JP5385730B2 - Regenerative brake control method and regenerative brake control device - Google Patents

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Description

本発明は、回生ブレーキ制御方法等に関する。   The present invention relates to a regenerative brake control method and the like.

電気車には、ブレーキ時に主電動機を発電機として使用し、発生した電力を、架線を通じて近傍の力行運転中の車両などの負荷に供給（回生）する電力回生機能を持つものがある。しかし、回生電力が大き過ぎる場合や、近くに回生電力を消費する回生負荷（力行運転状態にある他の車両など）が無い場合などには、回生電力によって架線電圧が上昇し、回生ブレーキが効かない回生失効を引き起こしてしまう。そこで、回生失効を防ぐため、架線電圧が所定の回生絞り込み開始電圧（例えば、１６５０Ｖ）まで上昇すると、回生電力を絞り込む回生絞り込み制御（軽負荷回生制御）が行われる。また、近年では、この回生絞り込み開始電圧を従来より上昇させることで、より高い回生電力が得られる例も報告されている（例えば、非特許文献１参照）。   Some electric vehicles have a power regeneration function in which a main motor is used as a generator during braking, and the generated power is supplied (regenerated) to a load such as a nearby vehicle in powering operation via an overhead wire. However, when the regenerative power is too large, or when there is no regenerative load (such as another vehicle in power running) nearby, the overhead line voltage rises due to the regenerative power and the regenerative brake is effective. It will cause no regenerative expiration. Therefore, in order to prevent regeneration expiration, when the overhead wire voltage rises to a predetermined regeneration narrowing start voltage (for example, 1650 V), regeneration narrowing control (light load regeneration control) for narrowing the regenerative power is performed. In recent years, there has been reported an example in which higher regenerative power can be obtained by increasing the regeneration narrowing start voltage than before (see, for example, Non-Patent Document 1).

本 幹弘、「Ｅ２３３系、Ｅ２３１系における回生エネルギーの現況」、鉄道車両と技術 第１４巻第１１号通巻第１５０号、有限会社レールアンドテック出版、２００９年２月２８日発行、ｐ６−９Mikihiro Moto, “Current Status of Regenerative Energy in E233 and E231 Series”, Railway Vehicles and Technology Vol.14, No.11, No.150, Rail and Tech Publishing Co., Ltd., February 28, 2009, p6-9

ところで、回生運転時の特性である最大回生ブレーキパターンは、従来の回生絞り込み開始電圧（例えば、１６５０Ｖ）を基準として定められている。つまり、回生絞り込み開始電圧を引き上げても、最大回生ブレーキパターンが従来の回生絞り込み開始電圧を基準として作成されたものであるため、回生可能な電力に余力がある可能性がある。また、従来は、走行速度に対するブレーキパターンとして最大回生ブレーキパターンを固定的に定める方式が一般的である。このため、回生負荷の存在や大きさ等によっては、回生電力に余力が生じる可能性がある。   By the way, the maximum regenerative braking pattern, which is a characteristic at the time of regenerative operation, is determined with reference to a conventional regeneration narrowing start voltage (for example, 1650 V). That is, even if the regeneration narrowing start voltage is raised, the maximum regenerative brake pattern is created based on the conventional regeneration narrowing start voltage, so that there is a possibility that the power that can be regenerated has a surplus. Conventionally, a method of fixedly determining a maximum regenerative brake pattern as a brake pattern for the traveling speed is generally used. For this reason, depending on the presence and size of the regenerative load, there is a possibility that regenerative power may have a surplus.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、回生ブレーキ時において、可能な限り多くの回生電力を得ることである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to obtain as much regenerative power as possible during regenerative braking.

上記課題を解決するための第１の形態は、
電動機を駆動するインバータを所与の電流指令に基づき制御して、ブレーキ時に電力源である直流電源ラインに電力を回生させる回生ブレーキ制御方法であって、
前記直流電源ラインの電源電圧を検知する電源電圧検知ステップと、
前記電流指令を調整する際に前記電源電圧に対する比較基準とする基準電圧を徐々に変更する基準電圧変更ステップと、
前記電源電圧と前記基準電圧との大小関係に応じて、前記電流指令を増減調整するための調整指令を徐々に変更する調整指令変更ステップと、
前記調整指令を用いて前記電流指令を生成する調整ステップと、
を含む回生ブレーキ制御方法である。 The first form for solving the above problem is
A regenerative brake control method for controlling an inverter that drives an electric motor based on a given current command to regenerate power in a DC power supply line that is a power source during braking,
A power supply voltage detection step of detecting a power supply voltage of the DC power supply line;
A reference voltage changing step for gradually changing a reference voltage as a comparison reference for the power supply voltage when adjusting the current command;
An adjustment command changing step for gradually changing an adjustment command for increasing / decreasing the current command according to the magnitude relationship between the power supply voltage and the reference voltage;
An adjustment step of generating the current command using the adjustment command;
Is a regenerative brake control method.

また、他の形態として、
電動機を駆動するインバータを所与の電流指令に基づき制御して、ブレーキ時に電力源である直流電源ラインに電力を回生させる回生ブレーキ制御装置であって、
前記直流電源ラインの電源電圧を検知する電源電圧検知手段と、
前記電流指令を調整する際に前記電源電圧に対する比較基準とする基準電圧を徐々に変更する基準電圧変更手段と、
前記電源電圧と前記基準電圧との大小関係に応じて、前記電流指令を増減調整するための調整指令を徐々に変更する調整指令変更手段と、
前記調整指令を用いて前記電流指令を生成する調整手段と、
を備えた回生ブレーキ制御装置を構成しても良い。 As another form,
A regenerative brake control device that controls an inverter that drives an electric motor based on a given current command and regenerates power to a DC power supply line that is a power source during braking,
Power supply voltage detecting means for detecting a power supply voltage of the DC power supply line;
Reference voltage changing means for gradually changing a reference voltage as a comparison reference for the power supply voltage when adjusting the current command;
An adjustment command changing means for gradually changing an adjustment command for increasing / decreasing the current command in accordance with the magnitude relationship between the power supply voltage and the reference voltage;
Adjusting means for generating the current command using the adjustment command;
You may comprise the regenerative brake control apparatus provided with.

この第１の形態等によれば、回生ブレーキ制御において、インバータを制御するための電流指令を増減調整する調整指令が、電源電圧と基準電圧との大小関係に応じて徐々に変更される。また、その基準電圧が徐々に変更される。つまり、基準電圧は電源電圧に対する比較基準となっており、基準電圧を変更することにより電動機を駆動するための電流指令が変更され、該電動機にて発生される回生電力が変化することになる。基準電圧を徐々に変更することで、直流電源ラインの電源電圧との大小関係に変化が起きないかをいわば探っていくように制御することとなり、このことは、回生電力の発生電力を探っていく制御といえ、より多くの回生電力を得ることが可能となる。   According to the first embodiment and the like, in the regenerative brake control, the adjustment command for increasing or decreasing the current command for controlling the inverter is gradually changed according to the magnitude relationship between the power supply voltage and the reference voltage. Further, the reference voltage is gradually changed. That is, the reference voltage is a comparison reference with respect to the power supply voltage, and the current command for driving the electric motor is changed by changing the reference voltage, and the regenerative power generated by the electric motor is changed. By gradually changing the reference voltage, it will be controlled so as to investigate whether the magnitude relationship with the power supply voltage of the DC power supply line will change. This means that the power generated by the regenerative power is investigated. More regenerative power can be obtained even though the control is going to go.

また、第２の形態として、第１の形態の回生ブレーキ制御方法であって、
前記基準電圧変更ステップは、前記調整指令変更ステップによる変更前後の前記調整指令の大小関係に応じて前記基準電圧を徐々に変更するステップを含む、
回生ブレーキ制御方法を構成しても良い。 Further, as a second form, the regenerative brake control method of the first form,
The reference voltage changing step includes a step of gradually changing the reference voltage according to the magnitude relationship of the adjustment command before and after the change by the adjustment command changing step.
A regenerative brake control method may be configured.

