JPH027241B2 - - Google Patents
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- JPH027241B2 JPH027241B2 JP56078120A JP7812081A JPH027241B2 JP H027241 B2 JPH027241 B2 JP H027241B2 JP 56078120 A JP56078120 A JP 56078120A JP 7812081 A JP7812081 A JP 7812081A JP H027241 B2 JPH027241 B2 JP H027241B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電気車の速度制御装置に係り、特に３
相誘導電動機の制御に好適な可変電圧可変周波の
静止形変換装置を備えた電気車の速度制御装置に
関する。
相誘導電動機の制御に好適な可変電圧可変周波の
静止形変換装置を備えた電気車の速度制御装置に
関する。
第１図に直流定電圧電源から静止形変換装置を
経て３相誘導電動機に可変電圧可変周波の３相交
流を供給し、電気車の速度制御、特に定速度制御
機能を有する従来技術を示す。
経て３相誘導電動機に可変電圧可変周波の３相交
流を供給し、電気車の速度制御、特に定速度制御
機能を有する従来技術を示す。
第１図において１は直流定電圧電源であり電気
鉄道の場合、直流架線であり、あるいは、交流架
線から変圧器および整流装置を介した直流電源が
一般的である。２および３は静止形変換装置４の
直流入力電圧平滑用のフイルタリアクトルおよび
フイルタコンデンサである。５は３相誘導電動機
６の交流電流検出用の変流器を示す。交流器５は
第１図ではＵ相だけにしか入つていないがＶ相お
よびＷ相にも変流器を挿入し３相の交流電流の平
均値をとつて制御することも勿論可能である。７
はパルス発生器で通常３相誘導電動機６の回転軸
に直結され、回転子周波数（車速に比例）を検出
する。８は加算器で回転子周波数にすべり周波数
sを加算する。すべり周波数はすべり周波数関
数発生部９で作られる。１０は目標速度指令、１
１は速度比較器、１２は移相器に相当するパルス
巾変調回路であり、回転界磁周波数指令と変調
度指令Ｖを入力として静止形変換装置４に制御出
力を与える。１３はＶ／リミツタであり、周波
数に対応した電圧を指令する。１４は低位優先
回路である。１５は限流値指令、１６は電流比較
回路であり、限流値指令とモータ電流との偏差を
出力する。１７は定電流制御系の増巾・補償回路
を示す。又、１８は限流値指令１５をすべり周波
数に換算する読み替え回路を示す。
鉄道の場合、直流架線であり、あるいは、交流架
線から変圧器および整流装置を介した直流電源が
一般的である。２および３は静止形変換装置４の
直流入力電圧平滑用のフイルタリアクトルおよび
フイルタコンデンサである。５は３相誘導電動機
６の交流電流検出用の変流器を示す。交流器５は
第１図ではＵ相だけにしか入つていないがＶ相お
よびＷ相にも変流器を挿入し３相の交流電流の平
均値をとつて制御することも勿論可能である。７
はパルス発生器で通常３相誘導電動機６の回転軸
に直結され、回転子周波数（車速に比例）を検出
する。８は加算器で回転子周波数にすべり周波数
sを加算する。すべり周波数はすべり周波数関
数発生部９で作られる。１０は目標速度指令、１
１は速度比較器、１２は移相器に相当するパルス
巾変調回路であり、回転界磁周波数指令と変調
度指令Ｖを入力として静止形変換装置４に制御出
力を与える。１３はＶ／リミツタであり、周波
数に対応した電圧を指令する。１４は低位優先
回路である。１５は限流値指令、１６は電流比較
回路であり、限流値指令とモータ電流との偏差を
出力する。１７は定電流制御系の増巾・補償回路
を示す。又、１８は限流値指令１５をすべり周波
数に換算する読み替え回路を示す。
次に第１図の制御動作について説明する。
まず運転するに当つては目標速度１０が指令さ
れる。起動時は速度偏差ΔNがプラス側に大きい
為すべり周波数sは限流値指令１５で決められる
ある値に設定される。従つて速度０では周波数は
限流値指令１５に対応してあらかじめ設定された
すべり周波数で、モータ電圧はＶ／リミツタか
ら指令される最小の電圧で起動することになる。
電動機が回転すればパルス発生器７の出力が出て
回転界磁周波数＝回転子周波数＋すべり周波数の
関係を保ちながら加速と共に回転界磁周波数は漸
増する。一方、モータ電圧は定電流制御系の制御
偏差で決まる値で制御される。つまり引張力Ｔは
次式で与えられるので(2)式からsとI1を一定にし
てやれば所定の引張力が得られることになる。ま
た、(3)式からsを固定しI1を所定値に一定に制御
するには定電流制御系を組めばモータ電圧Ｖ／周
波数はある一定値をとることは容易に知られ
る。すべり周波数sは目標引張力すなわち電流I1
の大きさに応じてモータのトルク対すべり特性か
ら決められる。
れる。起動時は速度偏差ΔNがプラス側に大きい
