクションモータに供給する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御回路とを備えたリニアインダクションモータ電気車の制御装置において、電力変換器制御回路は、リニアインダクションモータに与える励磁電流指令値、トルク電流指令値および一次電流指令実効値を生成する電流指令発生手段と、励磁電流指令値およびトルク電流指令値からリニアインダクションモータに与える電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、リニアインダクションモータの一次電流から一次電流実効値成分を検出する実効値成分検出手段と、電流指令発生手段と電圧指令演算手段との間に挿入された過電流抑制回路とを含み、過電流抑制回路は、一次電流指令実効値と一次電流実効値成分との実効値偏差を演算する実効値偏差演算手段と、実効値偏差を過電流抑制用のセット値と比較する比較手段と、実効値偏差がセット値以上の場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を低減方向に変更する電流指令変更手段とを含むものである。
【００５４】
また、この発明の請求項７に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項６において、電流指令変更手段は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための変化一次遅れ要素をさらに含むものである。
【００５５】
また、この発明の請求項８に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項７において、変化一次遅れ要素は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための時定数を生成する時定数発生器を有し、時定数発生器は、電気車の速度に応じて時定数を可変設定するものである。
【００５６】
また、この発明の請求項９に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項８において、時定数発生器は、電気車の速度の上昇に応じて時定数を低減設定する関数テーブルを有するものである。
【００５７】
また、この発明の請求項１０に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項６から請求項９までのいずれかにおいて、リニアインダクションモータは、電力変換器に電気的に並列接続された複数のリニアインダクションモータからなり、過電流抑制回路は、複数のリニアインダクションモータのうちの少なくとも１台が二次導体を有していない状態にある場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を通常値よりも低減させて起動するものである。
【００５８】
また、この発明の請求項１１に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、電気車に搭載された一次巻線を有するリニアインダクションモータと、地上側に配設されてリニアインダクションモータの二次導体を構成するリアクションプレートと、可変電圧および可変周波数の交流電力をリニアインダクションモータに供給する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御回路とを備えたリニアインダクションモータ電気車の制御装置において、電力変換器制御回路は、リニアインダクションモータに与える励磁電流指令値およびトルク電流指令値を生成する電流指令発生手段と、励磁電流指令値およびトルク電流指令値からリニアインダクションモータに与える電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、リニアインダクションモータの一次電流から励磁電流成分を検出する電流成分検出手段と、電流指令発生手段と電圧指令演算手段との間に挿入された過電流抑制回路とを含み、過電流抑制回路は、励磁電流成分から一次遅れ電流成分を生成する電流一次遅れ要素と、励磁電流成分と一次遅れ電流成分との一次遅れ電流偏差を演算する一次遅れ電流偏差演算手段と、一次遅れ電流偏差を過電流抑制用のセット値と比較する比較手段と、一次遅れ電流偏差がセット値以上の場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を低減方向に変更する電流指令変更手段とを含むものである。
【００５９】
また、この発明の請求項１２に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１１において、電流一次遅れ要素は、励磁電流成分の一次遅れ量を決定するための遅れ時定数を生成する遅れ時定数発生器を有し、遅れ時定数発生器は、電気車の速度に応じて遅れ時定数を可変設定するものである。
【００６０】
また、この発明の請求項１３に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１１または請求項１２において、電流指令変更手段は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための変化一次遅れ要素をさらに含むものである。
【００６１】
また、この発明の請求項１４に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１３において、変化一次遅れ要素は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための時定数を生成する時定数発生器を有し、時定数発生器は、電気車の速度に応じて時定数を可変設定するものである。
【００６２】
また、この発明の請求項１５に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１４において、時定数発生器は、電気車の速度の上昇に応じて時定数を低減設定する関数テーブルを有するものである。
【００６３】
また、この発明の請求項１６に係るリニアインダクションモータ電気車の制御装置は、請求項１１から請求項１５までのいずれかにおいて、リニアインダクションモータは、電力変換器に電気的に並列接続された複数のリニアインダクションモータからなり、過電流抑制回路は、複数のリニアインダクションモータのうちの少なくとも１台が二次導体を有していない状態にある場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を通常値よりも低減させて起動するものである。
【００６４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック図であり、前述（図８参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【００６５】
図１において、１８は電流指令発生器３と電圧指令発生器５との間に挿入された過電流抑制回路、２２はリニアインダクションモータ２に対向するように地上側に設けられたリアクションプレートである。
【００６６】
過電流抑制回路１８は、電流指令発生器３からの励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊と座標変換器１０からの励磁電流成分Ｉｄとに基づいて、過電流抑制用の励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を生成し、これらを電圧指令演算器５に入力する。
【００６７】
この場合、座標変換器１０から生成される２成分のうち、励磁電流成分Ｉｄのみが用いられる。
また、加算器８からの一次周波数指令値ω１＊は、電圧指令演算器５には入力されず、座標変換器９および１０のみに入力される。
【００６８】
次に、図１に示したこの発明の実施の形態１による動作について説明する。
まず、前述と同様に、直流電源１１からの直流電流がフィルタコンデンサ１２により平滑されてＰＷＭインバータ１に供給され、ＰＷＭインバータ１は、直流電圧を三相交流電力に変換してリニアインダクションモータ２の一次巻線に供給する。
【００６９】
これにより、リニアインダクションモータ２の一次巻線とリアクションプレート２２との間の相互作用により電気車が走行する。
このとき、電流指令発生器３、すべり周波数演算器７、加算器８、座標変換器９、１０、ＰＷＭ信号演算器１３および過電流抑制回路１８からなる制御装置は、以下のようにリニアインダクションモータ２を制御する。
【００７０】
まず、前述と同様に、電流指令発生器３は、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を生成し、座標変換器１０は、三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに基づいて励磁電流成分Ｉｄを生成する。
【００７１】
続いて、過電流抑制回路１８は、励磁電流指令値Ｉｄ＊と励磁電流成分Ｉｄとの励磁電流偏差を演算し、励磁電流偏差と過電流抑制用のセット値との比較結果に基づいて、最終的な励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を生成する。
【００７２】
すなわち、過電流抑制回路１８は、励磁電流偏差が上記セット値以上の場合には、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を、それぞれ定常状態の値の１／１０（この値は、調整された任意値に設定され得る）に可変設定し、これらを電圧指令演算器５に入力する。
【００７３】
また、過電流抑制回路１８は、励磁電流偏差がセット値よりも小さい場合には、電流指令発生器３からの励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を、そのまま電圧指令演算器５に入力する。
【００７４】
以下、前述と同様に、電圧指令演算器５は、励磁電流指令値Ｉｄ＊、トルク電流指令値Ｉｑ＊および一次周波数指令値ω１＊に基づいて、リニアインダクションモータ２に供給される電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を演算する。
【００７５】
また、すべり周波数演算器７は、電流指令発生器３からの励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊に基づいてすべり周波数指令値ωｓ＊を演算し、加算器８は、すべり周波数指令値ωｓ＊と電気車速度ωｒとを加算して一次周波数指令値ω１＊を生成する。
【００７６】
以下、一次周波数指令値ω１＊に基づいて、座標変換器９は、電圧指令値Ｖｄ＊およびＶｑ＊を静止座標系の三相電圧指令値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換し、座標変換器１０は、三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを回転座標系の励磁電流成分Ｉｄおよびトルク電流成分Ｉｑに変換する。
【００７７】
また、ＰＷＭ信号演算器１３は、座標変換器９からの三相出力Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗから三相ＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗを生成する。
これにより、ＰＷＭインバータ１は三相ＰＷＭ信号Ｓｕ、Ｓｖ、Ｓｗに基づいて駆動され、リニアインダクションモータ２をリアクションプレート２２に関連して駆動し、電気車を走行させる。
【００７８】
ここで、電気車の走行により、リアクションプレート２２が有る領域からリアクションプレート２２が無い領域に移動すると、前述と同様に、リニアインダクションモータ２の一次巻線で発生した磁束が二次側に鎖交しなくなるので、一次巻線が単なるインピーダンスとして働くことになり、等価回路（図７参照）において、相互インダクタンスＭが減少したように見える。
【００７９】
また、図７内のインダクタンス成分Ｌ２および抵抗器成分Ｒ２からなる直列回路においては、二次導体が無くなったことにより、抵抗器成分Ｒ２が大きくなって直列回路がオープンになった状態と見なすことができ、リニアインダクションモータ２の等価回路インピーダンスが減少して大電流が流れることになる。
【００８０】
すなわち、リニアインダクションモータ２の等価回路で考えた場合、リニアインダクションモータ２の一次側がリアクションプレート２２上からリアクションプレート２２の無い場所に移動すると、相互インダクタンスＭが小さくなって二次抵抗器成分Ｒ２の値が大きくなる。
【００８１】
そこで、図１のように、過電流抑制回路１８を挿入することにより、励磁電流指令値Ｉｄ＊と励磁電流成分Ｉｄとの励磁電流偏差と、過電流抑制用のセット値との比較に基づいて、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を可変設定する。
【００８２】
次に、図２を参照しながら、この発明の実施の形態１による動作について説明する。
図２は図１内の過電流抑制回路１８の具体的な構成例を示すブロック図である。
【００８３】
図２において、２３、２４は互いに時定数（Ｔ２、Ｔ３）の異なる変化一次遅れ要素であり、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊の変化速度を抑制する。
【００８４】