この第２の形態によれば、変更前後の調整指令の大小関係に応じて、基準電圧が徐々に変更される。   According to the second embodiment, the reference voltage is gradually changed according to the magnitude relationship between the adjustment commands before and after the change.

また、第３の形態として、第１又は第２の形態の回生ブレーキ制御方法であって、
前記基準電圧に基づいて前記調整指令の増加調整限界を設定する調整限界設定ステップを更に含み、
前記調整指令変更ステップは、前記増加調整限界を超える前記電流指令の増加調整を抑止するステップを含む、
回生ブレーキ制御方法を構成しても良い。 Moreover, as a 3rd form, it is the regenerative brake control method of the 1st or 2nd form,
An adjustment limit setting step of setting an increase adjustment limit of the adjustment command based on the reference voltage;
The adjustment command changing step includes a step of suppressing an increase adjustment of the current command exceeding the increase adjustment limit.
A regenerative brake control method may be configured.

この第３の形態によれば、基準電圧に基づいて調整指令の増加調整限界が設定され、この増加調整限界を超える電流指令の増加調整が抑止される。これにより、調整指令の無制限な増加が抑止され、回生電力が大きくなり過ぎて直流電源ラインの電源電圧が上昇し過ぎるといったことが防止される。   According to the third embodiment, the increase adjustment limit of the adjustment command is set based on the reference voltage, and the increase adjustment of the current command exceeding the increase adjustment limit is suppressed. Thereby, an unlimited increase in the adjustment command is suppressed, and it is possible to prevent the regenerative power from becoming too large and the power supply voltage of the DC power supply line from rising excessively.

また、第４の形態として、第１〜第３の何れかの形態の回生ブレーキ制御方法であって、
前記基準電圧変更ステップは、
前記電流指令に含まれるトルク電流指令を調整する際に前記電源電圧との比較対象とする第１の基準電圧を徐々に変更する第１の基準電圧変更ステップと、
前記電流指令に含まれる励磁電流指令を調整する際に前記電源電圧との比較対象とする第２の基準電圧を徐々に変更する第２の基準電圧変更ステップと、
を含み、
前記調整指令変更ステップは、
前記電源電圧と前記第１の基準電圧との大小関係に応じて、前記トルク電流指令を増減させるための第１の調整指令を徐々に変更する第１の調整指令変更ステップと、
前記電源電圧と前記第２の基準電圧との大小関係に応じて、前記励磁電流指令を増減させるための第２の調整指令を徐々に変更する第２の調整指令変更ステップと、
を含み、
前記調整ステップは、
前記トルク電流指令を前記第１の調整指令を用いて調整する第１の調整ステップと、
前記励磁電流指令を前記第２の調整指令を用いて調整する第２の調整ステップと、
を含む、
回生ブレーキ制御方法を構成しても良い。 Moreover, as a 4th form, it is the regenerative brake control method of any one of the 1st-3rd form,
The reference voltage changing step includes
A first reference voltage changing step of gradually changing the first reference voltage to be compared with the power supply voltage when adjusting the torque current command included in the current command;
A second reference voltage changing step of gradually changing the second reference voltage to be compared with the power supply voltage when adjusting the excitation current command included in the current command;
Including
The adjustment command changing step includes:
A first adjustment command changing step for gradually changing a first adjustment command for increasing or decreasing the torque current command in accordance with a magnitude relationship between the power supply voltage and the first reference voltage;
A second adjustment command changing step for gradually changing a second adjustment command for increasing or decreasing the excitation current command in accordance with a magnitude relationship between the power supply voltage and the second reference voltage;
Including
The adjustment step includes
A first adjustment step of adjusting the torque current command using the first adjustment command;
A second adjustment step of adjusting the excitation current command using the second adjustment command;
including,
A regenerative brake control method may be configured.

この第４の形態によれば、電流指令にはトルク電流指令と励磁電流指令とが含まれ、基準電圧の変更として、トルク電流指令を調整する際に電源電圧との比較対象とする第１の基準電圧、及び、励磁電流指令を調整する際に電源電圧との比較対象とする第２の基準電圧のそれぞれが徐々に変更される。   According to the fourth embodiment, the current command includes the torque current command and the excitation current command. As a change in the reference voltage, the first current to be compared with the power supply voltage when adjusting the torque current command. When adjusting the reference voltage and the excitation current command, each of the second reference voltages to be compared with the power supply voltage is gradually changed.

また、第５の形態として、第４の形態の回生ブレーキ制御方法であって、
前記第１の基準電圧変更ステップは、第１の上限電圧を超える前記第１の基準電圧の変更を抑止するステップを含み、
前記第２の基準電圧変更ステップは、前記第１の上限電圧より高い第２の上限電圧を超える前記第２の基準電圧の変更を抑止するステップを含む、
回生ブレーキ制御方法を構成しても良い。 Moreover, as a 5th form, it is the regenerative brake control method of a 4th form,
The first reference voltage changing step includes a step of suppressing the change of the first reference voltage exceeding a first upper limit voltage,
The second reference voltage changing step includes a step of suppressing the change of the second reference voltage exceeding a second upper limit voltage higher than the first upper limit voltage.
A regenerative brake control method may be configured.

この第５の形態によれば、第１の基準電圧及び第２の基準電圧の変更の際には、第１の上限電圧を超える第１の基準電圧の変更が抑止されるとともに、この第１の上限電圧より高い第２の上限電圧を超える第２の基準電圧の変更が抑止される。   According to the fifth aspect, when the first reference voltage and the second reference voltage are changed, the change of the first reference voltage exceeding the first upper limit voltage is suppressed, and the first reference voltage is suppressed. The change of the second reference voltage exceeding the second upper limit voltage higher than the upper limit voltage is suppressed.

また、第６の形態として、第１〜第５の何れかの形態の回生ブレーキ制御方法であって、
軽負荷回生制御を実行する際に前記電源電圧に対する比較基準とする軽負荷回生用基準電圧を徐々に変更する軽負荷回生用基準電圧変更ステップと、
前記軽負荷回生用基準電圧を用いて、前記電源電圧に対する回生絞り込みパターンを生成する回生絞り込みパターン生成ステップと、
前記回生絞り込みパターンに従って前記電源電圧に応じた回生絞り込みを実行する回生絞り込み実行ステップと、
を更に含む回生ブレーキ制御方法を構成しても良い。 Further, as a sixth embodiment, the regenerative brake control method according to any one of the first to fifth embodiments,
A light load regenerative reference voltage changing step for gradually changing a light load regenerative reference voltage as a reference for comparison with the power supply voltage when performing light load regenerative control;
Regenerative narrowing pattern generation step for generating a regenerative narrowing pattern for the power supply voltage using the light load regenerative reference voltage;
A regeneration narrowing execution step for performing regeneration narrowing according to the power supply voltage according to the regeneration narrowing pattern;
A regenerative brake control method that further includes:

この第６の形態によれば、軽負荷回生制御を実行する際には、軽負荷回生用基準電圧を用いて電源電圧に対する回生絞り込みパターンが生成され、この生成された回生絞り込みパターンに従って電源電圧に応じた回生絞り込みが実行されるが、この電源電圧に対する比較基準とする軽負荷回生用基準電圧が徐々に変更される。つまり、電源電圧に応じた回生絞り込みパターンが生成されることにより、回生ブレーキ時により多くの回生電力を得ることが可能となる。   According to the sixth embodiment, when the light load regeneration control is executed, a regeneration narrowing pattern for the power supply voltage is generated using the light load regeneration reference voltage, and the power supply voltage is set according to the generated regeneration narrowing pattern. Although the corresponding regeneration narrowing is executed, the light load regenerative reference voltage as a reference for comparison with the power supply voltage is gradually changed. That is, it is possible to obtain more regenerative power during regenerative braking by generating a regenerative narrowing pattern according to the power supply voltage.