為すべり周波数sは限流値指令１５で決められる
ある値に設定される。従つて速度０では周波数は
限流値指令１５に対応してあらかじめ設定された
すべり周波数で、モータ電圧はＶ／リミツタか
ら指令される最小の電圧で起動することになる。
電動機が回転すればパルス発生器７の出力が出て
回転界磁周波数＝回転子周波数＋すべり周波数の
関係を保ちながら加速と共に回転界磁周波数は漸
増する。一方、モータ電圧は定電流制御系の制御
偏差で決まる値で制御される。つまり引張力Ｔは
次式で与えられるので(2)式からsとI1を一定にし
てやれば所定の引張力が得られることになる。ま
た、(3)式からsを固定しI1を所定値に一定に制御
するには定電流制御系を組めばモータ電圧Ｖ／周
波数はある一定値をとることは容易に知られ
る。すべり周波数sは目標引張力すなわち電流I1
の大きさに応じてモータのトルク対すべり特性か
ら決められる。
Ｔ∝（Ｖ／）2・s ………(1)
∝I1 2／s ………(2)
I1∝Ｖ／・s ………(3)
ここに、Ｔ：引張力、Ｖ：モータ電圧、：回
転界磁周波数、s：すべり周波数、I1：モータ電
流を示す。このようにしてある一定の引張力が得
られ電気車は加速する。やがて車速が目標速度に
近くなるにつれて速度偏差ΔNが小さくなりすべ
り周波数関数発生部９の図示特性により、すべり
周波数が絞り込まれる。従つて引張力は小さくな
り負荷とバランスする引張力まですべり周波数は
小さくなる。この時モータ電流も絞り込まれるこ
とになり定電流制御系としては制御偏差が大きく
なりモータ電圧を大きく出すように作用し、引張
力を絞り込んで定速運転しようとする意図と反対
の作用をすることになるがＶ／リミツタ１３の
作用によりある速度の時には、ある値以上の電圧
は与えないことになるのでスムーズな定速運転が
可能になる。次いで下り勾配に入り電気車の負荷
が軽くなり車速が目標速度を超えると、速度変差
ΔNはマイナスになり、すべり周波数関数発生器
９の特性によりすべり周波数はマイナスが与えら
れ、回生ブレーキが作用する。かくして減速し目
標速度で定速運転が行なわれることになる。
転界磁周波数、s：すべり周波数、I1：モータ電
流を示す。このようにしてある一定の引張力が得
られ電気車は加速する。やがて車速が目標速度に
近くなるにつれて速度偏差ΔNが小さくなりすべ
り周波数関数発生部９の図示特性により、すべり
周波数が絞り込まれる。従つて引張力は小さくな
り負荷とバランスする引張力まですべり周波数は
小さくなる。この時モータ電流も絞り込まれるこ
とになり定電流制御系としては制御偏差が大きく
なりモータ電圧を大きく出すように作用し、引張
力を絞り込んで定速運転しようとする意図と反対
の作用をすることになるがＶ／リミツタ１３の
作用によりある速度の時には、ある値以上の電圧
は与えないことになるのでスムーズな定速運転が
可能になる。次いで下り勾配に入り電気車の負荷
が軽くなり車速が目標速度を超えると、速度変差
ΔNはマイナスになり、すべり周波数関数発生器
９の特性によりすべり周波数はマイナスが与えら
れ、回生ブレーキが作用する。かくして減速し目
標速度で定速運転が行なわれることになる。
以上説明した従来技術の考え方には次のような
問題点がある。その第１点は定電流制御系の制御
偏差の大きさにより変調度指令が与えられるた
め、制御ゲインあるいは制御応答性により低い変
調度指令信号が発生せられることがあり、その結
果モータ電流波形に多大の高調波電流成分が含ま
れ、大きなトルク脈動が発生し駆動系に異常振動
をもたらすことである。高調波電流成分の増大は
また、モータの回転子および固定子巻線の異常な
温度上昇を招く。
問題点がある。その第１点は定電流制御系の制御
偏差の大きさにより変調度指令が与えられるた
め、制御ゲインあるいは制御応答性により低い変
調度指令信号が発生せられることがあり、その結
果モータ電流波形に多大の高調波電流成分が含ま
れ、大きなトルク脈動が発生し駆動系に異常振動
をもたらすことである。高調波電流成分の増大は
また、モータの回転子および固定子巻線の異常な
温度上昇を招く。
変調度指令信号の低下は限流値指令のノツチ戻
しの時にも現われる。
しの時にも現われる。
第２点は、従来から例えば特開昭56−25304号
公報などで公知のパルス巾制御上の問題点であ
る。すなわち、上記公報に開示されたように、出
力周波数などに応じて、出力電圧の半サイクルに
含まれる出力電圧パルス数を、多パルスから１パ
ルスまで切換えるパルス巾変調制御を行う訳であ
るが、通常、最終的には３パルスモードから１パ
ルスモードに切換る際に、出力電圧が不連続的に
増大することも知られている。
公報などで公知のパルス巾制御上の問題点であ
る。すなわち、上記公報に開示されたように、出
力周波数などに応じて、出力電圧の半サイクルに
含まれる出力電圧パルス数を、多パルスから１パ
ルスまで切換えるパルス巾変調制御を行う訳であ
るが、通常、最終的には３パルスモードから１パ
ルスモードに切換る際に、出力電圧が不連続的に
