JP7038924B2 - Propulsion control device and propulsion control method - Google Patents
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Description
本発明は、鉄道車両に搭載される推進制御装置および推進制御方法に関する。 The present invention relates to a propulsion control device and a propulsion control method mounted on a railway vehicle.
従来、鉄道車両は、複数のモータを用いて車輪を回転させて走行している。複数のモータに交流電力を供給するインバータとの間で欠相、コネクタ外れなどの接続異常のモータがあると、鉄道車両は、接続異常のモータを動作させることができない。このような場合、鉄道車両は接続が正常な他のモータを用いて走行を行うため、他のモータでは、通常時よりも負荷がかかり故障の要因となる。そのため、鉄道車両では、インバータとモータとの間の接続異常を速やかに検知することが求められている。特許文献1には、車両用制御装置が、現在のモータ電圧をモータ最大電圧で除算したPWM(Pulse Width Modulation)変調率が所定値よりも大きい場合、インバータとモータとの間で接続異常が発生したと判定する技術が開示されている。 Conventionally, a railroad vehicle travels by rotating wheels using a plurality of motors. If there is a motor with an abnormal connection such as a phase loss or disconnection of a connector with an inverter that supplies AC power to a plurality of motors, the railroad vehicle cannot operate the motor with the abnormal connection. In such a case, since the railroad vehicle travels by using another motor having a normal connection, the other motors are more loaded than usual and cause a failure. Therefore, in railway vehicles, it is required to promptly detect a connection abnormality between an inverter and a motor. According to Patent Document 1, when the PWM (Pulse Width Modulation) modulation factor obtained by dividing the current motor voltage by the maximum motor voltage of the vehicle control device is larger than a predetermined value, a connection abnormality occurs between the inverter and the motor. A technique for determining that the result has been made is disclosed.
一般的に、PWM変調率は、鉄道車両の速度がある速度以上の高速状態になると、100%になって変化しなくなる。そのため、上記従来の車両用制御装置は、鉄道車両がある速度に到達する、すなわちPWM変調率が100%になるまでの低速状態では接続異常の発生を判定できるが、鉄道車両がある速度以上になる、すなわちPWM変調率が100%になる高速状態では接続異常の発生を判定できない、という問題があった。 In general, the PWM modulation factor reaches 100% and does not change when the speed of the railway vehicle reaches a certain speed or higher. Therefore, the conventional vehicle control device can determine the occurrence of a connection abnormality in a low speed state until the railway vehicle reaches a certain speed, that is, the PWM modulation rate reaches 100%, but the railway vehicle exceeds a certain speed. That is, there is a problem that the occurrence of a connection abnormality cannot be determined in a high-speed state where the PWM modulation rate becomes 100%.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、鉄道車両の走行速度に係わらず、複数のモータと複数のモータに交流電力を供給する電力変換部との間の接続異常を検知可能な推進制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can detect a connection abnormality between a plurality of motors and a power conversion unit that supplies AC power to the plurality of motors regardless of the traveling speed of the railway vehicle. The purpose is to obtain a propulsion control device.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、車両に搭載される推進制御装置である。推進制御装置は、電力供給線から供給される直流電力または交流電力から、複数のモータに供給する三相交流電力を生成する電力変換部と、電力変換部から複数のモータに供給される三相交流電力の電流値を検知する電流検知部と、電流検知部で検知された電流値からすべり周波数を演算し、すべり周波数と複数のモータの制御に使用されるすべり周波数指令値との差分を算出し、差分に基づいて、電力変換部と複数のモータとの接続状態を判定する制御部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention is a propulsion control device mounted on a vehicle. The propulsion control device consists of a power conversion unit that generates three-phase AC power supplied to a plurality of motors from DC power or AC power supplied from a power supply line, and a three-phase power conversion unit that supplies the power conversion unit to a plurality of motors. The slip frequency is calculated from the current detector that detects the current value of AC power and the current value detected by the current detector, and the difference between the slip frequency and the slip frequency command value used to control multiple motors is calculated. However, it is characterized by including a control unit for determining the connection state between the power conversion unit and the plurality of motors based on the difference.