また、第７の形態として、第１〜第６の何れかの形態の回生ブレーキ制御方法であって、
前記直流電源ラインには、架線電圧又は架線電圧を所定電圧に変換した電圧と、蓄電装置の電源電圧とが供給されており、
前記電源電圧検知ステップは、前記インバータへの入力電圧を前記電源電圧として検知する、
回生ブレーキ制御方法を構成しても良い。 Further, as a seventh aspect, the regenerative brake control method according to any one of the first to sixth aspects,
The DC power line is supplied with an overhead wire voltage or a voltage obtained by converting the overhead wire voltage to a predetermined voltage, and a power source voltage of the power storage device,
The power supply voltage detection step detects an input voltage to the inverter as the power supply voltage.
A regenerative brake control method may be configured.

この第７の形態によれば、直流電源ラインには、架線電圧又は架線電圧を所定電圧に変換した電圧と、蓄電装置の電源電圧とが供給されており、インバータへの入力電圧が電源電圧として検知される。つまり、直流電源ラインに電源電圧を供給する蓄電装置の存在によって、直流電源ラインの電源電圧を所望の電圧に保つことができ、また、回生電力を蓄電することができる。   According to the seventh aspect, the DC power supply line is supplied with the overhead line voltage or a voltage obtained by converting the overhead line voltage into a predetermined voltage and the power supply voltage of the power storage device, and the input voltage to the inverter is used as the power supply voltage. Detected. That is, the presence of the power storage device that supplies the power supply voltage to the DC power supply line allows the power supply voltage of the DC power supply line to be maintained at a desired voltage, and regenerative power can be stored.

電気車の主回路構成図。The main circuit block diagram of an electric vehicle. 電動機制御装置の機能構成図。The function block diagram of an electric motor control apparatus. 軽負荷回生指令パターンの一例。An example of a light load regeneration command pattern. トルク電流用調整指令ｋｑ１の設定範囲の一例。An example of the setting range of torque current adjustment command kq1. 励磁電流用調整指令ｋｄの設定範囲の一例。An example of the setting range of the excitation current adjustment command kd. 回生ブレーキ制御処理のフローチャート。The flowchart of a regenerative brake control process. 図６の続き。Continuation of FIG.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下では、本発明の回生ブレーキ制御を直流電車に適用した場合を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a case where the regenerative brake control of the present invention is applied to a DC train will be described. However, the applicable embodiment of the present invention is not limited to this.

［構成］
図１は、本実施形態における電気車１の主回路構成を概略的に示した図である。この電気車１は直流電化区間を走行する直流電気車であり、その主回路は、電動機２０と、インバータ３０と、制御装置４０と、蓄電装置５０を備えて構成される。 [Constitution]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a main circuit configuration of an electric vehicle 1 in the present embodiment. The electric vehicle 1 is a DC electric vehicle that travels in a DC electrification section, and its main circuit includes an electric motor 20, an inverter 30, a control device 40, and a power storage device 50.

電動機２０は、インバータ３０から電力が供給されることで車軸を回転駆動する主電動機（メインモータ）であり、例えば三相誘導電動機で実現される。インバータ３０は、直流電源ライン１０から入力される直流電力を、制御装置４０から入力されるＵ，Ｖ，Ｗ相それぞれの電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に基づく出力電圧とした三相交流電力に変換し、電動機２０に供給する。 The electric motor 20 is a main electric motor (main motor) that rotates the axle by being supplied with electric power from the inverter 30, and is realized by, for example, a three-phase induction motor. Inverter 30 is a three-phase AC that uses DC power input from DC power supply line 10 as an output voltage based on voltage commands Vu * , Vv * , and Vw * of U, V, and W phases input from control device 40, respectively. It is converted into electric power and supplied to the electric motor 20.

直流電源ライン１０には、パンタグラフや変圧器、整流器等を介した架線の直流電力や蓄電装置５０の蓄電電力が供給され、更に、回生運転時には、電動機２０で発生された回生電力がインバータ３０を介して供給される。   The DC power supply line 10 is supplied with overhead DC power via a pantograph, a transformer, a rectifier, or the like, or the stored power of the power storage device 50. Supplied through.

蓄電装置５０は、例えばバッテリやキャパシタ、フライホイールなどで実現され、チョッパ装置などの電力変換装置（不図示）によって、直流電源ライン１０からの供給電力によって充電されたり、蓄電電力を直流電源ライン１０に供給したりする。   The power storage device 50 is realized by, for example, a battery, a capacitor, a flywheel, and the like, and is charged by power supplied from the DC power supply line 10 by a power conversion device (not shown) such as a chopper device, or the stored power is supplied to the DC power supply line 10. Or to supply.

制御装置４０は、電動機２０をベクトル制御し、インバータ３０に対して、電動機２０に供給する三相交流電力の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を出力する。この制御装置４０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるコンピュータ等によって実現され、例えば制御ボードとして他の制御装置と一体的に構成されたり、或いはインバータ３０を含めて一体のインバータ装置として構成され得る。 The control device 40 performs vector control of the electric motor 20 and outputs voltage commands Vu * , Vv * , Vw * of three-phase AC power supplied to the electric motor 20 to the inverter 30. The control device 40 is realized by a computer or the like including a CPU, a ROM, a RAM, and the like. For example, the control device 40 is configured integrally with another control device as a control board, or configured as an integrated inverter device including the inverter 30. Can be done.

また、制御装置４０は、回生運転時には、直流電源ライン１０からインバータ３０への入力電圧（以下、「電源電圧」ともいう）に応じて、電動機２０が発生する回生電力を可変させる制御を行う。この制御に関する機能部として、制御装置４０は、図２に示すように、電流指令値生成部４１と、基準電圧生成部４２と、軽負荷回生制御部４３と、調整指令生成部４４と、ベクトル制御演算部４５とを有する。なお、電源電圧は、例えば、直流電源ライン１０とインバータ３０との間に設置された接触器の両端電圧又はインバータ３０の入力端に接続されたコンデンサの両端電圧として測定される。また、電気車１の運転状態（力行運転であるか回生運転であるか等）は、運転台から入力されるノッチ指令及び走行速度によって判断される。   In addition, during regenerative operation, the control device 40 performs control to vary the regenerative power generated by the electric motor 20 in accordance with an input voltage (hereinafter also referred to as “power supply voltage”) from the DC power supply line 10 to the inverter 30. As a functional unit related to this control, as shown in FIG. 2, the control device 40 includes a current command value generation unit 41, a reference voltage generation unit 42, a light load regeneration control unit 43, an adjustment command generation unit 44, and a vector. And a control arithmetic unit 45. The power supply voltage is measured as, for example, a voltage across a contactor installed between the DC power supply line 10 and the inverter 30 or a voltage across a capacitor connected to the input terminal of the inverter 30. Further, the operation state of the electric vehicle 1 (whether it is a power running operation or a regenerative operation, etc.) is determined by a notch command and a traveling speed input from the cab.

電流指令値生成部４１は、電気車１の運転状態に基づいて、電動機２０に対する電流指令値（トルク電流指令値Ｉｑ＊及び励磁電流指令値Ｉｄ＊）を生成する。具体的には、走行速度に対するトルク電流指令値を定めたトルク電流指令パターンに従ってトルク電流指令値Ｉｑ＊を生成するとともに、走行速度に対する励磁電流指令値を定めた励磁電流指令パターンに従って励磁電流指令値Ｉｄ＊を生成する。 The current command value generation unit 41 generates a current command value (torque current command value Iq * and excitation current command value Id * ) for the electric motor 20 based on the operating state of the electric vehicle 1. Specifically, to generate a torque current command value Iq * according to the torque current command pattern that defines a torque current command value for the driving speed, the excitation current command value in accordance with the exciting current command pattern that defines the excitation current command value with respect to the running speed Id * is generated.

基準電圧生成部４２は、電源電圧と、調整指令生成部４４からフィードバックした調整指令ｋｑ，ｋｄをもとに、調整指令生成部４４が調整指令ｋｑ，ｋｄを次に生成する際に用いる基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２、及び、軽負荷回生制御部４３が軽負荷回生制御を行う際に用いる基準電圧（軽負荷回生用基準電圧）Ｖｓ３を生成する。   Based on the power supply voltage and the adjustment commands kq and kd fed back from the adjustment command generation unit 44, the reference voltage generation unit 42 uses the reference voltage used when the adjustment command generation unit 44 next generates the adjustment commands kq and kd. Vs1, Vs2, and the light load regenerative control unit 43 generate a reference voltage (light load regenerative reference voltage) Vs3 used when performing light load regenerative control.