２５は変化一次遅れ要素２３、２４を選択するための比較器、２６は過電流抑制用のセット値Ｂを生成するセット値発生器、２７は励磁電流指令値Ｉｄ＊と励磁電流成分Ｉｄとの励磁電流偏差Ａを生成する減算器（励磁電流偏差演算手段）である。
【００８５】
２８は励磁電流指令値Ｉｄ＊に変化一次遅れ要素２３の出力値を乗算する乗算器であり、乗算結果を最終的な励磁電流指令値Ｉｄ＊として電圧指令演算器５に入力する。
【００８６】
２９はトルク電流指令値Ｉｑ＊に変化一次遅れ要素２４の出力値を乗算する乗算器であり、乗算結果を最終的なトルク電流指令値Ｉｑ＊として電圧指令演算器５に入力する。
【００８７】
３０は変化一次遅れ要素２３に対する時定数Ｔ２を設定する時定数発生器、３１は変化一次遅れ要素２４に対する時定数Ｔ３を設定する時定数発生器である。各時定数発生器３０、３１は、電気車の速度ωｒに応じて、時定数Ｔ１、Ｔ２をそれぞれ可変設定する。
【００８８】
時定数Ｔ２、Ｔ３は、変化一次遅れ要素２３、２４を介した励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊が定常状態値の１／１または１／１０に変化する速さを決定しており、それぞれ、電気車速度ωｒに応じて負の一次関数で変化する。
【００８９】
変化一次遅れ要素２３、２４、乗算器２８、２９、時定数発生器３０および３１は、比較器２５に応答して動作する電流指令変更手段を構成しており、励磁電流偏差Ａがセット値Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）を示す場合に、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を変更するとともに、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊の変更量を電気車速度ωｒに応じて可変設定する。
【００９０】
図２において、過電流抑制回路１８内の比較器２５は、励磁電流偏差Ａとセット値Ｂとを比較し、励磁電流偏差Ａがセット値Ｂよりも小さい場合（Ａ＜Ｂ）には、図示されるように変化一次遅れ要素２３を選択して、電流指令発生器３からの励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を、そのまま電圧指令演算器５に入力する。
【００９１】
また、比較器２５は、励磁電流偏差Ａがセット値Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）の場合には、変化一次遅れ要素２４を選択して、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を定常状態での値の１／１０に変更した後、電圧指令演算器５に入力する。
【００９２】
このとき、変化一次遅れ要素２４に対する時定数Ｔ３（励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を定常状態値の１／１０に変化させる速さ）は、電気車の速度ωｒが増大するほど低減設定されて応答性を向上させている。
【００９３】
一方、変化一次遅れ要素２３の時定数Ｔ２は、励磁電流偏差Ａがセット値Ｂ以上の状態（Ａ≧Ｂ）から励磁電流偏差がセット値Ｂより小さい状態（Ａ＜Ｂ）に切り替わったときに、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊の急変により制御が不安定なるのを防止している。
【００９４】
すなわち、変化一次遅れ要素２３は、リアクションプレート２２が無い領域からリアクションプレート２２の有る領域に移動した場合、急に元の状態に戻ることから発生するモータ電流などの急変を防ぐ効果がある。
【００９５】
このように、励磁電流偏差Ａがセット値Ｂ以上になった場合には、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を低減させて出力電圧指令を低減させるので、過電流を防止することができる。
【００９６】
すなわち、リアクションプレート２２の状態検出手段などの特別な装置を別途に設けることなく、通常のモータ制御を行うとともにＰＷＭインバータ１を異常状態から保護するために必要なモータ電流成分（励磁電流成分Ｉｄ）を用いて、リアクションプレート２２が無い領域を走行した場合でも、過電流を抑制することができる。
【００９７】
また、リアクションプレート２２の有る領域に急復帰した場合のモータ電流などの急変を防ぐこともできる。
【００９８】
また、低速領域と高速領域とを同じように変更するのではなく、励磁電流偏差Ａがセット値Ｂ以上の場合での励磁電流指令Ｉｄ＊およびトルク電流指令Ｉｑ＊の低減用時定数Ｔ３を電気車速度ωｒに応じたテーブル（負の一次関数）により決定し、速度ωｒに応じて出力電圧指令の変化速度および変更量を決定するので、過変更を防止するとともに所定加速度を得ることができる。
【００９９】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、単一のリニアインダクションモータ２を用いたが、ＰＷＭインバータ１に対して複数のリニアインダクションモータ２を電気的に並列接続してもよい。
【０１００】
図３は複数のリニアインダクションモータ２を並列接続したこの発明の実施の形態２を示すブロック図であり、２台のリニアインダクションモータ２のうちの１台がリアクションプレート２２を有していない場合を示している。
【０１０１】
図３において、図示されない構成は、図１に示した通りである。
この場合、電力変換器制御装置は、複数のリニアインダクションモータ２を起動するための起動手段（図示せず）を備えている。
【０１０２】
図３のように、並列接続された複数のリニアインダクションモータ２を起動する場合においても、図１および図２に示した過電流抑制回路１８を好適に適用することができる。
【０１０３】
すなわち、リニアインダクションモータ２の起動時において、過電流を検知しながら励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を通常時よりも低減方向に変更して起動することにより、１台以上のリニアインダクションモータ２がリアクションプレート２２を有していない状態となっても、小さな推力で起動することができ、過電流が流れることはない。
【０１０４】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態１、２では、励磁電流指令値Ｉｄ＊と励磁電流成分Ｉｄとの励磁電流偏差に基づいて出力電圧指令を低減させたが、一次電流指令実効値と一次電流実効値成分との実効値偏差に基づいて出力電圧指令を低減させてもよい。
【０１０５】
図４は実効値偏差に基づいて出力電圧指令を低減させたこの発明の実施の形態３を示すブロック図である。
図４において、前述（図１、図７参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１０６】
この場合、電流指令発生器３は、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊のみならず、一次電流指令実効値Ｉｍ＊も演算する。
【０１０７】
また、実効電流演算器１７は、座標変換器１０と過電流抑制回路１８との間に挿入されており、励磁電流成分Ｉｄおよびトルク電流成分Ｉｑに基づいて、三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの一次電流実効値成分Ｉｍを検出する。
実効電流演算器１７は、前述（図１１参照）と同様に、三相モータ電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗに基づいて一次電流実効値成分Ｉｍを検出してもよい。
【０１０８】
また、過電流抑制回路１８は、一次電流指令実効値Ｉｍ＊と一次電流実効値成分Ｉｍとの実効値偏差に基づいて、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を可変設定する。
【０１０９】
図５は図４内の過電流抑制回路１８の具体的な構成例を示すブロック図であり、前述（図２参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１１０】
図５において、減算器２７（実効値偏差演算手段）は、一次電流指令実効値Ｉｍ＊と一次電流実効値成分Ｉｍとの実効値偏差Ａを演算する。
また、比較器２５は実効値偏差Ａをセット値Ｂと比較し、実効値偏差Ａがセット値Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）を示す場合に、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を変更する。
【０１１１】
図４および図５に示したこの発明の実施の形態３においても、前述と同等の作用効果が得ることができる。
また、並列接続された複数のリニアインダクションモータ２（図３参照）を起動する際に、１台以上のリニアインダクションモータ２がリアクションプレート２２を有していない状態であっても、過電流抑制回路１８を好適に適用することができる。
【０１１２】
すなわち、過電流を検知しながら、励磁電流指令Ｉｄ＊およびトルク電流指令Ｉｑ＊を通常時よりも低減方向に変更することにより、１台以上がリアクションプレート２２を有していない場合であっても、小さな推力で起動することができ、過電流を防止することができる。
【０１１３】
実施の形態４．
なお、上記実施の形態１では、励磁電流指令値Ｉｄ＊と励磁電流成分Ｉｄとの励磁電流偏差に基づいて出力電圧指令を低減させたが、励磁電流成分Ｉｄとその一次遅れ電流成分との一次遅れ電流偏差に基づいて出力電圧指令を低減させてもよい。
【０１１４】
図６は一次遅れ電流偏差に基づいて出力電圧指令を低減させたこの発明の実施の形態４による過電流抑制回路１８の具体的構成を示すブロック図である。
図６において、前述（図２、図５参照）と同様のものについては、同一符号を付して詳述を省略する。
【０１１５】
この場合、過電流抑制回路１８は、前述の構成要素２３〜３１に加えて、遅れ時定数発生器３２と、電流一次遅れ要素３３とを備えている。
電流一次遅れ要素３３は、励磁電流成分Ｉｄから一次遅れ電流成分を生成し、遅れ時定数発生器３２は、励磁電流成分Ｉｄの一次遅れ量を決定するための遅れ時定数Ｔ１を生成する。
【０１１６】
また、遅れ時定数発生器３２は、時定数発生器３０および３１と同様に、電気車の速度ωｒに応じた関数テーブル（負の一次関数）を参照して、遅れ時定数Ｔ１を可変設定する。
【０１１７】
減算器２７（一次遅れ電流偏差演算手段）は、励磁電流成分Ｉｄと一次遅れ電流成分との一次遅れ電流偏差Ａを演算し、比較器２５は、一次遅れ電流偏差Ａを過電流抑制用のセット値Ｂと比較する。
【０１１８】
したがって、比較器２５は、一次遅れ電流偏差Ａがセット値Ｂ以上を示す場合に、励磁電流成分Ｉｄ（現在値）が一次遅れ電流成分（前回値）よりも増加中の過電流発生状態であることを判定し、励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を低減方向に変更する。
【０１１９】
このように、電流一次遅れ要素３３を設けることにより、過電流発生の検出を励磁電流成分Ｉｄのみで行うことができる。
すなわち、リアクションプレート２２が無くなったときに流れる電流は、ほとんど励磁電流なので、励磁電流成分Ｉｄの変化を観測するのみで過電流を検出することができる。
【０１２０】
また、励磁電流成分Ｉｄと電流一次遅れ要素３３を通した電流成分との一次遅れ電流偏差Ａをセット値Ｂと比較し、一次遅れ電流偏差Ａがセット値Ｂ以上の場合に、励磁電流指令Ｉｄ＊およびトルク電流指令Ｉｑ＊を変更するので、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【０１２１】
また、前述と同様に、並列接続された複数のリニアインダクションモータ２（図３参照）を起動する場合に、１台以上のリニアインダクションモータ２がリアクションプレート２２を有していない状態となっても、図６に示す過電流抑制回路１８を好適に適用することにより、過電流を抑制しながら励磁電流指令Ｉｄ＊およびトルク電流指令Ｉｑ＊を変更することができる。
【０１２２】
すなわち、並列リニアインダクションモータ２のうちの１台以上がリアクションプレートを有していない場合でも小さな推力で起動でき、過電流状態となることはない。
【０１２３】
このとき、電流一次遅れ要素３３の演算で用いられる遅れ時定数Ｔ１は、かなり小さい値に設定する必要がある。
【０１２４】
なお、図６の過電流抑制回路１８は、前述（図２、図５参照）の場合と比べて電流一次遅れ要素３３（調整要素）が追加されているが、特に調整動作が多くなることはない。
【０１２５】
なぜなら、リニアインダクションモータ２の実モータ定数と制御モータ定数との違いなどに起因して定常状態で励磁電流偏差が発生した場合に、前述（図２、図５参照）の過電流抑制回路１８では、励磁電流偏差に応答して励磁電流指令値Ｉｄ＊およびトルク電流指令値Ｉｑ＊を変更する可能性があるが、図６の過電流抑制回路１８は、励磁電流偏差とは無関係であり、リアクションプレート２２が無い場合のみに調整動作を実行するからである。