本発明によれば、推進制御装置は、鉄道車両の走行速度に係わらず、複数のモータと複数のモータに交流電力を供給する電力変換部との間の接続異常を検知できる、という効果を奏する。 According to the present invention, the propulsion control device has an effect that it can detect a connection abnormality between a plurality of motors and a power conversion unit that supplies AC power to the plurality of motors regardless of the traveling speed of the railway vehicle. ..
以下に、本発明の実施の形態に係る推進制御装置および推進制御方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, the propulsion control device and the propulsion control method according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る推進制御装置1の構成例を示す図である。推進制御装置1は、電車6に搭載され、電車6の速度を制御する装置である。推進制御装置1は、パンタグラフ3を介して架線2に接続される。また、推進制御装置1は、コネクタ4aを介してモータ5aに接続され、コネクタ4bを介してモータ5bに接続される。以降の説明において、電車6のことを鉄道車両、または単に車両と称することがある。Embodiment 1.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the propulsion control device 1 according to the first embodiment of the present invention. The propulsion control device 1 is a device mounted on the
推進制御装置1は、架線2からパンタグラフ3を介して直流電力または交流電力が供給される。実際には、パンタグラフ3と推進制御装置1との間には遮断器などが設けられているが、一般的な構成であり、本実施の形態の特徴に影響しないため、記載を省略している。なお、図1では、電車6に電力を供給する線を架線2としているが、これに限定されず、第三軌条によって電車6に電力を供給する方式であってもよい。以降の説明において、架線2および第三軌条をまとめて電力供給線と称することがある。推進制御装置1は、架線2からパンタグラフ3を介して供給される直流電力または交流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力をモータ5a,5bに供給する。
The propulsion control device 1 is supplied with DC power or AC power from the
コネクタ4aは、推進制御装置1とモータ5aとの間の配線を同時に脱着可能なコネクタである。コネクタ4bは、推進制御装置1とモータ5bとの間の配線を同時に脱着可能なコネクタである。モータ5aは、コネクタ4aを介して推進制御装置1から供給される三相交流電圧によって、電車6が備える図示しない車輪などを駆動する。モータ5bは、コネクタ4bを介して推進制御装置1から供給される三相交流電圧によって、電車6が備える図示しない車輪などを駆動する。モータ5a,5bは、例えば、三相誘導電動機である。以降の説明において、コネクタ4a,4bを区別しない場合はコネクタ4と称し、モータ5a,5bを区別しない場合はモータ5と称することがある。
The
推進制御装置1の構成について詳細に説明する。推進制御装置1は、電力変換部11と、電流検知部12と、制御部13と、を備える。
The configuration of the propulsion control device 1 will be described in detail. The propulsion control device 1 includes a
電力変換部11は、架線2から供給される直流電力または交流電力から、複数のモータ5に供給する三相交流電力を生成する。電力変換部11は、例えば、架線2から直流電力が供給される場合はインバータの機能を有し、架線2から交流電力が供給される場合はコンバータおよびインバータの機能を有する。電力変換部11は、図示しないスイッチング素子を備え、制御部13の制御によってスイッチング素子をオンオフすることで、モータ5a,5bに供給する三相交流電力を生成する。スイッチング素子は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)であってもよいし、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)であってもよい。
The
電流検知部12は、電力変換部11から複数のモータ5に供給される三相交流電力の電流値を検知する。電流検知部12は、図1の例では、電力変換部11から複数のモータ5に供給される三相交流電力のu相、v相、およびw相の各相の電流値を検出しているが、これに限定されない。電流検知部12は、電力変換部11から複数のモータ5に供給される三相交流電力のu相、v相、およびw相のうちの2相の電流値を検知するようにしてもよい。各相の電流値を加算するとゼロになることから、電流検知部12は、u相、v相、およびw相のうち2相の電流値を検知すれば、残りの1相の電流値については演算によって求めることができる。
The current detection unit 12 detects the current value of the three-phase AC power supplied from the