具体的には、基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２については、回生負荷（回生余力）が充分にあると判断できる場合、基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２それぞれを所定の最大電圧まで徐々に上昇させる。すなわち、基準電圧Ｖｓ１については、トルク電流指令値Ｉｑ＊に対する調整指令ｋｑが増加しているならば上昇させ、そうでなければ下降させる。なお、このとき、基準電圧Ｖｓ１は、所定の電圧範囲（例えば、１５８０Ｖ〜１６５０Ｖ）内の値となるように設定する。また、基準電圧Ｖｓ２については、励磁電流指令値Ｉｄ＊に対する調整指令ｋｄが増加しているならば上昇させ、そうでなければ下降させる。なお、このとき、基準電圧Ｖｓ２は、所定の電圧範囲（例えば、１６５０Ｖ〜１７５０Ｖ）内の値となるように設定する。 Specifically, for the reference voltages Vs1 and Vs2, when it can be determined that there is sufficient regenerative load (regenerative remaining power), each of the reference voltages Vs1 and Vs2 is gradually increased to a predetermined maximum voltage. That is, the reference voltage Vs1 is increased if the adjustment command kq for the torque current command value Iq * is increased, and is decreased otherwise. At this time, the reference voltage Vs1 is set to be a value within a predetermined voltage range (for example, 1580V to 1650V). The reference voltage Vs2 is increased if the adjustment command kd for the excitation current command value Id * is increased, and is decreased otherwise. At this time, the reference voltage Vs2 is set to a value within a predetermined voltage range (for example, 1650V to 1750V).

一方、軽負荷回生用基準電圧Ｖｓ３については、電源電圧が現在の基準電圧Ｖ３未満である或いは調整指令ｋｑが減少しているならば上昇させ、そうでないならば下降させる。なお、このとき、基準電圧Ｖ３は、所定の電圧範囲（例えば、１６５０Ｖ〜１７５０Ｖ）内の値となるように設定する。 On the other hand, the light load regenerative reference voltage Vs3 is increased if the power supply voltage is less than the current reference voltage V3 or the adjustment command kq is decreased, and is decreased if not. At this time, the reference voltage V3 is set to a value within a predetermined voltage range (for example, 1650V to 1750V).

軽負荷回生制御部４３は、電源電圧をもとに、所定の軽負荷回生パターン（回生絞り込みパターン）に従った軽負荷回生制御を行う。具体的には、基準電圧生成部４２によって生成された基準電圧Ｖｓ３に基づく軽負荷回生指令パターンを生成し、この軽負荷回生指令パターンに従って、電源電圧に応じた軽負荷回生指令ｋｑ２を生成する。   The light load regeneration control unit 43 performs light load regeneration control according to a predetermined light load regeneration pattern (regeneration narrowing pattern) based on the power supply voltage. Specifically, a light load regeneration command pattern based on the reference voltage Vs3 generated by the reference voltage generation unit 42 is generated, and a light load regeneration command kq2 corresponding to the power supply voltage is generated according to the light load regeneration command pattern.

図３（ａ）は、軽負荷回生指令パターンを示す図である。図３（ａ）において、横軸は電源電圧、縦軸は軽負荷回生指令ｋｑ２である。図３（ａ）によれば、軽負荷回生指令パターンは、電源電圧が軽負荷回生用基準電圧Ｖｓ３未満の範囲では、軽負荷回生指令ｋｑ２を「１．０」として軽負荷回生（絞り込み）を行わず、電源電圧が基準電圧Ｖｓ３を超えると、軽負荷回生指令ｋｑ２を減少させて回生電力を絞り込み、上限電圧（同図では、１８５０Ｖ）に達した時点で軽負荷回生指令ｋｑ２を「０．０」として回生電力を完全に絞り込むように定められている。   Fig.3 (a) is a figure which shows a light load regeneration command pattern. In FIG. 3A, the horizontal axis is the power supply voltage, and the vertical axis is the light load regeneration command kq2. According to FIG. 3A, the light load regenerative command pattern indicates that the light load regenerative command kq2 is set to “1.0” and light load regenerative command (narrowing) is performed when the power supply voltage is less than the light load regenerative reference voltage Vs3. If the power supply voltage exceeds the reference voltage Vs3 without reducing, the light load regeneration command kq2 is decreased to narrow the regenerative power, and when the upper limit voltage (1850 V in the figure) is reached, the light load regeneration command kq2 is set to “0. It is determined to completely narrow down the regenerative power as “0”.

ここで、軽負荷回生用基準電圧Ｖ３は、基準電圧生成部４２によって可変に設定される。つまり、軽負荷回生指令パターンは、例えば図３（ｂ）に示すように、基準電圧Ｖｓ３に応じて可変する基準電圧Ｖｓ３は、最小値（図３（ｂ）では１６５０Ｖ）と最大値（図３（ｂ）では１７５０Ｖ）との間で可変に定められる。基準電圧Ｖｓ３が最小値のときのパターンを図３（ｂ）の上側に示し、最大値のときのパターンを図３（ｂ）の下側に示している。すなわち、電源電圧が所定電圧（図３（ｂ）では、１８００Ｖ）の時点での軽負荷回生指令ｋｑ２を一定値ａとし、この所定電圧から、軽負荷回生指令ｋｑ２を「０．０」として回生電力を完全に絞り込む間の電源電圧に対する軽負荷回生指令ｋｑ２のパターン（軽負荷回生指令パターン）を一定とする。一方、電源電圧が基準電圧Ｖｓ３から所定電圧の間は、基準電圧Ｖｓ３が可変であることから軽負荷回生指令ｋｑ２のパターンが可変となる。   Here, the reference voltage V3 for light load regeneration is variably set by the reference voltage generator 42. That is, in the light load regeneration command pattern, for example, as shown in FIG. 3B, the reference voltage Vs3 that varies according to the reference voltage Vs3 is a minimum value (1650 V in FIG. 3B) and a maximum value (FIG. 3). (B) is variably set between 1750V). A pattern when the reference voltage Vs3 is the minimum value is shown on the upper side of FIG. 3B, and a pattern when the reference voltage Vs3 is the maximum value is shown on the lower side of FIG. That is, the light load regeneration command kq2 at the time when the power supply voltage is a predetermined voltage (1800 V in FIG. 3B) is set to a constant value a, and the light load regeneration command kq2 is regenerated from this predetermined voltage as “0.0”. The pattern (light load regeneration command pattern) of the light load regeneration command kq2 with respect to the power supply voltage while the power is completely narrowed is made constant. On the other hand, since the reference voltage Vs3 is variable while the power supply voltage is between the reference voltage Vs3 and the predetermined voltage, the pattern of the light load regeneration command kq2 is variable.

調整指令生成部４４は、電流指令値生成部４１によって生成された電流指令値Ｉｑ＊，Ｉｄ＊に対する調整指令ｋｑ，ｋｄを生成する。具体的には、先ず、回生ブレーキ力（回生電力）に対する調整指令であるトルク電流用調整指令ｋｑ１及び励磁電流用調整指令ｋｄを生成する。この調整指令ｋｑ１，ｋｄは、走行速度が所定の回生動作有効速度（例えば、５ｋｍ／ｈ）以上のときには、電源電圧と基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２それぞれとの比較結果に応じて増減させる。なお、走行速度が回生動作有効速度未満のときには、調整指令ｋｑ１，ｋｄをともに「１．０」とする。 The adjustment command generator 44 generates adjustment commands kq and kd for the current command values Iq * and Id * generated by the current command value generator 41. Specifically, first, a torque current adjustment command kq1 and an excitation current adjustment command kd, which are adjustment commands for the regenerative braking force (regenerative power), are generated. The adjustment commands kq1 and kd are increased or decreased according to the comparison results between the power supply voltage and the reference voltages Vs1 and Vs2 when the traveling speed is equal to or higher than a predetermined regenerative operation effective speed (for example, 5 km / h). When the traveling speed is less than the regenerative operation effective speed, both adjustment commands kq1 and kd are set to “1.0”.