【０１２６】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１によれば、電気車に搭載された一次巻線を有するリニアインダクションモータと、地上側に配設されてリニアインダクションモータの二次導体を構成するリアクションプレートと、可変電圧および可変周波数の交流電力をリニアインダクションモータに供給する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御回路とを備えたリニアインダクションモータ電気車の制御装置において、電力変換器制御回路は、リニアインダクションモータに与える励磁電流指令値およびトルク電流指令値を生成する電流指令発生手段と、励磁電流指令値およびトルク電流指令値からリニアインダクションモータに与える電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、リニアインダクションモータの一次電流から励磁電流成分を検出する電流成分検出手段と、電流指令発生手段と電圧指令演算手段との間に挿入された過電流抑制回路とを含み、過電流抑制回路は、励磁電流指令値と励磁電流成分との励磁電流偏差を演算する励磁電流偏差演算手段と、励磁電流偏差を過電流抑制用のセット値と比較する比較手段と、励磁電流偏差がセット値以上の場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を低減方向に変更する電流指令変更手段とを含むので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１２７】
また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、電流指令変更手段は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための変化一次遅れ要素をさらに含むので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１２８】
また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、変化一次遅れ要素は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための時定数を生成する時定数発生器を有し、時定数発生器は、電気車の速度に応じて時定数を可変設定するようにしたので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１２９】
また、この発明の請求項４によれば、請求項３において、時定数発生器は、電気車の速度の上昇に応じて時定数を低減設定する関数テーブルを有するので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３０】
また、この発明の請求項５によれば、請求項１から請求項４までのいずれかにおいて、リニアインダクションモータは、電力変換器に電気的に並列接続された複数のリニアインダクションモータからなり、過電流抑制回路は、複数のリニアインダクションモータのうちの少なくとも１台が二次導体を有していない状態にある場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を通常値よりも低減させて起動するので、起動時にも過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３１】
また、この発明の請求項６によれば、電気車に搭載された一次巻線を有するリニアインダクションモータと、地上側に配設されてリニアインダクションモータの二次導体を構成するリアクションプレートと、可変電圧および可変周波数の交流電力をリニアインダクションモータに供給する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御回路とを備えたリニアインダクションモータ電気車の制御装置において、電力変換器制御回路は、リニアインダクションモータに与える励磁電流指令値、トルク電流指令値および一次電流指令実効値を生成する電流指令発生手段と、励磁電流指令値およびトルク電流指令値からリニアインダクションモータに与える電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、リニアインダクションモータの一次電流から一次電流実効値成分を検出する実効値成分検出手段と、電流指令発生手段と電圧指令演算手段との間に挿入された過電流抑制回路とを含み、過電流抑制回路は、一次電流指令実効値と一次電流実効値成分との実効値偏差を演算する実効値偏差演算手段と、実効値偏差を過電流抑制用のセット値と比較する比較手段と、実効値偏差がセット値以上の場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を低減方向に変更する電流指令変更手段とを含むので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３２】
また、この発明の請求項７によれば、請求項６において、電流指令変更手段は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための変化一次遅れ要素をさらに含むので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３３】
また、この発明の請求項８によれば、請求項７において、変化一次遅れ要素は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための時定数を生成する時定数発生器を有し、時定数発生器は、電気車の速度に応じて時定数を可変設定するようにしたので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３４】
また、この発明の請求項９によれば、請求項８において、時定数発生器は、電気車の速度の上昇に応じて時定数を低減設定する関数テーブルを有するので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３５】
また、この発明の請求項１０によれば、請求項６から請求項９までのいずれかにおいて、リニアインダクションモータは、電力変換器に電気的に並列接続された複数のリニアインダクションモータからなり、過電流抑制回路は、複数のリニアインダクションモータのうちの少なくとも１台が二次導体を有していない状態にある場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を通常値よりも低減させて起動するので、起動時にも過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３６】
また、この発明の請求項１１によれば、電気車に搭載された一次巻線を有するリニアインダクションモータと、地上側に配設されてリニアインダクションモータの二次導体を構成するリアクションプレートと、可変電圧および可変周波数の交流電力をリニアインダクションモータに供給する電力変換器と、電力変換器を制御する電力変換器制御回路とを備えたリニアインダクションモータ電気車の制御装置において、電力変換器制御回路は、リニアインダクションモータに与える励磁電流指令値およびトルク電流指令値を生成する電流指令発生手段と、励磁電流指令値およびトルク電流指令値からリニアインダクションモータに与える電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、リニアインダクションモータの一次電流から励磁電流成分を検出する電流成分検出手段と、電流指令発生手段と電圧指令演算手段との間に挿入された過電流抑制回路とを含み、過電流抑制回路は、励磁電流成分から一次遅れ電流成分を生成する電流一次遅れ要素と、励磁電流成分と一次遅れ電流成分との一次遅れ電流偏差を演算する一次遅れ電流偏差演算手段と、一次遅れ電流偏差を過電流抑制用のセット値と比較する比較手段と、一次遅れ電流偏差がセット値以上の場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を低減方向に変更する電流指令変更手段とを含むので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３７】
また、この発明の請求項１２によれば、請求項１１において、電流一次遅れ要素は、励磁電流成分の一次遅れ量を決定するための遅れ時定数を生成する遅れ時定数発生器を有し、遅れ時定数発生器は、電気車の速度に応じて遅れ時定数を可変設定するようにしたので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３８】
また、この発明の請求項１３によれば、請求項１１または請求項１２において、電流指令変更手段は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための変化一次遅れ要素をさらに含むので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１３９】
また、この発明の請求項１４によれば、請求項１３において、変化一次遅れ要素は、励磁電流指令値およびトルク電流指令値の変化速度を抑制するための時定数を生成する時定数発生器を有し、時定数発生器は、電気車の速度に応じて時定数を可変設定するようにしたので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１４０】
また、この発明の請求項１５によれば、請求項１４において、時定数発生器は、電気車の速度の上昇に応じて時定数を低減設定する関数テーブルを有するので、二次導体として機能するリアクションプレートの有無によらず過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【０１４１】
また、この発明の請求項１６によれば、請求項１１から請求項１５までのいずれかにおいて、リニアインダクションモータは、電力変換器に電気的に並列接続された複数のリニアインダクションモータからなり、過電流抑制回路は、複数のリニアインダクションモータのうちの少なくとも１台が二次導体を有していない状態にある場合に、励磁電流指令値およびトルク電流指令値を通常値よりも低減させて起動するので、起動時にも過電流の発生を抑制したリニアインダクションモータ電気車の制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による過電流抑制回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による並列リニアインダクションモータを示す特性図である。
【図４】 この発明の実施の形態３を示すブロック図である。
【図５】 この発明の実施の形態３による過電流抑制回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態４による過電流抑制回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】 一般的なリニアインダクションモータの等価回路を示すブロック図である。
【図８】 従来のリニアインダクションモータ電気車の制御装置を示すブロック図である。
【図９】 図８内の電圧指令補正器の具体的構成を示すブロック図である。
【図１０】 図８内の電圧指令演算器の具体的構成を示すブロック図である。
【図１１】 従来のリニアインダクションモータ電気車の制御装置の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ ＰＷＭインバータ（電力変換器）、２ リニアインダクションモータ、２２ リアクションプレート（二次導体）、３ 電流指令発生器、５ 電圧指令演算器、７ すべり周波数演算器、１０ 座標変換器（電流成分検出手段、）、１１ 直流電源、１３ ＰＷＭ信号演算器、１４ｕ、１４ｖ、１４ｗ 電流検出器、１６ 速度検出器、１７ 実効電流演算器（実効値成分検出手段）、１８ 過電流抑制回路、２３、２４ 変化一次遅れ要素、２５ 比較器、２７ 減算器（励磁電流偏差演算手段、実効値偏差演算手段、一次遅れ電流偏差演算手段）、３０、３１ 時定数発生器、３２ 遅れ時定数発生器、３３ 電流一次遅れ要素、Ａ 励磁電流偏差（実効値偏差、一次遅れ電流偏差）、Ｂ セット値、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ 三相モータ電流（一次電流）、Ｉｄ＊ 励磁電流指令値、Ｉｑ＊ トルク電流指令値、Ｉｍ＊ 一次電流指令実効値、Ｉｄ 励磁電流成分、Ｉｍ 一次電流実効値成分、Ｔ１ 遅れ時定数、Ｔ２、Ｔ３ 時定数、Ｖｄ＊、Ｖｑ＊電圧指令値、ωｒ 電気車速度。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an electric vehicle equipped with a linear induction motor, and in particular, to control a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor of the linear induction motor. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
In general, a drive control device for a linear induction motor mounted on an electric vehicle is well known, and can be referred to, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-23316.