制御部13は、図示しない列車情報管理システムなどから取得した電車6の走行を制御するための指令値と、電流検知部12で検知された電流値と、に基づいて、電力変換部11の動作、具体的には電力変換部11が備えるスイッチング素子のオンオフを制御する。また、制御部13は、電流検知部12で検知された電流値からすべり周波数を演算する。制御部13は、すべり周波数と、前述の指令値である複数のモータ5の制御に使用されるすべり周波数指令値との差分を算出する。制御部13は、算出した差分に基づいて、推進制御装置1、すなわち電力変換部11と複数のモータ5との接続状態を判定する。
The
制御部13が電力変換部11と複数のモータ5との接続状態を判定する動作について、詳細に説明する。制御部13は、例えば、前述のように図示しない列車情報管理システムなどの外部から、電車6の走行を制御するための指令値として、すべり周波数指令値を取得する。制御部13は、電流検知部12で検知された電流値から演算されるすべり周波数がすべり周波数指令値に一致するように、電力変換部11の動作を制御する。なお、すべり周波数指令値については、制御部13が、外部からノッチ指令などを取得し、ノッチ指令などに基づいて演算によって求めてもよい。以降では、制御部13がすべり周波数指令値を外部から取得する場合を例にして説明する。
The operation of the
すべり周波数指令値は、図1の例では、2つのモータ5a,5bを駆動させるための指令値である。制御部13は、すべり周波数指令値に基づいて電力変換部11の動作を制御することで、電力変換部11から、2つのモータ5a,5bを駆動させるための三相交流電力を供給させる。制御部13は、電流検知部12で検知された電流値から、実際のすべり周波数を演算する。制御部13は、電流検知部12で検知された電流値の推移から、電力変換部11からモータ5に供給される三相交流電力の周波数を把握することができる。制御部13は、電力変換部11からモータ5に供給される三相交流電力の周波数、モータ5a,5bの極数などを用いて、すべり周波数を演算することができる。制御部13は、演算により求めたすべり周波数が、すべり周波数指令値に一致するように電力変換部11の動作を制御する。
In the example of FIG. 1, the slip frequency command value is a command value for driving two motors 5a and 5b. The
ここで、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常があると、電力変換部11は、モータ5aまたはモータ5bに三相交流電力を供給できなくなる。接続異常とは、例えば、推進制御装置1とモータ5aとの間のコネクタ4aのコネクタ外れ、電力変換部11とモータ5aとの間の1つ以上の接続線での欠相、推進制御装置1とモータ5bとの間のコネクタ4bのコネクタ外れ、電力変換部11とモータ5bとの間の1つ以上の接続線での欠相などである。
Here, if there is a connection abnormality between the
電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生すると、電流検知部12で検知された電流値から制御部13によって演算されるすべり周波数は、すべり周波数指令値よりも大きくなってしまう。図2は、実施の形態1に係る推進制御装置1において、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生した場合の、制御部13が取得するすべり周波数指令値と、制御部13で演算される実際のすべり周波数との差異の例を示す図である。図2において、横軸は電車6の速度すなわち車両速度を示し、縦軸は周波数を示す。また、図2において、実線はすべり周波数指令値を示し、破線は接続異常発生時のすべり周波数を示している。また、図2において、縦方向に記載された点線は、背景技術で説明した特許文献1において、PWM変調率が100%になるときの車両速度との位置関係を示している。
When a connection abnormality occurs between the
制御部13は、前述のように、電流検知部12で検知された電流値から演算されるすべり周波数がすべり周波数指令値に一致するように電力変換部11の動作を制御している。そのため、電力変換部11とモータ5aおよびモータ5bとの間で接続異常がない場合、実際のすべり周波数は、すべり周波数指令値に一致するように推移する。一方、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生した場合、電力変換部11から供給される三相交流電力は2つのモータ5を駆動させる電力量ではない。そのため、制御部13は、電流検知部12で検知された電流値から演算されるすべり周波数を、2つのモータ5を駆動するためのすべり周波数指令値に一致させるように電力変換部11の動作を制御することができない。この結果、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生した場合、電流検知部12で検知された電流値から演算されるすべり周波数と、すべり周波数指令値との間に差異が発生する。
As described above, the
そのため、制御部13は、電流検知部12で検知された電流値から演算されるすべり周波数と、すべり周波数指令値との間の差分を算出し、差分が規定された閾値以上の場合、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定することができる。算出された差分と比較されるための閾値を、第1の閾値とする。なお、制御部13は、突発的に差分が第1の閾値以上になることによる誤判定を防止するため、差分が第1の閾値以上になる継続期間が規定された期間以上になった場合、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定してもよい。差分が第1の閾値以上になる継続期間と比較されるための閾値を、第2の閾値とする。
Therefore, the