トルク電流用調整指令ｋｑ１については、電源電圧と、基準電圧生成部４２によって生成された基準電圧Ｖｓ１とを比較し、その比較結果に応じてトルク電流用調整指令ｋｑ１を変更設定する。すなわち、電源電圧が基準電圧Ｖｓ１以下ならば、トルク電流用調整指令ｋｑ１を徐々に増加させ、そうでないならば、トルク電流用調整指令ｋｑ１を徐々に減少させる。   For the torque current adjustment command kq1, the power supply voltage is compared with the reference voltage Vs1 generated by the reference voltage generation unit 42, and the torque current adjustment command kq1 is changed and set according to the comparison result. That is, if the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage Vs1, the torque current adjustment command kq1 is gradually increased, and if not, the torque current adjustment command kq1 is gradually decreased.

このとき、トルク電流用調整指令ｋｑ１の増加量Δｋｑ１＋を、現在の走行速度に応じて変更する。具体的には、走行速度が大きい（速い）ほど、増加量Δｋｑ１＋を小さくする。これは、走行速度が大きいほど、回生電力が大きくなるからである。トルク電流用調整指令ｋｑ１の減少量Δｋｑ１−は一定値とし、その大きさは、例えば増加量Δｋｑ１＋の大きさの数倍程度の大きさとする。 At this time, the increase amount Δkq1 + of the torque current adjustment command kq1 is changed according to the current traveling speed. Specifically, the increase amount Δkq1 + is decreased as the traveling speed is higher (faster). This is because the regenerative power increases as the traveling speed increases. The decrease amount Δkq1 − of the torque current adjustment command kq1 is a constant value, and the magnitude thereof is, for example, several times the magnitude of the increase amount Δkq1 + .

また、トルク電流用調整指令ｋｑ１には、例えば「１．２」程度の上限値を設け、この上限値以下の範囲内となるように設定する。   Further, the torque current adjustment command kq1 is provided with an upper limit value of about “1.2”, for example, and is set to be within the range of the upper limit value or less.

図４（ａ）は、トルク電流用調整指令ｋｑ１の設定範囲を示す図である。図４（ａ）において、横軸は電源電圧、縦軸はトルク電流用調整指令ｋｑ１である。図４（ａ）に示すように、トルク電流用調整指令ｋｑ１は、電源電圧が所定の絞り込み開始電圧（図４（ａ）では、１８００Ｖ）以下では、「１．０」から上限値ラインＬ１で定められる上限値までの範囲の値として定められているとともに、絞り込み開始電圧を超えると低下し、上限電圧（図４（ａ）では、１８５０Ｖ）に達した時点で「０．０」となるように定められている。 FIG. 4A is a diagram showing a setting range of the torque current adjustment command kq1. In FIG. 4A, the horizontal axis is the power supply voltage, and the vertical axis is the torque current adjustment command kq1. As shown in FIG. 4A, the torque current adjustment command kq1 is “1.0” to the upper limit value line L1 when the power supply voltage is equal to or lower than a predetermined narrowing start voltage (1800 V in FIG. 4A). together is defined as a value in the range to the upper limit value determined, decreases exceeds Refine start voltage becomes "0.0" in (FIG. 4 (a), 1850V) upper limit voltage reaches point It is prescribed as follows.

上限値ラインＬ１は、力行基準電圧（図４（ａ）では、１５００Ｖ）以下の範囲では「１．０」であり、この力行基準電圧以上の範囲では上昇して「１．０」以上の値とするが、電源電圧が基準電圧Ｖｓ１に達すると低下し、絞り込み開始電圧（１８００Ｖ）となった時点で「１．０」となるように生成される。   The upper limit value line L1 is “1.0” in the range below the power running reference voltage (1500 V in FIG. 4A), and increases to a value above “1.0” in the range above this power running reference voltage. However, when the power supply voltage reaches the reference voltage Vs1, it is reduced, and is generated to be “1.0” when it reaches the narrowing-down start voltage (1800V).

ここで、基準電圧Ｖｓ１は、予め定められた最小値から最大値までの範囲内で、基準電圧生成部４２によって可変に設定される。つまり、トルク電流用調整指令ｋｑ１の上限値ラインが、例えば図４（ｂ）に示すように、基準電圧Ｖｓ１に応じて変化して生成される。図４（ｂ）では、基準電圧Ｖｓ１が最小値（１５８０Ｖ）のときを上側に示し、最大値（１６５０Ｖ）のときを下側に示している。 Here, the reference voltage Vs1 is within a range of from a minimum value to a maximum value predetermined, is set variably by the reference voltage generator 42. That is, the upper limit value line of the torque current adjustment command kq1 is generated by changing according to the reference voltage Vs1, for example, as shown in FIG. 4B. In FIG. 4B, when the reference voltage Vs1 is the minimum value (1580V) is shown on the upper side, and when the reference voltage Vs1 is the maximum value (1650V), it is shown on the lower side.

そして、調整指令生成部４４は、生成したトルク電流用調整指令ｋｑ１を、軽負荷回生制御部４３によって生成された軽負荷回生指令ｋｑ２に乗じて、トルク電流指令値Ｉｑ＊に対する調整指令ｋｑとする。 Then, the adjustment command generation unit 44 multiplies the generated torque current adjustment command kq1 by the light load regeneration command kq2 generated by the light load regeneration control unit 43 to obtain an adjustment command kq for the torque current command value Iq * . .

一方、励磁電流用調整指令ｋｄについては、電源電圧と基準電圧Ｖｓ２とを比較し、その比較結果に応じて励磁電流用調整指令ｋｄを変更する。すなわち、電源電圧が基準電圧Ｖｓ２以下ならば、励磁用電流調整指令ｋｄを徐々に増加させ、そうでないならば、励磁電流用調整指令ｋｄを減少させる。   On the other hand, for the excitation current adjustment command kd, the power supply voltage is compared with the reference voltage Vs2, and the excitation current adjustment command kd is changed according to the comparison result. That is, if the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage Vs2, the excitation current adjustment command kd is gradually increased, and if not, the excitation current adjustment command kd is decreased.

このとき、励磁電流用調整指令ｋｄの増加量Δｋｄ＋は、現在の走行速度に応じて変更する。具体的には、走行速度が大きい（速い）ほど、増加量Δｋｄ＋を小さくする。これは、走行速度が大きいほど、得られる回生電力が大きくなるからである。一方、励磁電流用調整指令ｋｄの減少量Δｋｄ−は一定値とし、その大きさは、例えば、増加量Δｋｄ＋の数倍程度の大きさとする。 At this time, the increase amount Δkd + of the excitation current adjustment command kd is changed according to the current traveling speed. Specifically, the increase amount Δkd + is decreased as the traveling speed is higher (faster). This is because the regenerative power obtained increases as the traveling speed increases. On the other hand, the decrease amount Δkd − of the excitation current adjustment command kd is a constant value, and the magnitude thereof is, for example, about several times the increase amount Δkd + .

また、励磁電流用調整指令ｋｄには、例えば「１．２」程度の上限値を設け、この上限値以下の範囲内となるように設定する。   In addition, the excitation current adjustment command kd is provided with an upper limit value of about “1.2”, for example, and is set to be within the range of the upper limit value or less.

図５（ａ）は、励磁電流用調整指令ｋｄの設定範囲を示す図である。図５（ａ）において、横軸は電源電圧、縦軸は励磁電流用調整係数ｋｄである。図５（ａ）に示すように、励磁電流用調整指令ｋｄは、電源電圧が所定の絞り込み開始電圧（１８００Ｖ）以下の範囲では、「１．０」から上限値ラインＬ２で示される上限値までの範囲の値として定められているとともに、この絞り込み開始電電圧を超えると低下し、上限電圧（図５（ａ）では、１８５０Ｖ）に達した時点で「０．０」となるように定められている。   FIG. 5A is a diagram illustrating a setting range of the excitation current adjustment command kd. In FIG. 5A, the horizontal axis is the power supply voltage, and the vertical axis is the excitation current adjustment coefficient kd. As shown in FIG. 5A, the excitation current adjustment command kd is from “1.0” to the upper limit value indicated by the upper limit line L2 when the power supply voltage is equal to or lower than the predetermined narrowing start voltage (1800V). In addition, it is determined to be “0.0” when it reaches the upper limit voltage (1850 V in FIG. 5A). ing.

