JPH0235522B2 - - Google Patents
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- JPH0235522B2 JPH0235522B2 JP57209655A JP20965582A JPH0235522B2 JP H0235522 B2 JPH0235522 B2 JP H0235522B2 JP 57209655 A JP57209655 A JP 57209655A JP 20965582 A JP20965582 A JP 20965582A JP H0235522 B2 JPH0235522 B2 JP H0235522B2
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- Japan
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- modulation
- modulation rate
- pulse mode
- inverter
- notch
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/08—Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、同期した正弦波変調波と三角波搬送
波を比較することにより所定の変調パルスを得る
とともに、上記変調波と搬送波の大きさの比較で
定まる変調率を変化させて上位変調パルス幅を制
御し、この変調パルスを用いてインバータを作動
させ、直流電力を交流電力に変換する可変電圧可
変周波数インバータ（以下「VVVFインバータ」
と称する）にて誘導電動機を駆動する方式の電気
車制御装置の制御方法に係り、特にいわゆるノツ
チ止め制御精度の向上に関するものである。
波を比較することにより所定の変調パルスを得る
とともに、上記変調波と搬送波の大きさの比較で
定まる変調率を変化させて上位変調パルス幅を制
御し、この変調パルスを用いてインバータを作動
させ、直流電力を交流電力に変換する可変電圧可
変周波数インバータ（以下「VVVFインバータ」
と称する）にて誘導電動機を駆動する方式の電気
車制御装置の制御方法に係り、特にいわゆるノツ
チ止め制御精度の向上に関するものである。
第１図に従来の電気車における代表的な
VVVFインバータ制御システムの一例を示す。
VVVFインバータ制御システムの一例を示す。
第１図ａは駆動回路系を示すもので、１はパン
タグラフ、２はしや断器、３はフイルタリアクト
ル、４はフイルムコンデンサ、５はフイルタコン
デンサの端子電圧を検知する電圧検知器、６はイ
ンバータ部、７，８は誘導電動機、９，１０は電
動機の回転数を検知しそれに応じた周波数のパル
スを出力するパルスジエネレータである。また１
１〜１３は電動機電流を検出する電流検出器であ
る。
タグラフ、２はしや断器、３はフイルタリアクト
ル、４はフイルムコンデンサ、５はフイルタコン
デンサの端子電圧を検知する電圧検知器、６はイ
ンバータ部、７，８は誘導電動機、９，１０は電
動機の回転数を検知しそれに応じた周波数のパル
スを出力するパルスジエネレータである。また１
１〜１３は電動機電流を検出する電流検出器であ
る。
次に第１図ｂはインバータの制御系を示すもの
で、パルスジエネレータ９，１０の出力PG１，
PG２は、回転周波数演算部２１で一定時間ずつ
カウントされ、回転周波数FRが求められる。限
流値指令ICおよび力行指令（ノツチ指令）Ｐに
より電流パターン演算部２２で、電流パターンIP
が演算される。基準すべり周波数発生部２３は、
電流パターンIP入力に応じ、第２図に示すような
特性パターンで基準すべり周波数FS0を出力する。
増幅器２４は電流パターンIPと検出された電動機
電流IMとの偏差分を増幅し補正すべり周波数FS1
を出力する。これら基準すべり周波数FS0と補正
すべり周波数FS1を加算して、すべり周波数FSと
し、これをすべり周波数リミツタ２８を介して回
転周波数FRと加算して出力周波数Ｆが決定され
る。通常のVVVFインバータは、電動機電流を
極力正弦波に近づけるために、出力電圧を正弦波
近似変調制御している。２５はこのための変調パ
ルスモード演算部であり、出力周波数Ｆおよびフ
イルタコンデンサ電圧EC（電圧検知器５で検知さ
れる）に応じて最適な変調パルスモードＮを設定
する。変調パルスモードＮは、出力周波数Ｆの１
サイクルに含まれるパルス数に対応するものであ
り、基本的には、パルス数が多い程、電動機電流
は正弦波に近づくが、その反面、インバータを構
成する素子のスイツチング損失が増加することに
なる。従つて、低速では、パルス数を多くし、速
度が増加するに従つて、パルス数を低滅し最終的
には１パルスモードに至るように制御する。２６
は各パルスモードの変調率演算部で、インバータ
出力電圧Ｖの大きさを決めるものでありインバー
タ出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆが一定に
なるように、出力周波数Ｆとフイルタコンデンサ
電圧ELにより、次式のように、数値演算して変
調率AL1を出力する。