図3は、実施の形態1に係る推進制御装置1の動作を示すフローチャートである。推進制御装置1において、電力変換部11は、制御部13の制御によって、架線2から供給される直流電力または交流電力から、複数のモータ5に供給する三相交流電力を生成する(ステップS1)。電流検知部12は、電力変換部11から複数のモータ5に供給される三相交流電力の電流値を検知する(ステップS2)。制御部13は、電流検知部12で検知された電流値、およびすべり周波数指令値を用いて、電力変換部11と複数のモータ5との接続状態を判定する(ステップS3)。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the propulsion control device 1 according to the first embodiment. In the propulsion control device 1, the
図4は、実施の形態1に係る推進制御装置1が備える制御部13の動作を示すフローチャートである。図4に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートのステップS3の動作を詳細にしたものである。制御部13は、電流検知部12から、電流検知部12で検知された電流値を取得する(ステップS11)。制御部13は、電流検知部12で検知された電流値からすべり周波数を演算する(ステップS12)。制御部13は、演算により求めたすべり周波数と、電力変換部11の動作に使用されるすべり周波数指令値との差分を算出する(ステップS13)。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上か否かを判定する(ステップS14)。制御部13は、算出した差分が第1の閾値未満の場合(ステップS14:No)、ステップS11の動作に戻る。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上の場合(ステップS14:Yes)、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値以上か否かを判定する(ステップS15)。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the
制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値未満の場合(ステップS15:No)、ステップS11の動作に戻る。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値以上の場合(ステップS15:Yes)、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定する(ステップS16)。制御部13は、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定した判定結果を出力する(ステップS17)。制御部13は、例えば、電車6の図示しない運転台に判定結果を出力してもよいし、図示しない地上装置に判定結果を出力してもよい。このように、実施の形態1において、制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上であって、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値以上の場合、電力変換部11と複数のモータ5のうち少なくとも1つのモータ5との間の接続に異常があると判定する。
When the calculated difference is equal to or greater than the first threshold value and the duration is less than the second threshold value (step S15: No), the
図1では、制御部13が、推進制御装置1に接続されるモータ5が2つの場合において、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したか否かを判定する動作について説明したが、一例であり、これに限定されない。実際には、制御部13は、本実施の動作を行うことによって、推進制御装置1に接続されるモータ5の数がN個の場合、電力変換部11とN-1個までのモータ5との間で接続異常が発生したか否かを判定することができる。具体的には、推進制御装置1に接続されるモータ5の数が4個の場合、制御部13は、電力変換部11と、1個または2個または3個のモータ5との間で接続異常が発生したか否かを判定することができる。また、推進制御装置1に接続される複数のモータ5のうち、例えば、1つのモータ5の接続異常までは許容する場合、第1の閾値を適宜変更する、具体的には、1つのモータ5の接続異常も許容しない場合よりも第1の閾値を大きくする。これにより、制御部13は、第1の閾値に応じて接続異常の判定を行うことができる。なお、本実施の動作では、制御部13は、電力変換部11と、推進制御装置1に接続される全てのモータ5との間で接続異常が発生した場合には、接続異常を検知できない。
In FIG. 1, the
つづいて、推進制御装置1のハードウェア構成について説明する。推進制御装置1において、電力変換部11は、前述のように、インバータ、またはコンバータおよびインバータの機能を有する電力変換回路である。電流検知部12は、三相交流電力の電流値を検出可能なセンサである。制御部13は処理回路により実現される。処理回路は、メモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサおよびメモリであってもよいし、専用のハードウェアであってもよい。
Next, the hardware configuration of the propulsion control device 1 will be described. In the propulsion control device 1, the