上限値ラインＬ２は、力行基準電圧（１５００Ｖ）以下の範囲では「１．０」であり、この力行基準電圧以上の範囲では上昇して「１．０」以上の値とするが、電源電圧が基準電圧Ｖｓ２に達すると低下し、絞り込み開始電圧（１８００Ｖ）となった時点で「１．０」となるように生成される。   The upper limit value line L2 is “1.0” in the range below the power running reference voltage (1500 V) and rises to a value above “1.0” in the range above this power running reference voltage. When the reference voltage Vs2 is reached, the voltage decreases, and is generated to be “1.0” when the narrowing-down start voltage (1800 V) is reached.

ここで、基準電圧Ｖｓ２は、予め定められた最小値から最大値の範囲内で基準電圧生成部４２によって可変に設定される。つまり、励磁電流用調整指令ｋｄの上限値ラインが、例えば図５（ｂ）に示すように、基準電圧Ｖｓ２に応じて変化して生成される。図５（ｂ）では、基準電圧Ｖｓ２が最小値（図５（ｂ）では、１６５０Ｖ）のときの上限値ラインと、最大値（図５（ｂ）では、１７５０Ｖ）のときの上限値ラインとが示されている。   Here, the reference voltage Vs2 is variably set by the reference voltage generator 42 within a predetermined minimum value to maximum value range. That is, the upper limit value line of the excitation current adjustment command kd is generated by changing according to the reference voltage Vs2, for example, as shown in FIG. In FIG. 5B, an upper limit line when the reference voltage Vs2 is the minimum value (1650 V in FIG. 5B), and an upper limit line when the reference voltage Vs2 is the maximum value (1750 V in FIG. 5B) It is shown.

ベクトル制御演算部４５は、電動機２０をベクトル制御する。すなわち、入力されるトルク電流指令値Ｉｑ＊と励磁電流指令値Ｉｄ＊とを用いて、インバータ３０に対する電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出してインバータ３０を制御することで、電動機２０による回生ブレーキを制御する。ここで、ベクトル制御演算部４５に入力される電流指令値Ｉｑ＊，Ｉｄ＊は、電流指令値生成部４１によって生成された電流指令値Ｉｑ＊，Ｉｄ＊に、調整指令生成部４４によって生成されたブレーキ力調整係数ｋｑ，ｋｄを乗じることで補正された値である。 The vector control calculation unit 45 performs vector control of the electric motor 20. That is, by using the torque current command value Iq * and the excitation current command value Id * that are input, voltage commands Vu * , Vv * , Vw * for the inverter 30 are calculated and the inverter 30 is controlled. Control the regenerative brake. Here, the current command values Iq * and Id * input to the vector control calculation unit 45 are generated by the adjustment command generation unit 44 to the current command values Iq * and Id * generated by the current command value generation unit 41. This value is corrected by multiplying the braking force adjustment coefficients kq and kd.

［処理の流れ］
図６，図７は、制御装置４０における回生ブレーキ制御処理の流れを説明するフローチャートである。図６によれば、先ず、基準電圧生成部４２が、基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２，Ｖｓ３の設定を行う。 [Process flow]
6 and 7 are flowcharts for explaining the flow of regenerative brake control processing in the control device 40. According to FIG. 6, first, the reference voltage generation unit 42 sets the reference voltages Vs1, Vs2, and Vs3.

すなわち、基準電圧生成部４２は、調整指令生成部４４によって生成されたトルク電流用調整指令ｋｑの増減を判断し、増加しているならば（ステップＡ１：ＹＥＳ）、回生負荷（回生電力）に余力があると判断して、基準電圧Ｖｓ１を所定の増加量ΔＶｓ１＋だけ増加させる（ステップＡ３）。一方、調整指令ｋｑが増加していないならば（ステップＡ１：ＮＯ）、生成している回生電力を消費又は蓄電する余力がない、すなわち回生電力に対して回生負荷が不足している又は不足しつつあると判断して、基準電圧Ｖｓ１を所定の減少量ΔＶｓ１−だけ減少させる（ステップＡ５）。そして、この増減の結果、基準電圧Ｖｓ１が定められた範囲（例えば、１５８０Ｖ〜１６５０Ｖ）外となった場合に、該範囲内の値となるように調整するリミット処理を行う（ステップＡ７）。 That is, the reference voltage generation unit 42 determines increase / decrease of the torque current adjustment command kq generated by the adjustment command generation unit 44, and if it has increased (step A1: YES), the regenerative load (regenerative power) is applied. It is determined that there is a surplus power, and the reference voltage Vs1 is increased by a predetermined increase amount ΔVs1 + (step A3). On the other hand, if the adjustment command kq has not increased (step A1: NO), there is no capacity to consume or store the generated regenerative power, that is, the regenerative load is insufficient or insufficient with respect to the regenerative power. Therefore, the reference voltage Vs1 is decreased by a predetermined decrease amount ΔVs1 − (step A5). Then, as a result of this increase / decrease, when the reference voltage Vs1 falls outside a predetermined range (for example, 1580V to 1650V), limit processing is performed to adjust the value to be within the range (step A7).

また、基準電圧生成部４２は、調整指令生成部４４によって生成された励磁電流用調整指令ｋｄの増減を判断し、増加しているならば（ステップＡ９：ＹＥＳ）、回生負荷に余力が有ると判断して、基準電圧Ｖｓ２を所定の増加量ΔＶｓ２＋だけ増加させる（ステップＡ１１）。一方、調整指令ｋｄが増加していないならば（ステップＡ９：ＮＯ）、回生負荷が不足している又は不足しつつあると判断して、基準電圧Ｖｓ２を所定の減少量ΔＶｓ２−だけ減少させる（ステップＡ１３）。そして、この増減の結果、基準電圧Ｖｓ２が定められた範囲（例えば、１６５０Ｖ〜１７５０Ｖ）外となった場合に、該範囲内の値となるように調整するリミット処理を行う（ステップＡ１５）。 Further, the reference voltage generation unit 42 determines increase / decrease of the excitation current adjustment command kd generated by the adjustment command generation unit 44, and if it has increased (step A9: YES), the regenerative load has a surplus capacity. Determination is made to increase the reference voltage Vs2 by a predetermined increase amount ΔVs2 + (step A11). On the other hand, if the adjustment command kd has not increased (step A9: NO), it is determined that the regenerative load is insufficient or shortage, and the reference voltage Vs2 is decreased by a predetermined decrease amount ΔVs2 − ( Step A13). Then, as a result of this increase / decrease, when the reference voltage Vs2 falls outside a predetermined range (for example, 1650V to 1750V), limit processing is performed to adjust the value to be within the range (step A15).

また、基準電圧生成部４２は、電源電圧が基準電圧Ｖｓ３未満である、或いは、トルク電流用調整指令ｋｑが減少しているならば（ステップＡ１７：ＹＥＳ）、基準電圧Ｖｓ３を所定の増加量ΔＶｓ３＋だけ増加させ（ステップＡ１９）、そうでないならば（ステップＡ１７：ＮＯ）、基準電圧Ｖｓ３を所定の減少量ΔＶｓ３−だけ減少させる（ステップＡ２１）。そして、この増減の結果、基準電圧Ｖｓ３が定められた範囲（例えば、１６５０Ｖ〜１７５０Ｖ）外となった場合に、該範囲内となるように調整するリミット処理を行う（ステップＡ２３）。 Further, if the power supply voltage is less than the reference voltage Vs3 or the torque current adjustment command kq is decreased (step A17: YES), the reference voltage generation unit 42 increases the reference voltage Vs3 by a predetermined increase amount ΔVs3. + only increased (step A19), if not (step A17: nO), a predetermined decrease amount reference voltage Vs3 ΔVs3 - only reduces (step A21). If the reference voltage Vs3 falls outside a predetermined range (for example, 1650V to 1750V) as a result of the increase / decrease, limit processing is performed to adjust the reference voltage Vs3 to be within the range (step A23).