増大することも知られている。
このパルス巾制御のパルスモードが３パルスか
ら１パルスに切換わりモータ電圧が連続又は不連
続的に大きくなる時、電流が大きくなり引張力が
目標値を大巾に超えることである。これは前記(1)
式から明らかのようにすべり周波数s一定で電圧
Ｖ（基本波実効値）だけが大きくなれば２乗に比
例して引張力は大きくなるからである。
ら１パルスに切換わりモータ電圧が連続又は不連
続的に大きくなる時、電流が大きくなり引張力が
目標値を大巾に超えることである。これは前記(1)
式から明らかのようにすべり周波数s一定で電圧
Ｖ（基本波実効値）だけが大きくなれば２乗に比
例して引張力は大きくなるからである。
本発明の目的は、トルク脈動が小さく、常に安
定した定トルク制御を有する電気車の速度制御装
置を提供するにある。
定した定トルク制御を有する電気車の速度制御装
置を提供するにある。
本発明は従来技術の欠点がすべり周波数を一定
とし定電流制御系の電流偏差で変調度指令を発
し、モータ電圧を制御していることにある点に着
目し、電流偏差に応じてすべり周波数の大きさを
制御し、モータ電圧は周波数に対応した一定の値
とするようにしたものである。
とし定電流制御系の電流偏差で変調度指令を発
し、モータ電圧を制御していることにある点に着
目し、電流偏差に応じてすべり周波数の大きさを
制御し、モータ電圧は周波数に対応した一定の値
とするようにしたものである。
第２図に本発明の一実施例を説明する制御ブロ
ツク図を示す。第１図と異なるのは限流値指令１
５の大きさにより一義的に決めていたすべり周波
数のリミツタをやめて、定電流制御系の電流偏差
（増巾・補償回路１７の出力）ですべり周波数を
制御するようにした点である。勿論すべり周波数
の大きさをモータの特性と無関係にするとモータ
の停動トルクを超すことが予想されるので、すべ
り周波数関数発生器９又は増巾・補償回路１７で
限流値最大から決まるすべり周波数の最大値でリ
ミツタをかけておくことは当然である。このよう
にすべり周波数で定電流制御を行うことにより高
調波電流成分を最小とし、３パルスモードから１
パルスモードへの切換え時の電圧上昇時の電流増
加に対しても定電流、定トルク制御が可能とな
る。
ツク図を示す。第１図と異なるのは限流値指令１
５の大きさにより一義的に決めていたすべり周波
数のリミツタをやめて、定電流制御系の電流偏差
（増巾・補償回路１７の出力）ですべり周波数を
制御するようにした点である。勿論すべり周波数
の大きさをモータの特性と無関係にするとモータ
の停動トルクを超すことが予想されるので、すべ
り周波数関数発生器９又は増巾・補償回路１７で
限流値最大から決まるすべり周波数の最大値でリ
ミツタをかけておくことは当然である。このよう
にすべり周波数で定電流制御を行うことにより高
調波電流成分を最小とし、３パルスモードから１
パルスモードへの切換え時の電圧上昇時の電流増
加に対しても定電流、定トルク制御が可能とな
る。
本発明の一実施例によれば、定トルク制御と定
速度運転の機能がうまく設定され安定した速度制
御が得られるという効果がある。
速度運転の機能がうまく設定され安定した速度制
御が得られるという効果がある。
第３図に本発明の変形例を示す。第２図と異な
るのはすべり周波数関数発生器９のすべり周波数
を電流偏差と限流値指令の読み替えおよび低位優
先回路１９を通して制御することにある。すなわ
ち１パルスモードでのノツチ止めの作用を付加し
たことを特長とする。第４図に基本的なモータ電
圧（基本波実効値）対速度特性を示す。第４図の
特性に対応して第２図の本発明の一実施例の引張
力対速度特性を示したものが第５図である。１パ
ルスモードの全電圧になつてもすべり周波数が最
大値に達するまで一定電流制御が可能となる。第
６図に第３図の本発明の他の一実施例による引張
力対速度特性を示す。１パルスモードの全電圧に
なつて定電流制御系としては制御偏差が大きくな
りすべて周波数を大きくして一定電流が得られる
ように作用するが、限流値指令との低位優先回路
１８がある為、限流値指令（ノツチ）で決められ
るすべり周波数でリミツタがかかり第６図のよう
な特性となる。第５図の特性とするか第６図の特
性とするかは、電気車の使われ方、モータの熱容
量などから任意の選択が可能である。
るのはすべり周波数関数発生器９のすべり周波数
を電流偏差と限流値指令の読み替えおよび低位優
先回路１９を通して制御することにある。すなわ
ち１パルスモードでのノツチ止めの作用を付加し
たことを特長とする。第４図に基本的なモータ電
圧（基本波実効値）対速度特性を示す。第４図の
特性に対応して第２図の本発明の一実施例の引張
力対速度特性を示したものが第５図である。１パ
ルスモードの全電圧になつてもすべり周波数が最
大値に達するまで一定電流制御が可能となる。第
６図に第３図の本発明の他の一実施例による引張
力対速度特性を示す。１パルスモードの全電圧に
なつて定電流制御系としては制御偏差が大きくな
りすべて周波数を大きくして一定電流が得られる