で、パルスジエネレータ９，１０の出力PG１，
PG２は、回転周波数演算部２１で一定時間ずつ
カウントされ、回転周波数FRが求められる。限
流値指令ICおよび力行指令（ノツチ指令）Ｐに
より電流パターン演算部２２で、電流パターンIP
が演算される。基準すべり周波数発生部２３は、
電流パターンIP入力に応じ、第２図に示すような
特性パターンで基準すべり周波数FS0を出力する。
増幅器２４は電流パターンIPと検出された電動機
電流IMとの偏差分を増幅し補正すべり周波数FS1
を出力する。これら基準すべり周波数FS0と補正
すべり周波数FS1を加算して、すべり周波数FSと
し、これをすべり周波数リミツタ２８を介して回
転周波数FRと加算して出力周波数Ｆが決定され
る。通常のVVVFインバータは、電動機電流を
極力正弦波に近づけるために、出力電圧を正弦波
近似変調制御している。２５はこのための変調パ
ルスモード演算部であり、出力周波数Ｆおよびフ
イルタコンデンサ電圧EC（電圧検知器５で検知さ
れる）に応じて最適な変調パルスモードＮを設定
する。変調パルスモードＮは、出力周波数Ｆの１
サイクルに含まれるパルス数に対応するものであ
り、基本的には、パルス数が多い程、電動機電流
は正弦波に近づくが、その反面、インバータを構
成する素子のスイツチング損失が増加することに
なる。従つて、低速では、パルス数を多くし、速
度が増加するに従つて、パルス数を低滅し最終的
には１パルスモードに至るように制御する。２６
は各パルスモードの変調率演算部で、インバータ
出力電圧Ｖの大きさを決めるものでありインバー
タ出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆが一定に
なるように、出力周波数Ｆとフイルタコンデンサ
電圧ELにより、次式のように、数値演算して変
調率AL1を出力する。
AL1＝AN・Ｆ＋BN／EL ……(1)
（ここでAN、BNはパルスモードによつてきまる
定数である。） 第３図に速度とパルスモードおよび変調率の関
係を示す。１パルスモードは変調率１であり、電
圧制御ができない定電圧領域である。
定数である。） 第３図に速度とパルスモードおよび変調率の関
係を示す。１パルスモードは変調率１であり、電
圧制御ができない定電圧領域である。
２７は最少値優先回路、２８は変調率リミツタ
選択回路である。変調リミツタ選択回路２８は１
ノツチ指令P1、２ノツチ指令P2、３ノツチ指令
P3に応じて変調率リミツタK1，K2，K3を各々選
択し、変調率AL2として最少値優先回路２７に与
え、この最少値優先回路２７は変調率AL2を上記
変調率AL1と比較して、小さい方を変調率ALと
して出力する。ゲート信号発生部２９は上記変調
率ALと周波数Ｆと変調パルスモードＮとに応じ
て、インバータに与えるゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を
出力する。
選択回路である。変調リミツタ選択回路２８は１
ノツチ指令P1、２ノツチ指令P2、３ノツチ指令
P3に応じて変調率リミツタK1，K2，K3を各々選
択し、変調率AL2として最少値優先回路２７に与
え、この最少値優先回路２７は変調率AL2を上記
変調率AL1と比較して、小さい方を変調率ALと
して出力する。ゲート信号発生部２９は上記変調
率ALと周波数Ｆと変調パルスモードＮとに応じ
て、インバータに与えるゲート信号Ｇ１〜Ｇ６を
出力する。
第４図ａ〜ｃに、それぞれノツチ指令に応じた
パルスモードおよび変調率、インバータ出力電圧
基本波分、およびけん引力の各特性を示す。変調
パルスモードＮおよび変調率ALと出力電圧基本
波分Ｖの関係は次式に示す通りである。
パルスモードおよび変調率、インバータ出力電圧
基本波分、およびけん引力の各特性を示す。変調
パルスモードＮおよび変調率ALと出力電圧基本
波分Ｖの関係は次式に示す通りである。
Ｖ＝Do・AL・EC ……(2)
（ここで、ECはフイルタコンデンサ電圧、Doは
各パルスモードの基本波含有率である。） 従つて、変調パルス数に応じて基本波含有率
Doが異なるので、従来のようにノツチ指令に応
じた変調率リミツタが一定の場合には、パルスモ
ードが変化する毎に、ノツチ止め特性の変動が大
きく車両の速度制御上好ましくないという問題が
あつた。
各パルスモードの基本波含有率である。） 従つて、変調パルス数に応じて基本波含有率
Doが異なるので、従来のようにノツチ指令に応
じた変調率リミツタが一定の場合には、パルスモ
ードが変化する毎に、ノツチ止め特性の変動が大
きく車両の速度制御上好ましくないという問題が
あつた。
本発明の目的は、VVVFインバータで誘導電
動機を駆動する電気車の制御において、ノツチ止
め制御精度を向上し、変調パルスモードが変化し
ても、ノツチ止め特性の変動を抑制し得るように
する電気車制御装置の制御方法を提供することに
ある。
動機を駆動する電気車の制御において、ノツチ止
め制御精度を向上し、変調パルスモードが変化し
ても、ノツチ止め特性の変動を抑制し得るように
する電気車制御装置の制御方法を提供することに
ある。
本発明は、ノツチ止めすなわち速度制御用ノツ
チ指令を選択固定する場合、該ノツチ指令と上記