[0003]
In this type of linear induction motor electric vehicle control device, the linear induction motor has a primary winding disposed on the upper side of the electric vehicle and a reaction plate disposed on the ground side as a secondary conductor.
[0004]
FIG. 7 shows an equivalent circuit of a general linear induction motor. In FIG. 7, R1 and R2 are resistor components, L1 and L2 are inductance components, and M is a mutual inductance.
[0005]
When the electric vehicle is driven to travel using the linear induction motor configured as described above, when the electric vehicle is moved from a place with a reaction plate to a place without a reaction plate, the magnetic flux generated from the primary winding causes the reaction plate 22 (two Since there is no interlinkage to the (secondary conductor) side, the primary winding acts as a simple impedance.
[0006]
At this time, it appears that the mutual inductance M is reduced in the equivalent circuit of FIG.
Further, in the circuit composed of the inductance component L2 and the resistor component R2, it can be considered that the resistor component R2 is increased due to the absence of the secondary conductor, and the circuit is opened.
[0007]
As a result, when the reaction plate is eliminated, the impedance of the equivalent circuit decreases, so that a large current flows if the applied voltage is constant.
In general, there are places where there is no reaction plate on the running track of an electric vehicle, such as a branching unit or in a garage, and there is a problem that excessive current flows when passing through a part without such a reaction plate. is there.
[0008]
Therefore, for example, in the apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-23316, the voltage command value is corrected based on the excitation current deviation between the excitation current command value and the excitation current component (detection value). .
[0009]
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional linear induction motor electric vehicle control apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-23316.
In FIG. 8, reference numeral 1 denotes a power converter composed of a pulse width modulation (PWM) inverter, which outputs high-quality three-phase power using three-phase PWM signals Su, Sy, Sw.
[0010]
A linear induction motor 2 is driven by three-phase power output from the PWM inverter 1.
Here, although not shown in the figure, a reaction plate is disposed opposite to the linear induction motor 2.
[0011]
A current command generator 3 generates excitation current command values Id * and Iq *.
A voltage command corrector 4 generates a voltage command correction amount dv based on an excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id.
[0012]
A voltage command calculator 5 calculates corrected voltage command values Vd * and Vq * based on the excitation current command values Id * and Iq * and the voltage command correction amount dv.
The voltage command values Vd * and Vq * are corrected by the voltage command corrector 4 and the voltage command calculator 5 based on the excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id.
[0013]
A slip frequency corrector 6 generates a slip frequency correction amount df.
Reference numeral 7 denotes a slip frequency calculator that calculates a corrected slip frequency ωs * based on the excitation current command values Id * and Iq * and the slip frequency correction amount df.
[0014]
8 is an adder that generates a primary frequency command value ω1 *, 9 is a coordinate converter that converts voltage command values Vd * and Vq * into three-phase voltage command values Vu, Vv, and Vw, and 10 is a three-phase motor current iu, This is a coordinate converter that converts iv and iw into an excitation current component Id and a torque current component Iq in a rotating coordinate system.
[0015]
11 is a DC power source supplied to the PWM inverter 1, 12 is a filter capacitor connected between the DC power source 11 and the PWM inverter 1, and 13 is a three-phase PWM signal Su from three-phase voltage command values Vu, Vv, Vw, This is a PWM signal calculator for calculating Sy and Sw.
[0016]
14u, 14y, 14w are current detectors for detecting the three-phase output of the PWM inverter 1, that is, the three-phase motor currents iu, iv, iw, 15 is a wheel of the electric car, 16 is attached to the wheel 15 and detects the speed ωr. It is a speed detector.
[0017]
Next, the operation of the control apparatus for the conventional linear induction motor electric vehicle shown in FIG. 8 will be described.
First, the output DC of the DC power supply 11 is smoothed by the filter capacitor 12 and supplied to the PWM inverter 1.
[0018]
The PWM inverter 1 converts the supplied DC power supply voltage into three-phase variable voltage and variable frequency AC power, and supplies the output voltage to the primary winding of the linear induction motor 2.
[0019]
As a result, the electric vehicle travels due to the interaction between the primary winding of the linear induction motor 2 and the reaction plate provided on the ground side.
At this time, the control device including the current command generator 3, the slip frequency calculator 7, the adder 8, the coordinate converters 9, 10 and the PWM signal calculator 13 controls the electric vehicle as follows.
[0020]
That is, the current command generator 3 generates the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq *, and the voltage command corrector 4 generates the excitation current command value Id * and the excitation current component Id from the coordinate converter 10. The voltage command correction amount dv based on the above is input to the voltage command calculator 5.
[0021]
Based on the excitation current command value Id *, the torque current command value Iq *, the voltage command correction amount dv, and the primary frequency command value ω1 *, the voltage command calculator 5 has a rotating magnetic field coordinate system supplied to the linear induction motor 2. Two component voltage command values Vd * and Vq * are calculated.
[0022]
The slip frequency corrector 6 generates a slip frequency correction amount df based on the torque current command value Iq * and the torque current component Iq, and the slip frequency calculator 7 generates an excitation current command value Id * and a torque current command value Iq *. The slip frequency command value ωs * is calculated based on the slip frequency correction amount df.
[0023]
The adder 8 adds the slip frequency command value ωs * output from the slip frequency calculator 7 and the speed ωr of the electric vehicle detected by the speed detector 16 to generate a primary frequency command value ω1 *.
[0024]
The primary frequency command value ω1 * is input to the voltage command calculator 5 and the coordinate converters 9 and 10, and the coordinate converter 9 stops the voltage command values Vd * and Vq * based on the primary frequency command value ω1 *. It is converted into a three-phase voltage command value Vu, Vv, Vw in the coordinate system.
[0025]
Further, the coordinate converter 10 converts the three-phase motor currents (primary currents) iu, iv, iw into the excitation current component Id and the torque current component Iq of the rotating coordinate system based on the primary frequency command value ω1 *.
[0026]
The PWM signal calculator 13 generates three-phase PWM signals Su, Sv, Sw consisting of on / off pulses based on the three-phase outputs Vu, Vv, Vw of the coordinate converter 9 and inputs them to the PWM inverter 1.
[0027]
Thus, the linear induction motor 2 is driven by the PWM inverter 1 under the control of the current command generator 3, the slip frequency calculator 7, the adder 8, the coordinate converters 9 and 10, and the PWM signal calculator 13.
[0028]
Here, the configurations of the voltage command corrector 4 and the voltage command calculator 5 in FIG. 8 will be described more specifically with reference to FIGS. 9 and 10.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of the voltage command corrector 4, and FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of the voltage command calculator 5.
[0029]
In FIG. 9, 51 is a subtractor for obtaining an excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id, and 52 is a primary delay element that outputs the excitation current deviation by performing a first order delay process.
[0030]
The primary delay element 52 has a function of preventing an unstable control state due to a sudden change in the excitation current deviation, and finally outputs a stable voltage command correction amount dv.
Note that a limiter may be provided on the output side of the primary delay element 52.
[0031]
On the other hand, in FIG. 10, reference numeral 61 denotes a voltage vector calculation unit that outputs a value represented by the following equation (1).
[0032]
[Expression 1]

[0033]
An adder 62 is inserted on one output side of the voltage vector calculation unit 61, adds the voltage command correction amount dv to the output value Vq1 * of the voltage vector calculation unit 61, and corrects the corrected voltage command value Vq *. Is output.
[0034]
In the configuration shown in FIGS. 8 to 10, if the electric vehicle travels to move from the region with the reaction plate to the region without the reaction plate, the impedance of the linear induction motor 2 decreases as described above. The flowing current increases.
[0035]
Since the motor current at this time is only the excitation current flowing through the mutual inductance M (see FIG. 7), the excitation current component Id greatly increases and a negative excitation current deviation is present between the excitation current command value Id *. The voltage correction amount dv is generated from the first-order lag element 52 (see FIG. 9).
[0036]
Hereinafter, the voltage command calculator 5 corrects the voltage correction value dv by adding the voltage command value to the voltage command value, thereby reducing the voltage command value Vq * and suppressing an increase in motor current.
As described above, the motor command current is prevented from being excessively controlled by reducing the voltage command value Vq *.
[0037]
On the other hand, when moving from the region without the reaction plate to the region with the reaction plate, the excitation current deviation disappears, and finally the original state is restored.
Thus, an excessive motor current can be prevented when traveling in an area where there is no reaction plate.
[0038]
FIG. 11 is a block diagram showing another conventional example described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-23316. Reference numeral 17 denotes an effective current calculator provided in parallel to the coordinate converter 10.
[0039]
In this case, the current command generator 3 outputs not only the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * but also the current effective value command Im *.
Of the two components generated from the coordinate converter 10, only the torque current component Iq for the slip frequency corrector 6 is used.
[0040]
The effective current calculator 17 calculates an effective current value Im based on the three-phase motor currents iu, iv, iw, and inputs this to the voltage command corrector 4.
