JP4376759B2 - 電気車の制御装置及びそれを用いた電気車 - Google Patents
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Description
かかる構成により、電動機の特性に限らず、電力変換器や電動機の温度により電動機の最大トルクや通電電流を制限することができるものとなる。
かかる構成により、電動機の特性に限らず、電力変換器や電動機の温度により電動機の最大トルクや通電電流を制限することができるものとなる。
最初に、図1を用いて、本実施形態による電気車の制御装置を用いた電気車システムの構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置を用いた電気車システムの構成を示すブロック図である。
図2は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置によって駆動される電動機の特性図である。図2(A)は電動機のトルク特性を示し、図2(B)は電動機の出力特性を示し、図2(C)は電動機の電流特性を示している。なお、各図の横軸は電動機の回転数を示している。
図3は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置の出力制限演算手段120による第1,第2の制限処理に基づく制限動作の説明図である。図3(A)は、第1の制限処理に基づく制限動作を示しており、図3(B)は、第2の制限処理に基づく制限動作を示している。
図4及び図5は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置の出力制限演算手段120による第1の制限処理の説明図である。
τlmt=τ*−(Δτ×kτd) …(1)
として計算する。この計算により、例えば電動機回転数Nmb点ではτ*=τb、Δτ=Δτ1、温度がte2以上である場合kτd=100%が演算値となるので、以下の式(2)により、
τlmt=τb−(Δτ1×100%)=τb’ …(2)
となり、電動機回転数Nmb点での制限トルク特性τlmtはτb’の値となるように演算される。温度がte1からte2に至るまでの間は温度補正係数kτdは0から100%まで温度に沿って変化するので、Δτもこれに応じて変化する特性となる。
図6は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置の出力制限演算手段120による第1の制限処理の電動機の特性図である。図6(A)は電動機のトルク特性を示し、図6(B)は電動機の出力特性を示し、図6(C)は電動機の電流特性を示している。なお、各図の横軸は電動機の回転数を示している。また、実線は制限処理を行わない場合の特性を示し、破線は第1の制限処理を実行した場合の特性を示している。一点鎖線は、第2の制限処理を実行した場合の特性を示すものであり、この内容は後述する。
図7は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置の出力制限演算手段120による第2の制限処理の説明図である。図7は、第2の制限処理で用いる温度補正係数kτfテーブル特性を示している。
図8は、本発明の一実施形態による電気車の制御装置の出力制限演算手段120による第1,第2の制限処理における温度補正係数の特性比較図である。
20…電力変換手段
100…制御手段
10…電動機
12…回転数検出器
14…電動機温度検出器
40…アクセル手段
42…ブレーキ手段
44…シフト手段
22…素子温度検出手段
110…駆動力演算手段
120…出力制限演算手段
130…駆動信号演算手段
Claims (4)
- 電源からの電力を電力変換手段により電力変換して電動機を駆動するとともに、前記電力変換手段を制御する制御手段を有する電気車の制御装置であって、
前記制御手段は、運転者の意志に基づいて、電動機の発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、
前記電動機の温度若しくは前記電力変換手段に含まれる半導体素子の温度が第1の所定温度を超えると、前記電動機の出力特性の最大出力を発生する領域を含む所定の回転数の範囲の最大トルクを制限する第1の制限処理を実行する出力演算制限手段とを備え、
前記出力演算制限手段は、前記電動機の温度若しくは前記電力変換手段に含まれる半導体素子の温度が第1の所定温度より高い第2の所定温度を超えると、前記電動機の出力特性の全領域のトルクを制限する第2の制限処理を実行する出力演算制限手段とを有することを特徴とする電気車の制御装置。 - 請求項1記載の電気車の制御装置において、
前記出力演算制限手段は、前記第1の制限処理及び前記第2の制限処理において、各々前記素子温度と前記電動機温度の値の高い方を選択して第1若しくは第2の所定温度と比較することにより動作を行うことを特徴とした電気車の制御装置。 - 請求項1記載の電気車の制御装置において、
前記電動機の最大電流は、前記電動機のゼロ回転から発生される最大定トルク出力時の電流よりも、前記最大定トルク出力時の電動機回転域より電動機回転の高い領域の出力における最大電流の方が大きいことを特徴とする電気車の制御装置。 - 直流電源と、
半導体素子を内包するとともに、前記直流電源の電力を交流電力に変換する電力変換手段と、
車両を駆動するための駆動力を発生する電動機と、
前記電力変換手段を制御する制御手段と、
運転者の意志を表す信号を出力する運転者意志検出手段と、
前記半導体素子の温度を検出する素子温度検出手段と、
前記電動機の回転速度を検出する回転検出手段と、
前記電動機の温度を検出する電動機温度検出手段とを有する電気車であって、
前記制御手段は、運転者の意志に基づいて、電動機の発生すべき駆動力を演算する駆動力演算手段と、
前記電動機の温度若しくは前記電力変換手段に含まれる半導体素子の温度が第1の所定温度を超えると、前記電動機の出力特性の最大出力を発生する領域を含む所定の回転数の範囲の最大トルクを制限する第1の制限処理を実行する出力演算制限手段とを備え、
前記出力演算制限手段は、前記電動機の温度若しくは前記電力変換手段に含まれる半導体素子の温度が第1の所定温度より高い第2の所定温度を超えると、前記電動機の出力特性の全領域のトルクを制限する第2の制限処理を実行する出力演算制限手段とを有することを特徴とする電気車。
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