変調パルスモードとの双方に応じ、出力電圧がほ
ぼ一定となるように上記変調率を選択設定するこ
とを特徴としている。
チ指令を選択固定する場合、該ノツチ指令と上記
変調パルスモードとの双方に応じ、出力電圧がほ
ぼ一定となるように上記変調率を選択設定するこ
とを特徴としている。
第５図に本発明の一実施例におけるインバータ
制御系の構成を示す。
制御系の構成を示す。
第５図において、変調率リミツタ選択部３０
は、ノツチ指令P1，P2，P3と変調パルスモード
Ｎを入力して、変調率リミツタAL2を得る。変調
率リミツタ選択部３０の詳細な構成を第６図に示
す。第６図において、３１はノツチ指令P1，P2，
P3に応じて変調率リミツタを選択するための変
調率リミツタ選択部、３２はノツチ指令P1入力
時における各変調パルスモードＮに応じた変調率
リミツタ選択を行なう変調率リミツタ選択部、３
３はノツチ指令P2時における各変調パルスモー
ドＮに応じた変調率リミツタ選択を行なう変調率
リミツタ選択部である。A9，B9は９パルスモー
ドの変調率リミツタ、A5，B5は５パルスモード
の変調率リミツタ、A3，B3は３パルスモードの
変調率リミツタを示す。
は、ノツチ指令P1，P2，P3と変調パルスモード
Ｎを入力して、変調率リミツタAL2を得る。変調
率リミツタ選択部３０の詳細な構成を第６図に示
す。第６図において、３１はノツチ指令P1，P2，
P3に応じて変調率リミツタを選択するための変
調率リミツタ選択部、３２はノツチ指令P1入力
時における各変調パルスモードＮに応じた変調率
リミツタ選択を行なう変調率リミツタ選択部、３
３はノツチ指令P2時における各変調パルスモー
ドＮに応じた変調率リミツタ選択を行なう変調率
リミツタ選択部である。A9，B9は９パルスモー
ドの変調率リミツタ、A5，B5は５パルスモード
の変調率リミツタ、A3，B3は３パルスモードの
変調率リミツタを示す。
これらの定数は、次の各式より求められる。ノ
ツチ指令P1時の出力電圧基本波分をV1とすると、 V1＝D9・A9・EC＝D5・A5・EC＝D3・A3・EC
……(3) ノツチ指令P2時の出力電圧基本波分をV2とす
ると、 V2＝D9・B9・EC＝D5・B5・EC＝D3・B3・EC
……(4) （ここで、D9は９パルスモードの基本波含有率
（＝0.615）、D5は５パルスモードの基本波含有率
（＝0.75）D3は３パルスモードの基本波含有率
（＝0.77））である。
ツチ指令P1時の出力電圧基本波分をV1とすると、 V1＝D9・A9・EC＝D5・A5・EC＝D3・A3・EC
……(3) ノツチ指令P2時の出力電圧基本波分をV2とす
ると、 V2＝D9・B9・EC＝D5・B5・EC＝D3・B3・EC
……(4) （ここで、D9は９パルスモードの基本波含有率
（＝0.615）、D5は５パルスモードの基本波含有率
（＝0.75）D3は３パルスモードの基本波含有率
（＝0.77））である。
次にこのような構成における作用について説明
する。
する。
第７図ａ〜ｂに、本実施例における動作特性と
して、ノツチ指令に応じたパルスモード、変調率
およびインバータ出力電圧基本波分、けん引力特
性をそれぞれ示す。ノツチ止め時、パルスモード
の移行により上述した(3)、(4)式の関係を保つて、
変調率リミツタが選択調整されるので、インバー
タ出力電圧は、パルスモードの変化に対しても、
定電圧に保たれ、けん引力も滑らかに減衰する。
して、ノツチ指令に応じたパルスモード、変調率
およびインバータ出力電圧基本波分、けん引力特
性をそれぞれ示す。ノツチ止め時、パルスモード
の移行により上述した(3)、(4)式の関係を保つて、
変調率リミツタが選択調整されるので、インバー
タ出力電圧は、パルスモードの変化に対しても、
定電圧に保たれ、けん引力も滑らかに減衰する。
なお、本発明は上述し且つ図面な示す実施例に
のみ限定されることなく、その要旨を変更しない
範囲内で種々変形して実施することができること
はいうまでもない。
のみ限定されることなく、その要旨を変更しない
範囲内で種々変形して実施することができること
はいうまでもない。
本発明によれば、VVVFインバータで誘導電
動機を駆動する電気車の制御において、ノツチ止
め時、パルスモードに応じて、変調率リミツタを
調整するこによつて、インバータ出力電圧を一定
に保つので、けん引力も、滑らかな定電圧特性が
得られ、ノツチ止め制御精度を改善することがで
きる。
動機を駆動する電気車の制御において、ノツチ止
め時、パルスモードに応じて、変調率リミツタを
調整するこによつて、インバータ出力電圧を一定
に保つので、けん引力も、滑らかな定電圧特性が
得られ、ノツチ止め制御精度を改善することがで
きる。
第１図ａおよびｂはそれぞれ従来の代表的な
VVVFインバータシステム構成の一例を示す駆
動回路系の回路構成図およびそのインバータ制御
系のブロツク図、第２図は同例における電流−す
べり周波数パターンを示す図、第３図は同例にお
ける代表的な速度−変調率、変調パルスモード特
性を示す図、第４図は同例におけるノツチ止め特
性を示す図、第５図は本発明の一実施例における
インバータ制御系の構成を示すブロツク図、第６
図は同実施例における変調率リミツタ選択部の詳
細を示すブロツク図、第７図は同実施例によるノ
