JP6641521B2 - 電気車の電力変換装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る電力変換装置1を含む車両駆動システムの構成例を示す図である。実施の形態1に係る電力変換装置1は、図1に示すように、直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力をモータ55に供給することでモータ55を駆動するインバータ2と、インバータ2をPWM制御するための電圧指令V*を生成してインバータ2に出力する制御器3と、インバータ2の交流側に配置されモータ55の各相に流れる相電流を検出する電流検出器6a,6b,6cと、を備える。電気車に搭載されるモータ55の一例は、誘導モータ又は同期モータである。一般的な電気車では、誘導モータ又は同期モータが使用されている。
図8は、実施の形態2に係る電力変換装置1Aを含む車両駆動システムの構成例を示す図である。実施の形態2に係る電力変換装置1Aは、図1に示す実施の形態1に係る電力変換装置1において、温度センサ5aに加え、第2温度センサである温度センサ5bが付加されて構成されている。なお、その他の構成については、図1に示す実施の形態1の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
図10は、実施の形態3における制御器3Aの一構成例を示すブロック図である。図2に示す実施の形態1における制御器3では、抵抗推定部33は抵抗推定値Rsの演算を行い、抵抗値設定部34は、抵抗値設定部34で保持されている抵抗設定値R1Cを出力するように構成されている。実施の形態1では説明を省略したが、モータ55が誘導機の場合、抵抗推定値Rsは一次抵抗の推定値であり、抵抗設定値R1Cは一次抵抗の設定値である。一方、実施の形態3における制御器3Aにおいて、抵抗推定部33aは一次抵抗の推定値である抵抗推定値Rsと、二次抵抗の推定値である抵抗推定値Rrの演算を行い、抵抗値設定部34aは、一次抵抗の設定値である抵抗設定値R1Cと、二次抵抗の設定値である抵抗設定値R2Cとを出力するように構成されている。以下、実施の形態3では、Rsを「一次抵抗推定値」、Rrを「二次抵抗推定値」、R1Cを「一次抵抗設定値」、R2Cを「二次抵抗設定値」と呼ぶ。なお、その他の構成については、図2に示す実施の形態1の構成と同一又は同等であり、同一又は同等の構成部には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
Rrc=Rr0{1+αr(Td−T0)} …(4)
Rrc=Rr0{(234.5+Td)/(234.5+T0)} …(6)
Claims (8)
- 電気車に搭載されるモータを駆動するインバータと、運転指令に基づいて前記インバータを制御する制御器と、を備えた電気車の電力変換装置であって、
前記制御器は、センサレス制御部を備え、
前記電力変換装置に設けられた温度センサの温度情報又は前記電力変換装置の外部から伝達された温度情報に基づいて、前記制御器に設定されている初期抵抗値を補正し、補正した初期抵抗値で前記モータの抵抗値を設定し、設定したモータの抵抗値で前記センサレス制御部を動作させ、
更に、前記制御器は、
前記モータに流れる電流を使用して前記モータの抵抗の推定値である抵抗推定値を演算する抵抗推定部と、
補正された前記初期抵抗値を保持し、前記抵抗推定部から前記抵抗推定値を受領するまでの間は、前記初期抵抗値を前記センサレス制御部に出力し、前記抵抗推定部から前記抵抗推定値を受領した後は、前記抵抗推定値を前記センサレス制御部に出力する抵抗値設定部と、
を備えたことを特徴とする電気車の電力変換装置。 - 前記制御器は、
前記運転指令が入力されると、抵抗推定実行フラグを生成し、前記抵抗推定部、及び、前記抵抗値設定部へ入力する抵抗推定実行判定部を備え、
前記抵抗推定部は、前記抵抗推定実行フラグが入力されると、前記モータに流れる電流を使用して前記抵抗推定値を演算し、
前記抵抗値設定部は、前記抵抗推定実行フラグが入力されると、前記初期抵抗値を前記センサレス制御部に出力することを特徴とする請求項1に記載の電気車の電力変換装置。 - 前記抵抗推定部は、前記温度情報に基づいて、前記初期抵抗値を補正する初期抵抗値演算部と、前記抵抗推定実行フラグの出力の有無によって、切り替えられる第1の信号切替器と、装置起動フラグの出力の有無によって、切り替えられる第2の信号切替器と、前記第2の信号切替器から前記センサレス制御部へ出力される出力値である抵抗設定値を保持する前回値保持部と、を備え、
前記第1の信号切替器は、前記抵抗推定値と、前記前回値保持部からの出力とが入力され、前記抵抗推定実行フラグが出力されていない場合は、前記前回値保持部からの出力を前記第2の信号切替器に出力し、前記抵抗推定実行フラグが出力されている場合は、前記抵抗推定値を前記第2の信号切替器に出力し、
前記第2の信号切替器は、前記第1の信号切替器からの出力と、前記初期抵抗値演算部によって補正された前記初期抵抗値とが入力され、前記装置起動フラグが出力されている場合は、前記初期抵抗値演算部によって補正された前記初期抵抗値を前記抵抗設定値として前記センサレス制御部に出力し、前記装置起動フラグが出力されていない場合は、前記第1の信号切替器からの出力を前記抵抗設定値として前記センサレス制御部に出力することを特徴とする請求項2に記載の電気車の電力変換装置。 - 前記温度センサは、前記電力変換装置が有するスイッチング素子を冷却する冷却器に搭載されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気車の電力変換装置。
- 前記電力変換装置の外部から伝達される前記温度情報は、前記電気車が有する列車情報管理装置が管理する温度情報であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気車の電力変換装置。
- 前記温度情報は複数であり、前記抵抗値設定部は、複数の前記温度情報のうちの最小値を選択し、当該最小値を用いて前記初期抵抗値を補正することを特徴とする請求項1に記載の電気車の電力変換装置。
- 前記温度情報は複数であり、前記抵抗値設定部は、複数の前記温度情報の平均値を演算し、当該平均値を用いて前記初期抵抗値を補正することを特徴とする請求項1に記載の電気車の電力変換装置。
- 前記モータは誘導機であり、
前記抵抗推定部は、前記誘導機の一次抵抗及び二次抵抗を推定し、
前記抵抗値設定部は、前記誘導機の一次抵抗及び二次抵抗を設定する
ことを特徴とする請求項1、6又は7に記載の電気車の電力変換装置。
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