図5は、実施の形態1に係る推進制御装置1が備える処理回路をプロセッサおよびメモリで構成する場合の例を示す図である。処理回路がプロセッサ91およびメモリ92で構成される場合、推進制御装置1の処理回路の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ92に格納される。処理回路では、メモリ92に記憶されたプログラムをプロセッサ91が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、処理回路は、推進制御装置1の処理が結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ92を備える。また、これらのプログラムは、推進制御装置1の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the propulsion control device 1 according to the first embodiment is configured by a processor and a memory. When the processing circuit is composed of the
ここで、プロセッサ91は、CPU(Central Processing Unit)、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、またはDSP(Digital Signal Processor)などであってもよい。また、メモリ92には、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(登録商標)(Electrically EPROM)などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはDVD(Digital Versatile Disc)などが該当する。
Here, the
図6は、実施の形態1に係る推進制御装置1が備える処理回路を専用のハードウェアで構成する場合の例を示す図である。処理回路が専用のハードウェアで構成される場合、図6に示す処理回路93は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)、またはこれらを組み合わせたものが該当する。推進制御装置1の各機能を機能別に処理回路93で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路93で実現してもよい。 FIG. 6 is a diagram showing an example in which the processing circuit included in the propulsion control device 1 according to the first embodiment is configured by dedicated hardware. When the processing circuit is composed of dedicated hardware, the processing circuit 93 shown in FIG. 6 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or the like. FPGA (Field Programmable Gate Array) or a combination of these is applicable. Each function of the propulsion control device 1 may be realized by the processing circuit 93 for each function, or each function may be collectively realized by the processing circuit 93.
なお、推進制御装置1の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。このように、処理回路は、専用のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。 It should be noted that some of the functions of the propulsion control device 1 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware. As described above, the processing circuit can realize each of the above-mentioned functions by the dedicated hardware, software, firmware, or a combination thereof.
以上説明したように、本実施の形態によれば、推進制御装置1では、制御部13は、電流検知部12で検出された電流値からすべり周波数を演算する。制御部13は、演算したすべり周波数と、モータ5a,5bの駆動を制御するための指令値であって電力変換部11の動作を制御するためのすべり周波数指令値との差分を算出する。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になる継続期間が第2の閾値以上になった場合、推進制御装置1、すなわち電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定することとした。これにより、制御部13は、電車6の走行速度に係わらず、複数のモータ5と複数のモータ5に三相交流電力を供給する電力変換部11との間の接続異常を検知することができる。背景技術に記載した特許文献1では、図2に示すPWM変調率100%に至る速度以下の範囲でのみ、接続異常の発生を判定できた。これに対して、制御部13は、電車6の速度がPWM変調率100%に至る速度を超えた場合でも、接続異常の発生を判定することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the propulsion control device 1, the
なお、本実施の形態では、推進制御装置1を鉄道車両である電車6に搭載する場合について説明したが、これに限定されない。推進制御装置1については、複数のモータを駆動する装置などに適用可能である。
In the present embodiment, the case where the propulsion control device 1 is mounted on the
実施の形態2.