The voltage command corrector 4 generates the voltage correction amount dv based on the excitation current command value Id * and the current effective value Im that is relatively easy to detect without using the excitation current component Id. Also in this case, the same effects as those described above (see FIG. 8) are obtained.
[0041]
However, in the conventional device referred to in the above Japanese Patent Laid-Open No. 2000-23316, the three-phase in the region where the state has changed such as when moving from the region where there is no reaction plate to the region where there is a reaction plate. There is a problem that the motor currents iu, iv, and iw vary.
[0042]
In addition, when changing the low speed area and the high speed area in the same way, the change amount becomes large in the high speed area, and the command is changed even when moving from the area without the reaction plate to the area with the reaction plate. There is a problem that a predetermined acceleration cannot be obtained due to excessive change even when traveling in an area where the plate is present.
[0043]
Furthermore, when a plurality of linear induction motors 2 are electrically connected in parallel to the PWM inverter 1 (not shown), one or more of them may not have a secondary conductor. Even when the motor is started in such a state, it is required to start the linear induction motor 2 without flowing an overcurrent and without changing a normal control system.
[0044]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the conventional linear induction motor electric vehicle control device can prevent an overcurrent when passing through a portion without a reaction plate in the conventional device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-23316. There is a problem that the three-phase motor currents iu, iv, iw fluctuate when moving from a region without a reaction plate to a region with a reaction plate.
[0045]
In addition, when changing the low speed area and the high speed area in the same way, the change amount becomes large in the high speed area, and the command is changed when moving from the area without the reaction plate to the area with the reaction plate. There is a problem in that a predetermined acceleration cannot be obtained due to overchange even when traveling in a certain area.
[0046]
Furthermore, even when a plurality of linear induction motors 2 electrically connected in parallel are used and one or more of them do not have a secondary conductor, the overcurrent is maintained without changing the normal control system. However, there is a problem that this cannot be achieved.
[0047]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and to obtain a linear induction motor electric vehicle control device that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor. With the goal.
[0048]
[Means for Solving the Problems]
A control apparatus for a linear induction motor electric vehicle according to claim 1 of the present invention comprises a linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle, and a secondary conductor of the linear induction motor disposed on the ground side. In a control apparatus for a linear induction motor electric vehicle, comprising a reaction plate, a power converter that supplies AC power of variable voltage and variable frequency to a linear induction motor, and a power converter control circuit that controls the power converter, The power converter control circuit calculates the current command generating means for generating the excitation current command value and torque current command value to be given to the linear induction motor, and the voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and torque current command value. Voltage command calculation means and linear induction module Current component detection means for detecting an excitation current component from the primary current of the data generator, and an overcurrent suppression circuit inserted between the current command generation means and the voltage command calculation means. Excitation current deviation calculation means for calculating the excitation current deviation between the value and the excitation current component, comparison means for comparing the excitation current deviation with the set value for overcurrent suppression, and excitation current deviation when the excitation current deviation is greater than or equal to the set value. Current command changing means for changing the current command value and the torque current command value in a decreasing direction.
[0049]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the linear induction motor electric vehicle control device according to the first aspect, wherein the current command changing means is a change primary for suppressing the changing speed of the excitation current command value and the torque current command value. It further includes a delay element.
[0050]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the linear induction motor electric vehicle control apparatus according to the second aspect, wherein the change first-order lag element is a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value. The time constant generator is configured to variably set the time constant according to the speed of the electric vehicle.
[0051]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the linear induction motor electric vehicle control apparatus according to the third aspect, wherein the time constant generator has a function table for setting the time constant to be reduced in accordance with an increase in the speed of the electric vehicle. Is.
[0052]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a control device for a linear induction motor electric vehicle according to any one of the first to fourth aspects, wherein the linear induction motor is electrically connected to the power converter in parallel. The linear induction motor The overcurrent suppression circuit When at least one of the plurality of linear induction motors does not have a secondary conductor, the excitation current command value and the torque current command value are reduced from the normal values to start up.
[0053]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a linear induction motor electric vehicle control device comprising: a linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle; and a secondary conductor of the linear induction motor disposed on the ground side. Control device for a linear induction motor electric vehicle, comprising: a reaction plate that constitutes a power converter; a power converter that supplies AC power of variable voltage and variable frequency to a linear induction motor; and a power converter control circuit that controls the power converter The power converter control circuit includes a current command generating means for generating an excitation current command value, a torque current command value and a primary current command effective value to be applied to the linear induction motor, and a linear induction from the excitation current command value and the torque current command value. Voltage command calculation means for calculating the voltage command value applied to the motor Including an effective value component detecting means for detecting a primary current effective value component from a primary current of the linear induction motor, and an overcurrent suppressing circuit inserted between the current command generating means and the voltage command calculating means. The circuit includes an effective value deviation calculating means for calculating an effective value deviation between the primary current command effective value and the primary current effective value component, a comparing means for comparing the effective value deviation with a set value for overcurrent suppression, and an effective value deviation. Current command changing means for changing the exciting current command value and the torque current command value in the decreasing direction when is equal to or greater than the set value.
[0054]
According to a seventh aspect of the present invention, in the control device for a linear induction motor electric vehicle according to the sixth aspect, the current command changing means is a change primary for suppressing the changing speed of the excitation current command value and the torque current command value. It further includes a delay element.
[0055]
According to an eighth aspect of the present invention, in the linear induction motor electric vehicle control apparatus according to the seventh aspect, the change first-order lag element is a time constant for suppressing a change speed of the excitation current command value and the torque current command value. The time constant generator is configured to variably set the time constant according to the speed of the electric vehicle.
[0056]
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a linear induction motor electric vehicle control apparatus according to the eighth aspect, wherein the time constant generator has a function table for reducing and setting the time constant as the speed of the electric vehicle increases. Is.
[0057]
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a control device for a linear induction motor electric vehicle according to any one of the sixth to ninth aspects, wherein the linear induction motor is a plurality of electrically connected electric power converters in parallel. The linear induction motor The overcurrent suppression circuit When at least one of the plurality of linear induction motors does not have a secondary conductor, the excitation current command value and the torque current command value are reduced from the normal values to start up.
[0058]
According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a linear induction motor electric vehicle control device comprising: a linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle; and a secondary conductor of the linear induction motor disposed on the ground side. Control device for a linear induction motor electric vehicle, comprising: a reaction plate that constitutes a power converter; a power converter that supplies AC power of variable voltage and variable frequency to a linear induction motor; and a power converter control circuit that controls the power converter The power converter control circuit includes a current command generating means for generating an excitation current command value and a torque current command value to be given to the linear induction motor, and a voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and the torque current command value. Voltage command calculation means for calculating A current component detection means for detecting an excitation current component from the primary current of the motor, and an overcurrent suppression circuit inserted between the current command generation means and the voltage command calculation means. A primary delay element that generates a primary delay current component from the primary current, a primary delay current deviation calculation means that calculates a primary delay current deviation between the excitation current component and the primary delay current component, and a set of primary delay current deviation for overcurrent suppression Comparing means for comparing with the value, and current command changing means for changing the exciting current command value and the torque current command value in the decreasing direction when the first-order lag current deviation is equal to or larger than the set value.
[0059]
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the linear induction motor electric vehicle control apparatus according to the eleventh aspect, wherein the current primary delay element is a delay that generates a delay time constant for determining the primary delay amount of the excitation current component. The delay time constant generator has a time constant generator, and variably sets the delay time constant according to the speed of the electric vehicle.
[0060]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the control device for a linear induction motor electric vehicle according to the eleventh or twelfth aspect, the current command changing means suppresses the changing speed of the excitation current command value and the torque current command value. In addition, a change first-order lag element is included.
[0061]
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the linear induction motor electric vehicle control apparatus according to the thirteenth aspect, wherein the change first-order lag element is a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value. The time constant generator is configured to variably set the time constant according to the speed of the electric vehicle.
[0062]
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the control device for a linear induction motor electric vehicle according to the fourteenth aspect, the time constant generator has a function table for setting the time constant to be reduced according to an increase in the speed of the electric vehicle. Is.
[0063]
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a control device for a linear induction motor electric vehicle according to any one of the eleventh to fifteenth aspects, wherein the linear induction motor is a plurality of electric power converters electrically connected in parallel. The linear induction motor The overcurrent suppression circuit When at least one of the plurality of linear induction motors does not have a secondary conductor, the excitation current command value and the torque current command value are reduced from the normal values to start up.
[0064]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing Embodiment 1 of the present invention. The same components as those described above (see FIG. 8) are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
[0065]
In FIG. 1, 18 is an overcurrent suppression circuit inserted between the current command generator 3 and the voltage command generator 5, and 22 is a reaction plate provided on the ground side so as to face the linear induction motor 2. .
[0066]
The overcurrent suppressing circuit 18 is based on the exciting current command value Id * and torque current command value Iq * from the current command generator 3 and the exciting current component Id from the coordinate converter 10 and is used to suppress overcurrent. A command value Id * and a torque current command value Iq * are generated and input to the voltage command calculator 5.
[0067]
In this case, of the two components generated from the coordinate converter 10, only the excitation current component Id is used.
Further, the primary frequency command value ω1 * from the adder 8 is not input to the voltage command calculator 5, but is input only to the coordinate converters 9 and 10.
[0068]
Next, the operation according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described.
First, as described above, the DC current from the DC power supply 11 is smoothed by the filter capacitor 12 and supplied to the PWM inverter 1. The PWM inverter 1 converts the DC voltage into three-phase AC power to convert the linear induction motor 2. Supply to the primary winding.
[0069]
As a result, the electric vehicle travels due to the interaction between the primary winding of the linear induction motor 2 and the reaction plate 22.