ツチ止め特性を示す図である。 １……パンタグラフ、２……しや断器、３……
フイルタリアクトル、４……フイルタコンデン
サ、５……電圧検出器、６……インバータ、７，
８……誘導電動機、９，１０……パルスジエネレ
ータ、１１，１２，１３……電流検出器、２１…
…回転周波数演算部、２２……電流パターン発生
部、２３……基準すべり周波数パターン発生部、
２４……偏差増幅器、２５……変調パルスモード
演算部、２６……変調率演算部、２７……最小値
優先回路、２８，３０……変調率リミツタ選択
部、３１……ノツチ指令に応じた変調率リミツタ
選択部、３２，３３……パルスモードに応じた変
調率リミツタ選択部。
VVVFインバータシステム構成の一例を示す駆
動回路系の回路構成図およびそのインバータ制御
系のブロツク図、第２図は同例における電流−す
べり周波数パターンを示す図、第３図は同例にお
ける代表的な速度−変調率、変調パルスモード特
性を示す図、第４図は同例におけるノツチ止め特
性を示す図、第５図は本発明の一実施例における
インバータ制御系の構成を示すブロツク図、第６
図は同実施例における変調率リミツタ選択部の詳
細を示すブロツク図、第７図は同実施例によるノ
ツチ止め特性を示す図である。 １……パンタグラフ、２……しや断器、３……
フイルタリアクトル、４……フイルタコンデン
サ、５……電圧検出器、６……インバータ、７，
８……誘導電動機、９，１０……パルスジエネレ
ータ、１１，１２，１３……電流検出器、２１…
…回転周波数演算部、２２……電流パターン発生
部、２３……基準すべり周波数パターン発生部、
２４……偏差増幅器、２５……変調パルスモード
演算部、２６……変調率演算部、２７……最小値
優先回路、２８，３０……変調率リミツタ選択
部、３１……ノツチ指令に応じた変調率リミツタ
選択部、３２，３３……パルスモードに応じた変
調率リミツタ選択部。
Claims (1)
- １ 同期した正弦波変調波と三角波搬送波を比較
することにより低速ではパルス数が多く速度増加
にしたがつてパルス数を低減するような変調パル
スを得るとともに、上記変調波と搬送波の大きさ
の比率で定まる変調率を変化させて上記変調パル
スを制御し、この変調パルスを用いてインバータ
を作動させ、直流電力を交流電力に変換する可変
電圧可変周波数パルス幅変調インバータにて誘導
電動機を駆動する電気車制御装置において、速度
制御用ノツチ止め時上記変調パルスモードに応じ
て変調率リミツタを選択設定することにより出力
電圧を一定とするように制御することを特徴とす
る電気車制御装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57209655A JPS5999903A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 電気車制御装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57209655A JPS5999903A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 電気車制御装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5999903A JPS5999903A (ja) | 1984-06-08 |
| JPH0235522B2 true JPH0235522B2 (ja) | 1990-08-10 |
Family
ID=16576397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57209655A Granted JPS5999903A (ja) | 1982-11-30 | 1982-11-30 | 電気車制御装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5999903A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0568120U (ja) * | 1991-03-30 | 1993-09-10 | キンセキ株式会社 | 表面実装型圧電振動子 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088792B2 (ja) * | 1986-01-10 | 1996-01-29 | 株式会社日立製作所 | 誘導電動機の制御装置 |
-
1982
- 1982-11-30 JP JP57209655A patent/JPS5999903A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0568120U (ja) * | 1991-03-30 | 1993-09-10 | キンセキ株式会社 | 表面実装型圧電振動子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5999903A (ja) | 1984-06-08 |
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