次いで、軽負荷回生制御部４３が軽負荷回生制御を行う。すなわち、軽負荷回生制御部４３は、先ず、基準電圧生成部４２によって生成された基準電圧Ｖｓ３に基づく回生絞り込みパターンを生成する（ステップＢ１）。そして、この生成した回生絞り込みパターンに従って、電源電圧に応じた軽負荷回生指令ｋｑ２を生成する（ステップＢ３）。   Next, the light load regeneration control unit 43 performs light load regeneration control. That is, the light load regeneration control unit 43 first generates a regeneration narrowing pattern based on the reference voltage Vs3 generated by the reference voltage generation unit 42 (step B1). Then, according to the generated regeneration narrowing pattern, a light load regeneration command kq2 corresponding to the power supply voltage is generated (step B3).

そして、調整指令生成部４４が、調整指令ｋｑ，ｋｄを生成する。先ず、現在の走行速度と所定の回生動作有効速度Ｓｐ（例えば、５ｋｍ／ｈ）とを比較し、走行速度が回生動作有効速度Ｓｐ以上ならば（ステップＣ１：ＹＥＳ）、電源電圧に応じて調整指令ｋｑ１，ｋｄを変更する。   Then, the adjustment command generation unit 44 generates adjustment commands kq and kd. First, the current travel speed is compared with a predetermined regenerative operation effective speed Sp (for example, 5 km / h), and if the travel speed is equal to or higher than the regenerative operation effective speed Sp (step C1: YES), adjustment is made according to the power supply voltage. The commands kq1 and kd are changed.

すなわち、基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２に応じて、調整指令ｋｑ１，ｋｄそれぞれの上値限ラインＬ１，Ｌ２を設定する（ステップＣ３）。また、現在の走行速度に応じて、トルク電流用調整指令ｋｑ１の増加量Δｋｑ１＋、及び、励磁電流用調整指令ｋｄの増加量Δｋｄ＋を決定する（ステップＣ５）。 That is, the upper limit lines L1 and L2 for the adjustment commands kq1 and kd are set according to the reference voltages Vs1 and Vs2 (step C3). Further, according to the current running speed, increase the torque current for adjustment command kq1 Δkq1 +, and to determine the increased amount of the exciting current for the adjustment command kd Δkd + (step C5).

次いで、電源電圧と基準電圧生成部４２によって生成された基準電圧Ｖｓ２とを比較し、電源電圧が基準電圧Ｖｓ２以下ならば（ステップＣ７：ＹＥＳ）、励磁電流用調整指令ｋｄを所定の増加量Δｋｄ＋だけ増加させ（ステップＣ９）、そうでないならば（ステップＣ７：ＮＯ）、励磁電流用調整指令ｋｄを所定の減少量Δｄ１−だけ減少させる（ステップＣ１１）。そして、この増減の結果、励磁電流用調整指令ｋｄが基準電圧Ｖｓｓによって定まる範囲外となった場合に、該範囲内の値となるように調整するリミット処理を行う（ステップＣ１３）。 Next, the power supply voltage is compared with the reference voltage Vs2 generated by the reference voltage generation unit 42. If the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage Vs2 (step C7: YES), the excitation current adjustment command kd is set to a predetermined increment Δkd. Increase by + (step C9), otherwise (step C7: NO), decrease the excitation current adjustment command kd by a predetermined decrease amount Δd1 − (step C11). As a result of this increase / decrease, when the excitation current adjustment command kd is outside the range determined by the reference voltage Vss, limit processing is performed to adjust the value to be within the range (step C13).

また、電源電圧と基準電圧生成部４２によって生成された基準電圧Ｖｓ１とを比較し、電源電圧が基準電圧Ｖｓ１以下ならば（ステップＣ１５：ＹＥＳ）、トルク電流用調整指令ｋｑ１を所定の増加量Δｋｑ１＋だけ増加させ（ステップＣ１７）、そうでないならば（ステップＣ１５：ＮＯ）、トルク電流用調整指令ｋｑ１を所定の減少量Δｋｑ１−だけ減少させる（ステップＣ１９）。そして、この増減の結果、トルク電流用調整指令ｋｑ１が基準電圧Ｖｓ１によって定まる範囲外となった場合に、該範囲内の値となるように調整するリミット処理を行う（ステップＣ２１）。 Further, the power supply voltage is compared with the reference voltage Vs1 generated by the reference voltage generation unit 42. If the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage Vs1 (step C15: YES), the torque current adjustment command kq1 is increased by a predetermined increment Δkq1. + only increased (step C17), if not (step C15: nO), the predetermined reduction amount of torque current adjustment command kq1 Δkq1 - only reduces (step C19). As a result of this increase / decrease, when the torque current adjustment command kq1 is outside the range determined by the reference voltage Vs1, limit processing is performed to adjust the torque current adjustment command kq1 to a value within the range (step C21).

一方、走行速度が回生動作有効速度Ｓｐ未満ならば（ステップＣ１：ＮＯ）、調整指令ｋｑ１，ｋｄをともに「１．０」とする（ステップＣ２３）。   On the other hand, if the traveling speed is less than the regenerative operation effective speed Sp (step C1: NO), the adjustment commands kq1 and kd are both set to “1.0” (step C23).

そして、調整指令生成部４４は、生成した励磁電流用調整指令ｋｑ１に軽負荷回生制御部４３によって生成された軽負荷回正指令ｋｑ２を乗じて、調整指令ｋｑを生成する（ステップＣ２５）。   Then, the adjustment command generator 44 multiplies the generated excitation current adjustment command kq1 by the light load regenerative command kq2 generated by the light load regenerative control unit 43 to generate the adjustment command kq (step C25).

［作用・効果］
このように、本実施形態によれば、電気車１では、回生運転時には、電動機２０を制御するための電流指令Ｉｑ＊，Ｉｄ＊それぞれを増減調整する調整指令ｋｑ，ｋｄが、電源電圧と基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２との大小関係に応じて徐々に変更される。また、その基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２が徐々に変更される。つまり、基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２は電源電圧に対する比較基準となっており、基準電圧Ｖｓ１，Ｖｓ２を変更することにより電動機２０を駆動するための電流指令Ｉｑ＊，Ｉｄ＊が変更され、該電動機２０にて発生される回生電力が変化することになる。 [Action / Effect]
Thus, according to the present embodiment, in the electric vehicle 1, during the regenerative operation, the adjustment commands kq and kd for increasing / decreasing the current commands Iq * and Id * for controlling the electric motor 20 are the power supply voltage and the reference It is gradually changed according to the magnitude relationship with the voltages Vs1, Vs2. Further, the reference voltages Vs1 and Vs2 are gradually changed. That is, the reference voltages Vs1 and Vs2 are comparison references with respect to the power supply voltage. By changing the reference voltages Vs1 and Vs2, current commands Iq * and Id * for driving the motor 20 are changed. The regenerative power generated will change.