At this time, the control device including the current command generator 3, the slip frequency calculator 7, the adder 8, the coordinate converters 9, 10, the PWM signal calculator 13, and the overcurrent suppression circuit 18 is a linear induction motor as described below. 2 is controlled.
[0070]
First, as described above, the current command generator 3 generates an excitation current command value Id * and a torque current command value Iq *, and the coordinate converter 10 performs excitation based on the three-phase motor currents iu, iv, iw. A current component Id is generated.
[0071]
Subsequently, the overcurrent suppression circuit 18 calculates the excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id, and based on the comparison result between the excitation current deviation and the set value for overcurrent suppression, Exciting current command value Id * and torque current command value Iq * are generated.
[0072]
That is, when the excitation current deviation is equal to or larger than the set value, the overcurrent suppression circuit 18 sets the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * to 1/10 of the steady state value (this value is Can be set to an adjusted arbitrary value), and these are input to the voltage command calculator 5.
[0073]
Further, when the exciting current deviation is smaller than the set value, the overcurrent suppressing circuit 18 uses the exciting current command value Id * and the torque current command value Iq * from the current command generator 3 as they are as the voltage command calculator 5. To enter.
[0074]
In the same manner as described above, the voltage command calculator 5 calculates the voltage command value Vd supplied to the linear induction motor 2 based on the excitation current command value Id *, the torque current command value Iq *, and the primary frequency command value ω1 *. * And Vq * are calculated.
[0075]
The slip frequency calculator 7 calculates a slip frequency command value ωs * based on the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * from the current command generator 3, and the adder 8 The value ωs * and the electric vehicle speed ωr are added to generate a primary frequency command value ω1 *.
[0076]
Hereinafter, based on the primary frequency command value ω1 *, the coordinate converter 9 converts the voltage command values Vd * and Vq * into the three-phase voltage command values Vu, Vv, Vw of the stationary coordinate system, and the coordinate converter 10 The three-phase motor currents iu, iv, iw are converted into an excitation current component Id and a torque current component Iq in the rotating coordinate system.
[0077]
The PWM signal calculator 13 generates three-phase PWM signals Su, Sv, Sw from the three-phase outputs Vu, Vv, Vw from the coordinate converter 9.
Thus, the PWM inverter 1 is driven based on the three-phase PWM signals Su, Sv, Sw, and drives the linear induction motor 2 in relation to the reaction plate 22 to run the electric vehicle.
[0078]
Here, when the electric vehicle travels to move from the region with the reaction plate 22 to the region without the reaction plate 22, the magnetic flux generated in the primary winding of the linear induction motor 2 is linked to the secondary side as described above. As a result, the primary winding acts as a simple impedance, and it appears that the mutual inductance M is reduced in the equivalent circuit (see FIG. 7).
[0079]
Further, in the series circuit composed of the inductance component L2 and the resistor component R2 in FIG. 7, the resistor component R2 becomes large and the series circuit can be regarded as an open state due to the absence of the secondary conductor. As a result, the equivalent circuit impedance of the linear induction motor 2 decreases and a large current flows.
[0080]
That is, when the equivalent circuit of the linear induction motor 2 is considered, when the primary side of the linear induction motor 2 moves from the reaction plate 22 to a place where the reaction plate 22 is not present, the mutual inductance M becomes small and the secondary resistor component R2 The value increases.
[0081]
Therefore, as shown in FIG. 1, by inserting the overcurrent suppression circuit 18, the excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id is compared with the set value for overcurrent suppression. The excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * are variably set.
[0082]
Next, the operation according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration example of the overcurrent suppression circuit 18 in FIG.
[0083]
In FIG. 2, reference numerals 23 and 24 denote first-order change delay elements having different time constants (T2, T3), and suppress the change speeds of the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq *.
[0084]
25 is a comparator for selecting the change first-order lag elements 23 and 24, 26 is a set value generator for generating a set value B for suppressing overcurrent, and 27 is an excitation current command value Id * and an excitation current component Id. It is a subtracter (excitation current deviation calculation means) that generates the excitation current deviation A.
[0085]
A multiplier 28 multiplies the excitation current command value Id * by the output value of the change primary delay element 23, and inputs the multiplication result to the voltage command calculator 5 as the final excitation current command value Id *.
[0086]
A multiplier 29 multiplies the torque current command value Iq * by the output value of the change first-order lag element 24, and inputs the multiplication result to the voltage command calculator 5 as the final torque current command value Iq *.
[0087]
30 is a time constant generator for setting the time constant T2 for the change primary delay element 23, and 31 is a time constant generator for setting the time constant T3 for the change primary delay element 24. Each of the time constant generators 30 and 31 variably sets the time constants T1 and T2 according to the speed ωr of the electric vehicle.
[0088]
The time constants T2 and T3 determine the speed at which the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * through the change primary delay elements 23 and 24 change to 1/1 or 1/10 of the steady state value. Each of them changes with a negative linear function according to the electric vehicle speed ωr.
[0089]
The first-order change elements 23 and 24, the multipliers 28 and 29, and the time constant generators 30 and 31 constitute current command changing means that operates in response to the comparator 25, and the excitation current deviation A is the set value B. When the above (A ≧ B) is indicated, the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * are changed, and the change amount of the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * is changed to the electric vehicle speed ωr. Variable setting according to.
[0090]
In FIG. 2, the comparator 25 in the overcurrent suppression circuit 18 compares the excitation current deviation A with the set value B. When the excitation current deviation A is smaller than the set value B (A <B), Thus, the change primary delay element 23 is selected, and the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * from the current command generator 3 are input to the voltage command calculator 5 as they are.
[0091]
In addition, when the excitation current deviation A is equal to or greater than the set value B (A ≧ B), the comparator 25 selects the change first-order lag element 24 and sets the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq *. After changing to 1/10 of the value in the steady state, the value is input to the voltage command calculator 5.
[0092]
At this time, the time constant T3 (the speed at which the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * are changed to 1/10 of the steady state value) for the change primary delay element 24 increases the speed ωr of the electric vehicle. The reduction is set so as to improve the responsiveness.
[0093]
On the other hand, the time constant T2 of the change primary delay element 23 is obtained when the excitation current deviation A is switched from the state where the excitation current deviation A is equal to or larger than the set value B (A ≧ B) to the state where the excitation current deviation is smaller than the set value B (A <B). The control is prevented from becoming unstable due to sudden changes in the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq *.
[0094]
That is, the change first-order lag element 23 has an effect of preventing a sudden change in the motor current or the like that occurs due to a sudden return to the original state when the reaction plate 22 moves from a region without the reaction plate 22 to a region with the reaction plate 22.
[0095]
Thus, when the excitation current deviation A becomes equal to or greater than the set value B, the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * are reduced to reduce the output voltage command, thereby preventing overcurrent. be able to.
[0096]
That is, a motor current component (excitation current component Id) necessary for performing normal motor control and protecting the PWM inverter 1 from an abnormal state without separately providing a special device such as a state detection unit for the reaction plate 22. Even when the vehicle travels in an area where there is no reaction plate 22, overcurrent can be suppressed.
[0097]
In addition, it is possible to prevent a sudden change in the motor current or the like when it suddenly returns to the area where the reaction plate 22 is present.
[0098]
Also, instead of changing the low speed region and the high speed region in the same way, the time constant T3 for reducing the excitation current command Id * and the torque current command Iq * when the excitation current deviation A is greater than or equal to the set value B is Since it is determined by a table (negative linear function) corresponding to the vehicle speed ωr, and the change speed and change amount of the output voltage command are determined according to the speed ωr, it is possible to prevent overchange and obtain a predetermined acceleration.
[0099]
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, a single linear induction motor 2 is used. However, a plurality of linear induction motors 2 may be electrically connected in parallel to the PWM inverter 1.
[0100]
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention in which a plurality of linear induction motors 2 are connected in parallel. One of the two linear induction motors 2 does not have a reaction plate 22. Show.
[0101]
In FIG. 3, the configuration not shown is as shown in FIG.
In this case, the power converter control device is provided with starting means (not shown) for starting the plurality of linear induction motors 2.
[0102]
As shown in FIG. 3, even when a plurality of linear induction motors 2 connected in parallel are started, the overcurrent suppression circuit 18 shown in FIGS. 1 and 2 can be suitably applied.
[0103]
That is, at the time of starting the linear induction motor 2, one or more units can be activated by changing the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * in a decreasing direction from the normal time while detecting overcurrent. Even if the linear induction motor 2 does not have the reaction plate 22, it can be started with a small thrust, and no overcurrent flows.
[0104]
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, the output voltage command is reduced based on the excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id. However, the primary current command effective value and the primary current effective value component are reduced. The output voltage command may be reduced based on the effective value deviation.
[0105]
FIG. 4 is a block diagram showing Embodiment 3 of the present invention in which the output voltage command is reduced based on the effective value deviation.
In FIG. 4, the same components as those described above (see FIGS. 1 and 7) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0106]
In this case, the current command generator 3 calculates not only the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * but also the primary current command effective value Im *.
[0107]
The effective current calculator 17 is inserted between the coordinate converter 10 and the overcurrent suppression circuit 18, and based on the excitation current component Id and the torque current component Iq, the three-phase motor currents iu, iv, iw The primary current effective value component Im is detected.
The effective current calculator 17 may detect the primary current effective value component Im based on the three-phase motor currents iu, iv, and iw as described above (see FIG. 11).
[0108]
The overcurrent suppression circuit 18 variably sets the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * based on the effective value deviation between the primary current command effective value Im * and the primary current effective value component Im.