実施の形態1では、制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になる継続期間が第2の閾値以上の場合、推進制御装置1、すなわち電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定していた。実施の形態2では、制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になる継続期間が第2の閾値未満の場合でも、算出した差分が第1の閾値以上になった回数が規定された回数に達した場合、推進制御装置1、すなわち電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定する。または、制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になる継続期間が第2の閾値未満の場合でも、算出した差分が第1の閾値以上になった回数が規定された回数に達した場合、推進制御装置1、すなわち電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常になる予兆があると判定する。
In the first embodiment, when the calculated difference is equal to or greater than the first threshold value and the duration is equal to or greater than the second threshold value, the
実施の形態2において、推進制御装置1の構成は、図1に示す実施の形態1のときの推進制御装置1の構成と同様である。 In the second embodiment, the configuration of the propulsion control device 1 is the same as the configuration of the propulsion control device 1 in the first embodiment shown in FIG.
図7は、実施の形態2に係る推進制御装置1が備える制御部13の動作を示すフローチャートである。図7に示すフローチャートにおいて、ステップS21からステップS24までの動作は、実施の形態1の図4に示すフローチャートのステップS11からステップS14までの動作と同様である。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上の場合(ステップS24:Yes)、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値以上か否かを判定する(ステップS25)。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値未満の場合(ステップS25:No)、算出した差分が第1の閾値以上になった回数が第3の閾値以上になったか否かを判定する(ステップS26)。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になった回数が第3の閾値以上になっていない場合(ステップS26:No)、ステップS21の動作に戻る。
FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the
制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になった回数が第3の閾値以上になった場合(ステップS26:Yes)、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定する、または電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常になる予兆があると判定する(ステップS27)。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値以上の場合(ステップS25:Yes)、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生したと判定する(ステップS28)。制御部13は、ステップS27またはステップS28の判定結果を出力する(ステップS29)。このように、実施の形態2において、制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上であって、算出した差分が第1の閾値以上の継続期間が第2の閾値未満になった回数が第3の閾値に達した場合、電力変換部11と複数のモータ5のうち少なくとも1つのモータ5との間の接続に異常がある、または電力変換部11と複数のモータ5のうち少なくとも1つのモータ5との間で接続異常になる予兆があると判定する。
The
以上説明したように、本実施の形態によれば、推進制御装置1では、制御部13は、電流検知部12で検出された電流値からすべり周波数を演算する。制御部13は、演算したすべり周波数と、モータ5a,5bの駆動を制御するための指令値であって電力変換部11の動作を制御するためのすべり周波数指令値との差分を算出する。制御部13は、算出した差分が第1の閾値以上になる継続期間が第2の閾値未満の場合でも、算出した差分が第1の閾値以上になった回数が規定された回数に達した場合、電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常が発生した、または電力変換部11とモータ5aまたはモータ5bとの間で接続異常になる予兆があると判定することとした。これにより、制御部13は、複数のモータ5と複数のモータ5に三相交流電力を供給する電力変換部11との間において、現時点では接続異常に至っていなくても、接続異常の予兆、すなわち将来的に接続異常になることが予想される部分を検知することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the propulsion control device 1, the
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configuration shown in the above-described embodiment shows an example of the content of the present invention, can be combined with another known technique, and is one of the configurations as long as it does not deviate from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.
1 推進制御装置、2 架線、3 パンタグラフ、4a,4b コネクタ、5a,5b モータ、6 電車、11 電力変換部、12 電流検知部、13 制御部。 1 Propulsion control device, 2 overhead wire, 3 pantograph, 4a, 4b connector, 5a, 5b motor, 6 train, 11 power conversion unit, 12 current detection unit, 13 control unit.