１ 電気車
１０ 直流電源ライン
２０ 電動機、３０ インバータ
４０ 制御装置
４１ 電流指令値生成部、４２ 基準電圧生成部
４３ 軽負荷回生制御部、４４ 調整指令生成部
４５ ベクトル制御演算部
５０ 蓄電装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric vehicle 10 DC power supply line 20 Electric motor, 30 Inverter 40 Control apparatus 41 Current command value generation part, 42 Reference voltage generation part 43 Light load regeneration control part, 44 Adjustment command generation part 45 Vector control calculation part 50 Power storage device

Claims (7)

電動機を駆動するインバータを所与の電流指令に基づき制御して、ブレーキ時に電力源である直流電源ラインに電力を回生させる回生ブレーキ制御方法であって、
前記直流電源ラインの電源電圧を検知する電源電圧検知ステップと、
基準電圧を所定電圧より高く、所定の絞り込み開始電圧より低い所定の電圧範囲内に設定する基準電圧設定ステップと、
前記電流指令を調整するための調整指令の上限値と前記電源電圧との対応関係を定めた上限値ラインであって、前記電源電圧が前記所定電圧から前記絞り込み開始電圧までの範囲における前記上限値を、前記電流指令を加増させるように調整する値に定めた上限値ラインを設定する上限値ライン設定ステップと、
前記電源電圧が前記基準電圧以下の場合に、前記上限値ラインで規定される当該電源電圧に対応する上限値まで、前記調整指令を増加させていく調整指令変更ステップと、
前記調整指令を用いて前記電流指令を調整する調整ステップと、
を含む回生ブレーキ制御方法。 A regenerative brake control method for controlling an inverter that drives an electric motor based on a given current command to regenerate power in a DC power supply line that is a power source during braking,
A power supply voltage detection step of detecting a power supply voltage of the DC power supply line;
A reference voltage setting step for setting the reference voltage within a predetermined voltage range that is higher than the predetermined voltage and lower than the predetermined narrowing start voltage ;
An upper limit line that defines a correspondence relationship between an upper limit value of an adjustment command for adjusting the current command and the power supply voltage, and the upper limit value in a range from the predetermined voltage to the narrowing start voltage. An upper limit value line setting step for setting an upper limit value line set to a value to be adjusted so as to increase the current command,
An adjustment command changing step of increasing the adjustment command to an upper limit value corresponding to the power supply voltage defined by the upper limit value line when the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage;
An adjustment step of adjusting the current command using the adjustment command;
Regenerative brake control method. 前記上限値ライン設定ステップは、前記電源電圧が前記基準電圧から前記絞り込み開始電圧までの範囲における前記上限値を、当該電源電圧が高いほど徐々に低くするように設定するステップを含む、The upper limit value line setting step includes a step of setting the upper limit value in a range from the reference voltage to the narrowing-down start voltage so that the upper limit value line gradually decreases as the power supply voltage increases.
請求項１に記載の回生ブレーキ制御方法。The regenerative brake control method according to claim 1. 前記基準電圧設定ステップは、前記調整指令変更ステップにより前記調整指令が増加変更された場合に前記基準電圧を上昇させるステップを含む、
請求項１又は２に記載の回生ブレーキ制御方法。 The reference voltage setting step comprises the step of increasing the reference voltage when the adjustment command by Ri said adjustment command to change step is changed increases,
The regenerative brake control method according to claim 1 or 2 . 前記基準電圧設定ステップは、前記電流指令に含まれるトルク電流指令のための第１の基準電圧と、前記電流指令に含まれる励磁電流指令のための第２の基準電圧とを設定するステップを含み、
前記上限値ライン設定ステップは、前記第１の基準電圧の第１の上限値ラインと、前記第２の基準電圧の第２の上限値ラインとを設定するステップを含み、
前記調整指令変更ステップは、
前記電源電圧と前記第１の基準電圧と前記第１の基準電圧の上限値ラインとを用いて、前記トルク電流指令用の調整指令を変更するステップと、
前記電源電圧と前記第２の基準電圧と前記第２の基準電圧の上限値ラインとを用いて、前記励磁電流指令用の調整指令を変更するステップと、
を含み、
前記調整ステップは、
前記トルク電流指令を前記トルク電流指令用の調整指令を用いて調整するステップと、
前記励磁電流指令を前記励磁電流指令用の調整指令を用いて調整する第２の調整ステップと、
を含む、
請求項１〜３の何れか一項に記載の回生ブレーキ制御方法。 The reference voltage setting step comprises the step of setting a first reference voltage for the torque current command included in the current command, and a second reference voltage for the exciting current command included in the current command ,
The upper limit value line setting step includes a step of setting a first upper limit value line of the first reference voltage and a second upper limit value line of the second reference voltage;
The adjustment command changing step includes:
Changing the adjustment command for the torque current command using the power supply voltage, the first reference voltage, and the upper limit value line of the first reference voltage;
Using the power supply voltage, the second reference voltage, and the upper limit value line of the second reference voltage to change the excitation current command adjustment command;
Including
The adjustment step includes
A step you adjust the torque current command using the adjustment command for the torque current command,
A second adjustment step for adjusting the excitation current command using the adjustment command for the excitation current command ;
including,
The regenerative brake control method according to any one of claims 1 to 3. 軽負荷回生制御を実行する際に前記電源電圧に対する比較基準とする軽負荷回生用基準電圧を徐々に変更する軽負荷回生用基準電圧設定ステップと、
前記軽負荷回生用基準電圧を用いて、前記電源電圧に対する回生絞り込みパターンを生成する回生絞り込みパターン生成ステップと、
前記回生絞り込みパターンに従って前記電源電圧に応じた回生絞り込みを実行する回生絞り込み実行ステップと、
を更に含む請求項１〜４の何れか一項に記載の回生ブレーキ制御方法。 A light load regenerative reference voltage setting step of gradually changing a light load regenerative reference voltage as a reference for comparison with the power supply voltage when executing light load regenerative control;
Regenerative narrowing pattern generation step for generating a regenerative narrowing pattern for the power supply voltage using the light load regenerative reference voltage;
A regeneration narrowing execution step for performing regeneration narrowing according to the power supply voltage according to the regeneration narrowing pattern;
The regenerative brake control method according to any one of claims 1 to 4 , further comprising: 前記直流電源ラインには、架線電圧又は架線電圧を所定電圧に変換した電圧と、蓄電装置の電源電圧とが供給されており、
前記電源電圧検知ステップは、前記インバータへの入力電圧を前記電源電圧として検知する、
請求項１〜５の何れか一項に記載の回生ブレーキ制御方法。 The DC power line is supplied with an overhead wire voltage or a voltage obtained by converting the overhead wire voltage to a predetermined voltage, and a power source voltage of the power storage device,
The power supply voltage detection step detects an input voltage to the inverter as the power supply voltage.
The regenerative brake control method according to any one of claims 1 to 5 . 電動機を駆動するインバータを所与の電流指令に基づき制御して、ブレーキ時に電力源である直流電源ラインに電力を回生させる回生ブレーキ制御装置であって、
前記直流電源ラインの電源電圧を検知する電源電圧検知手段と、
基準電圧を所定電圧より高く、所定の絞り込み開始電圧より低い所定の電圧範囲内に設定する基準電圧設定手段と、
前記電流指令を調整するための調整指令の上限値と前記電源電圧との対応関係を定めた上限値ラインであって、前記電源電圧が前記所定電圧から前記絞り込み開始電圧までの範囲における前記上限値を、前記電流指令を加増させるように調整する値に定めた上限値ラインを設定する上限値ライン設定手段と、
前記電源電圧が前記基準電圧以下の場合に、前記上限値ラインで規定される当該電源電圧に対応する上限値まで、前記調整指令を増加させていく調整指令変更手段と、
前記調整指令を用いて前記電流指令を調整する調整手段と、
を備えた回生ブレーキ制御装置。 A regenerative brake control device that controls an inverter that drives an electric motor based on a given current command and regenerates power to a DC power supply line that is a power source during braking,
Power supply voltage detecting means for detecting a power supply voltage of the DC power supply line;
A reference voltage setting means for setting the reference voltage within a predetermined voltage range that is higher than the predetermined voltage and lower than the predetermined narrowing start voltage ;
An upper limit line that defines a correspondence relationship between an upper limit value of an adjustment command for adjusting the current command and the power supply voltage, and the upper limit value in a range from the predetermined voltage to the narrowing start voltage. An upper limit value line setting means for setting an upper limit value line set to a value to be adjusted so as to increase the current command,
An adjustment command changing means for increasing the adjustment command to an upper limit value corresponding to the power supply voltage defined by the upper limit value line when the power supply voltage is equal to or lower than the reference voltage;
Adjusting means for adjusting the current command using the adjustment command;
A regenerative brake control device.
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