[0109]
FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration example of the overcurrent suppressing circuit 18 in FIG. 4. The same components as those described above (see FIG. 2) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0110]
In FIG. 5, a subtractor 27 (effective value deviation calculating means) calculates an effective value deviation A between the primary current command effective value Im * and the primary current effective value component Im.
The comparator 25 compares the effective value deviation A with the set value B, and when the effective value deviation A is equal to or greater than the set value B (A ≧ B), the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq *. To change.
[0111]
Also in the third embodiment of the present invention shown in FIGS. 4 and 5, the same effect as described above can be obtained.
In addition, when starting up a plurality of linear induction motors 2 (see FIG. 3) connected in parallel, even if one or more linear induction motors 2 do not have the reaction plate 22, an overcurrent suppression circuit 18 can be suitably applied.
[0112]
That is, even when one or more units do not have the reaction plate 22 by changing the excitation current command Id * and the torque current command Iq * in the decreasing direction from the normal time while detecting the overcurrent. It can be started with a small thrust, and overcurrent can be prevented.
[0113]
Embodiment 4 FIG.
In the first embodiment, the output voltage command is reduced based on the excitation current deviation between the excitation current command value Id * and the excitation current component Id. However, the primary current of the excitation current component Id and its primary delay current component is reduced. The output voltage command may be reduced based on the delay current deviation.
[0114]
FIG. 6 is a block diagram showing a specific configuration of the overcurrent suppressing circuit 18 according to the fourth embodiment of the present invention in which the output voltage command is reduced based on the first-order lag current deviation.
In FIG. 6, the same components as those described above (see FIGS. 2 and 5) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0115]
In this case, the overcurrent suppressing circuit 18 includes a delay time constant generator 32 and a current primary delay element 33 in addition to the above-described components 23 to 31.
The current primary delay element 33 generates a primary delay current component from the excitation current component Id, and the delay time constant generator 32 generates a delay time constant T1 for determining the primary delay amount of the excitation current component Id.
[0116]
Similarly to the time constant generators 30 and 31, the delay time constant generator 32 variably sets the delay time constant T1 with reference to a function table (negative linear function) corresponding to the speed ωr of the electric vehicle. .
[0117]
The subtractor 27 (first-order lag current deviation calculating means) calculates the first-order lag current deviation A between the excitation current component Id and the first-order lag current component, and the comparator 25 sets the first-order lag current deviation A for overcurrent suppression. Compare with value B.
[0118]
Therefore, the comparator 25 is in an overcurrent generation state in which the exciting current component Id (current value) is increasing from the primary lag current component (previous value) when the primary lag current deviation A is greater than or equal to the set value B. And the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * are changed in the decreasing direction.
[0119]
In this way, by providing the current primary delay element 33, it is possible to detect the occurrence of overcurrent using only the excitation current component Id.
That is, since the current that flows when the reaction plate 22 disappears is almost an excitation current, an overcurrent can be detected only by observing a change in the excitation current component Id.
[0120]
Further, the first-order lag current deviation A between the excitation current component Id and the current component that has passed through the current first-order lag element 33 is compared with the set value B, and when the first-order lag current deviation A is greater than or equal to the set value B, the excitation current command Id Since * and the torque current command Iq * are changed, the same effects as described above can be obtained.
[0121]
Similarly to the above, when a plurality of linear induction motors 2 (see FIG. 3) connected in parallel are started, even if one or more linear induction motors 2 do not have the reaction plate 22. By suitably applying the overcurrent suppression circuit 18 shown in FIG. 6, the excitation current command Id * and the torque current command Iq * can be changed while suppressing the overcurrent.
[0122]
That is, even when one or more of the parallel linear induction motors 2 do not have a reaction plate, they can be started with a small thrust and will not enter an overcurrent state.
[0123]
At this time, the delay time constant T1 used in the calculation of the current primary delay element 33 needs to be set to a considerably small value.
[0124]
The overcurrent suppression circuit 18 in FIG. 6 has a current primary delay element 33 (adjustment element) added as compared with the case described above (see FIGS. 2 and 5), but the adjustment operation is particularly increased. Absent.
[0125]
This is because when the excitation current deviation occurs in the steady state due to the difference between the actual motor constant and the control motor constant of the linear induction motor 2, the overcurrent suppression circuit 18 described above (see FIGS. 2 and 5) There is a possibility that the excitation current command value Id * and the torque current command value Iq * may be changed in response to the excitation current deviation. However, the overcurrent suppression circuit 18 in FIG. This is because the adjustment operation is executed only when there is no plate 22.
[0126]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the linear induction motor having the primary winding mounted on the electric vehicle, and the reaction plate disposed on the ground side and constituting the secondary conductor of the linear induction motor. And a power converter for supplying AC power of variable voltage and variable frequency to the linear induction motor, and a power converter control circuit for controlling the power converter. The control circuit includes a current command generating means for generating an excitation current command value and a torque current command value to be given to the linear induction motor, and a voltage command for calculating a voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and the torque current command value. The excitation current is generated from the primary current of the calculation means and the linear induction motor. Current component detection means for detecting the current, and an overcurrent suppression circuit inserted between the current command generation means and the voltage command calculation means. The overcurrent suppression circuit is configured to excite the excitation current command value and the excitation current component. Excitation current deviation calculation means for calculating current deviation, comparison means for comparing excitation current deviation with set value for overcurrent suppression, and excitation current command value and torque current command value when excitation current deviation is equal to or greater than set value Therefore, there is an effect that a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor can be obtained.
[0127]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the current command changing means further includes a change first-order lag element for suppressing a change rate of the excitation current command value and the torque current command value. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a next conductor.
[0128]
According to claim 3 of the present invention, in claim 2, the change first-order lag element is a time constant generator that generates a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value. Because the time constant generator is variably set according to the speed of the electric vehicle, a linear induction motor that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor There is an effect that an electric vehicle control device can be obtained.
[0129]
According to claim 4 of the present invention, in claim 3, the time constant generator has a function table for setting the time constant in accordance with an increase in the speed of the electric vehicle, so that it functions as a secondary conductor. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate.
[0130]
According to claim 5 of the present invention, in any one of claims 1 to 4, the linear induction motor is composed of a plurality of linear induction motors electrically connected in parallel to the power converter, The overcurrent suppression circuit When at least one of the plurality of linear induction motors does not have a secondary conductor, the excitation current command value and the torque current command value are reduced from the normal values to start up. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle in which generation of overcurrent is suppressed.
[0131]
According to claim 6 of the present invention, a linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle, a reaction plate disposed on the ground side and constituting a secondary conductor of the linear induction motor, and a variable In a control device for a linear induction motor electric vehicle including a power converter that supplies AC power of voltage and variable frequency to a linear induction motor, and a power converter control circuit that controls the power converter, the power converter control circuit includes: , Current command generating means for generating excitation current command value, torque current command value and primary current command effective value to be given to linear induction motor, and voltage command value to be given to linear induction motor from excitation current command value and torque current command value Voltage command calculation means and the primary current of the linear induction motor Including an effective value component detecting means for detecting a primary current effective value component, and an overcurrent suppressing circuit inserted between the current command generating means and the voltage command calculating means. Effective value deviation calculating means for calculating an effective value deviation between the effective current component and the primary current effective value component, comparing means for comparing the effective value deviation with a set value for suppressing overcurrent, and when the effective value deviation is equal to or larger than the set value, Current command changing means for changing the excitation current command value and the torque current command value in a decreasing direction, so that the linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of the reaction plate functioning as the secondary conductor There is an effect that a control device can be obtained.
[0132]
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the current command changing means further includes a change first-order lag element for suppressing a change rate of the excitation current command value and the torque current command value. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a next conductor.
[0133]
According to claim 8 of the present invention, in claim 7, the change first-order lag element is a time constant generator that generates a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value. Because the time constant generator is variably set according to the speed of the electric vehicle, a linear induction motor that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor There is an effect that an electric vehicle control device can be obtained.
[0134]
According to claim 9 of the present invention, in claim 8, the time constant generator has a function table for setting the time constant in accordance with an increase in the speed of the electric vehicle, and therefore functions as a secondary conductor. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate.
[0135]
According to claim 10 of the present invention, in any one of claims 6 to 9, the linear induction motor includes a plurality of linear induction motors electrically connected in parallel to the power converter, The overcurrent suppression circuit When at least one of the plurality of linear induction motors does not have a secondary conductor, the excitation current command value and the torque current command value are reduced from the normal values to start up. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle in which generation of overcurrent is suppressed.
[0136]
According to claim 11 of the present invention, a linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle, a reaction plate arranged on the ground side and constituting a secondary conductor of the linear induction motor, and a variable In a control device for a linear induction motor electric vehicle including a power converter that supplies AC power of voltage and variable frequency to a linear induction motor, and a power converter control circuit that controls the power converter, the power converter control circuit includes: A current command generating means for generating an excitation current command value and a torque current command value to be given to the linear induction motor; a voltage command calculating means for calculating a voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and the torque current command value; The excitation current component is detected from the primary current of the linear induction motor. Current component detecting means, and an overcurrent suppressing circuit inserted between the current command generating means and the voltage command calculating means. The overcurrent suppressing circuit generates a primary current component that generates a primary lag current component from the exciting current component. A delay element, a primary delay current deviation calculating means for calculating the primary delay current deviation of the excitation current component and the primary delay current component, a comparing means for comparing the primary delay current deviation with a set value for overcurrent suppression, and a primary delay When the current deviation is greater than or equal to the set value, it includes current command changing means that changes the excitation current command value and the torque current command value in the decreasing direction, so that overcurrent can be detected regardless of the presence or absence of the reaction plate that functions as a secondary conductor. There is an effect that a control device for a linear induction motor electric vehicle in which generation is suppressed can be obtained.