Claims (8)
電力供給線から供給される直流電力または交流電力から、複数のモータに供給する三相交流電力を生成する電力変換部と、
前記電力変換部から前記複数のモータに供給される前記三相交流電力の電流値を検知する電流検知部と、
前記電流検知部で検知された電流値からすべり周波数を演算し、前記すべり周波数と前記複数のモータの制御に使用されるすべり周波数指令値との差分を算出し、前記差分に基づいて、前記電力変換部と前記複数のモータとの接続状態を判定する制御部と、
を備えることを特徴とする推進制御装置。It is a propulsion control device mounted on a vehicle.
A power conversion unit that generates three-phase AC power supplied to multiple motors from DC power or AC power supplied from the power supply line, and
A current detection unit that detects the current value of the three-phase AC power supplied from the power conversion unit to the plurality of motors, and a current detection unit.
The slip frequency is calculated from the current value detected by the current detection unit, the difference between the slip frequency and the slip frequency command value used for controlling the plurality of motors is calculated, and the electric power is calculated based on the difference. A control unit that determines the connection state between the conversion unit and the plurality of motors,
A propulsion control device characterized by being equipped with.
ことを特徴とする請求項1に記載の推進制御装置。When the difference is equal to or greater than the first threshold value and the duration of the difference equal to or greater than the first threshold value is equal to or greater than the second threshold value, the control unit is at least one of the power conversion unit and the plurality of motors. Judge that there is an abnormality in the connection between the two motors,
The propulsion control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の推進制御装置。When the difference is equal to or greater than the first threshold value and the number of times the difference is greater than or equal to the first threshold value is less than the second threshold value, the control unit reaches the third threshold value. There is a sign that there is an abnormality in the connection between the conversion unit and at least one of the plurality of motors, or that there is an abnormality in the connection between the power conversion unit and at least one of the plurality of motors. Judging,
The propulsion control device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項2または3に記載の推進制御装置。The control unit outputs a determination result.
The propulsion control device according to claim 2 or 3.
電力供給線から供給される直流電力または交流電力から、複数のモータに供給する三相交流電力を生成する第1のステップと、
電流検知部が、前記電力変換部から前記複数のモータに供給される前記三相交流電力の電流値を検知する第2のステップと、
制御部が、前記電流検知部で検知された電流値からすべり周波数を演算し、前記すべり周波数と前記複数のモータの制御に使用されるすべり周波数指令値との差分を算出し、前記差分に基づいて、前記電力変換部と前記複数のモータとの接続状態を判定する第3のステップと、
を含むことを特徴とする推進制御方法。The power conversion unit is a propulsion control method for a propulsion control device mounted on a vehicle.
The first step of generating three-phase AC power to be supplied to multiple motors from DC power or AC power supplied from the power supply line, and
The second step in which the current detection unit detects the current value of the three-phase AC power supplied from the power conversion unit to the plurality of motors.
The control unit calculates the slip frequency from the current value detected by the current detection unit, calculates the difference between the slip frequency and the slip frequency command value used for controlling the plurality of motors, and based on the difference. The third step of determining the connection state between the power conversion unit and the plurality of motors, and
Propulsion control method characterized by including.
ことを特徴とする請求項5に記載の推進制御方法。In the third step, when the difference is equal to or greater than the first threshold value and the duration of the difference equal to or greater than the first threshold value is equal to or greater than the second threshold value, the control unit and the power conversion unit. Judging that there is an abnormality in the connection between at least one of the plurality of motors,
The propulsion control method according to claim 5.
ことを特徴とする請求項5に記載の推進制御方法。In the third step, the control unit has a third threshold value as the number of times the difference is equal to or greater than the first threshold value and the duration of the difference equal to or greater than the first threshold value is less than the second threshold value. When is reached, there is an abnormality in the connection between the power conversion unit and at least one of the plurality of motors, or between the power conversion unit and at least one of the plurality of motors. Judge that there is a sign of connection error,
The propulsion control method according to claim 5.
ことを特徴とする請求項6または7に記載の推進制御方法。In the third step, the control unit outputs a determination result.
The propulsion control method according to claim 6 or 7.
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