[0137]
According to claim 12 of the present invention, in claim 11, the current primary delay element has a delay time constant generator for generating a delay time constant for determining the primary delay amount of the excitation current component, The delay time constant generator is set to variably set the delay time constant according to the speed of the electric vehicle, so the linear induction motor electric that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of the reaction plate that functions as a secondary conductor. There is an effect that a vehicle control device can be obtained.
[0138]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the eleventh or twelfth aspect, the current command changing means further includes a change first-order lag element for suppressing a change rate of the excitation current command value and the torque current command value. Therefore, there is an effect that a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor can be obtained.
[0139]
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the thirteenth aspect, the change first-order lag element is a time constant generator that generates a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value. Because the time constant generator is variably set according to the speed of the electric vehicle, a linear induction motor that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate that functions as a secondary conductor There is an effect that an electric vehicle control device can be obtained.
[0140]
According to the fifteenth aspect of the present invention, in the fourteenth aspect, the time constant generator has a function table that reduces and sets the time constant in accordance with an increase in the speed of the electric vehicle, and thus functions as a secondary conductor. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle that suppresses the occurrence of overcurrent regardless of the presence or absence of a reaction plate.
[0141]
According to claim 16 of the present invention, in any one of claims 11 to 15, the linear induction motor includes a plurality of linear induction motors electrically connected in parallel to the power converter, The overcurrent suppression circuit When at least one of the plurality of linear induction motors does not have a secondary conductor, the excitation current command value and the torque current command value are reduced from the normal values to start up. There is an effect of obtaining a control device for a linear induction motor electric vehicle in which generation of overcurrent is suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration of an overcurrent suppressing circuit according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a parallel linear induction motor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a specific configuration of an overcurrent suppressing circuit according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a specific configuration of an overcurrent suppressing circuit according to Embodiment 4 of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing an equivalent circuit of a general linear induction motor.
FIG. 8 is a block diagram showing a conventional control device for a linear induction motor electric vehicle.
9 is a block diagram showing a specific configuration of a voltage command corrector in FIG. 8. FIG.
10 is a block diagram showing a specific configuration of the voltage command calculator in FIG. 8. FIG.
FIG. 11 is a block diagram showing another configuration example of a conventional control device for a linear induction motor electric vehicle.
[Explanation of symbols]
1 PWM inverter (power converter), 2 linear induction motor, 22 reaction plate (secondary conductor), 3 current command generator, 5 voltage command calculator, 7 slip frequency calculator, 10 coordinate converter (current component detection means) 11) DC power supply, 13 PWM signal calculator, 14u, 14v, 14w Current detector, 16 Speed detector, 17 Effective current calculator (RMS component detection means), 18 Overcurrent suppression circuit, 23, 24 Change Primary delay element, 25 comparator, 27 subtractor (excitation current deviation calculating means, effective value deviation calculating means, primary delay current deviation calculating means), 30, 31 time constant generator, 32 delay time constant generator, 33 current primary Delay element, A Excitation current deviation (effective value deviation, primary delay current deviation), B set value, iu, iv, iw Three-phase motor current (primary current), Id * excitation Current command value, Iq * torque current command value, Im * primary current command effective value, Id excitation current component, Im primary current effective value component, T1 delay time constant, T2, T3 time constant, Vd *, Vq * voltage command value , Ωr Electric vehicle speed.

Claims (16)

A linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle;
A reaction plate disposed on the ground side and constituting a secondary conductor of the linear induction motor;
A power converter for supplying AC power of variable voltage and variable frequency to the linear induction motor;
In a control device for a linear induction motor electric vehicle comprising a power converter control circuit for controlling the power converter,
The power converter control circuit includes:
Current command generating means for generating an excitation current command value and a torque current command value to be given to the linear induction motor;
Voltage command calculation means for calculating a voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and the torque current command value;
Current component detection means for detecting an excitation current component from a primary current of the linear induction motor;
An overcurrent suppression circuit inserted between the current command generation means and the voltage command calculation means,
The overcurrent suppression circuit is
Excitation current deviation calculating means for calculating an excitation current deviation between the excitation current command value and the excitation current component;
Comparison means for comparing the excitation current deviation with a set value for overcurrent suppression;
A control device for a linear induction motor electric vehicle, comprising: current command changing means for changing the excitation current command value and the torque current command value in a decreasing direction when the excitation current deviation is equal to or greater than the set value. . 2. The linear induction motor electric vehicle according to claim 1, wherein the current command changing unit further includes a change first-order lag element for suppressing a change speed of the excitation current command value and the torque current command value. Control device. The change first-order lag element has a time constant generator that generates a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value,
3. The linear induction motor electric vehicle control device according to claim 2, wherein the time constant generator variably sets the time constant according to a speed of the electric vehicle. 4. The control apparatus for a linear induction motor electric vehicle according to claim 3, wherein the time constant generator has a function table that reduces and sets the time constant according to an increase in speed of the electric vehicle. The linear induction motor comprises a plurality of linear induction motors electrically connected in parallel to the power converter,
The overcurrent suppression circuit sets the excitation current command value and the torque current command value from normal values when at least one of the plurality of linear induction motors does not have the secondary conductor. linear induction motor electric car control apparatus according to any one of claims 1, characterized in that the start be reduced to claim 4. A linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle;
A reaction plate disposed on the ground side and constituting a secondary conductor of the linear induction motor;
A power converter for supplying AC power of variable voltage and variable frequency to the linear induction motor;
In a control device for a linear induction motor electric vehicle comprising a power converter control circuit for controlling the power converter,
The power converter control circuit includes:
Current command generating means for generating an excitation current command value, a torque current command value and a primary current command effective value to be given to the linear induction motor;
Voltage command calculation means for calculating a voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and the torque current command value;
Effective value component detection means for detecting a primary current effective value component from a primary current of the linear induction motor;
An overcurrent suppression circuit inserted between the current command generation means and the voltage command calculation means,
The overcurrent suppression circuit is
An effective value deviation calculating means for calculating an effective value deviation between the primary current command effective value and the primary current effective value component;
Comparison means for comparing the RMS deviation with a set value for overcurrent suppression;
A control device for a linear induction motor electric vehicle, comprising: current command changing means for changing the excitation current command value and the torque current command value in a decreasing direction when the effective value deviation is equal to or greater than the set value. . The linear induction motor electric vehicle according to claim 6, wherein the current command changing means further includes a change first-order lag element for suppressing a change speed of the excitation current command value and the torque current command value. Control device. The change first-order lag element has a time constant generator that generates a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value,
8. The control apparatus for a linear induction motor electric vehicle according to claim 7, wherein the time constant generator variably sets the time constant according to the speed of the electric vehicle. 9. The linear induction motor electric vehicle control device according to claim 8, wherein the time constant generator has a function table that reduces and sets the time constant in accordance with an increase in speed of the electric vehicle. The linear induction motor comprises a plurality of linear induction motors electrically connected in parallel to the power converter,
The overcurrent suppression circuit sets the excitation current command value and the torque current command value from normal values when at least one of the plurality of linear induction motors does not have the secondary conductor. linear induction motor electric vehicle control device according to any one of claims 6, characterized in that the activation is also reduced to claim 9. A linear induction motor having a primary winding mounted on an electric vehicle;
A reaction plate disposed on the ground side and constituting a secondary conductor of the linear induction motor;
A power converter for supplying AC power of variable voltage and variable frequency to the linear induction motor;
In a control device for a linear induction motor electric vehicle comprising a power converter control circuit for controlling the power converter,
The power converter control circuit includes:
Current command generating means for generating an excitation current command value and a torque current command value to be given to the linear induction motor;
Voltage command calculation means for calculating a voltage command value to be given to the linear induction motor from the excitation current command value and the torque current command value;
Current component detection means for detecting an excitation current component from a primary current of the linear induction motor;
An overcurrent suppression circuit inserted between the current command generation means and the voltage command calculation means,
The overcurrent suppression circuit is
A current primary delay element that generates a primary delay current component from the excitation current component;
Primary delay current deviation calculating means for calculating a primary delay current deviation between the excitation current component and the primary delay current component;
Comparison means for comparing the first-order lag current deviation with a set value for overcurrent suppression;
Control of a linear induction motor electric vehicle comprising: current command changing means for changing the exciting current command value and the torque current command value in a decreasing direction when the first-order lag current deviation is equal to or greater than the set value. apparatus. The current primary delay element includes a delay time constant generator that generates a delay time constant for determining a primary delay amount of the excitation current component,
12. The control apparatus for a linear induction motor electric vehicle according to claim 11, wherein the delay time constant generator variably sets the delay time constant according to the speed of the electric vehicle. 13. The linear induction according to claim 11, wherein the current command changing unit further includes a change first-order lag element for suppressing a change speed of the excitation current command value and the torque current command value. Control device for motor electric car. The change first-order lag element has a time constant generator that generates a time constant for suppressing the change rate of the excitation current command value and the torque current command value,
14. The linear induction motor electric vehicle control device according to claim 13, wherein the time constant generator variably sets the time constant according to the speed of the electric vehicle. 15. The linear induction motor electric vehicle control device according to claim 14, wherein the time constant generator has a function table that reduces and sets the time constant in accordance with an increase in speed of the electric vehicle. The linear induction motor comprises a plurality of linear induction motors electrically connected in parallel to the power converter,
The overcurrent suppression circuit sets the excitation current command value and the torque current command value from normal values when at least one of the plurality of linear induction motors does not have the secondary conductor. linear induction motor electric vehicle control device according to any one of claims 11, characterized in that the start be reduced to claim 15.

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