ように作用するが、限流値指令との低位優先回路
１８がある為、限流値指令（ノツチ）で決められ
るすべり周波数でリミツタがかかり第６図のよう
な特性となる。第５図の特性とするか第６図の特
性とするかは、電気車の使われ方、モータの熱容
量などから任意の選択が可能である。
本発明によれば、すべり周波数でトルク制御を
することができるので、トルク脈動が小さく、か
つ安定した定トルク制御を有する電気車の速度制
御装置を提供することができる。
することができるので、トルク脈動が小さく、か
つ安定した定トルク制御を有する電気車の速度制
御装置を提供することができる。
第１図は従来技術の一実施例を示す制御ブロツ
ク図、第２図は本発明の一実施例を示す制御ブロ
ツク図、第３図は本発明の他の一実施例を示す制
御ブロツク図、第４図は一般的な電圧−速度特性
説明図、第５図は第２図に対応する引張力−速度
特性説明図、第６図は第３図に対応する引張力−
速度特性説明図である。 ４……静止変換装置、６……３相誘導電動機、
１２……パルス巾変調部、９……すべり周波数関
数発生部。
ク図、第２図は本発明の一実施例を示す制御ブロ
ツク図、第３図は本発明の他の一実施例を示す制
御ブロツク図、第４図は一般的な電圧−速度特性
説明図、第５図は第２図に対応する引張力−速度
特性説明図、第６図は第３図に対応する引張力−
速度特性説明図である。 ４……静止変換装置、６……３相誘導電動機、
１２……パルス巾変調部、９……すべり周波数関
数発生部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電気車駆動用の３相誘導電動機と、この電動
機の回転子周波数にすべり周波数を加算して前記
電動機の固定子巻線の回転界磁周波数を制御する
とともに出力交流電圧の半サイクルに含まれる出
力電圧パルス数を多パルスから１パルスまで切換
えるパルス巾変調可変電圧可変周波の静止形変換
装置を備える電気車において、目標速度と実速度
の差および定電流制御系の制御偏差に応じてすべ
り周波数を制御するすべり周波数関数発生部を有
することを特徴とする電気車の速度制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項において、定電流制御
系の制御偏差と限流値指令パターンに対応して決
められるすべり周波数信号との低位優先回路を通
つた信号で、すべり周波数を制御することを特徴
とするすべり周波数関数発生部を有する電気車の
速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56078120A JPS57193908A (en) | 1981-05-25 | 1981-05-25 | Speed controlling device for electric motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56078120A JPS57193908A (en) | 1981-05-25 | 1981-05-25 | Speed controlling device for electric motor vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57193908A JPS57193908A (en) | 1982-11-29 |
| JPH027241B2 true JPH027241B2 (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=13653019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56078120A Granted JPS57193908A (en) | 1981-05-25 | 1981-05-25 | Speed controlling device for electric motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57193908A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59159686A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-10 | Toshiba Corp | すべり周波数制御方法 |
| JPS60131003A (ja) * | 1983-12-16 | 1985-07-12 | Hitachi Ltd | 電気車の運転制御方式 |
| JPS63174591A (ja) * | 1987-01-12 | 1988-07-19 | Fujitec Co Ltd | 交流エレベ−タの制御装置 |
| JPH0461497U (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-26 |
-
1981
- 1981-05-25 JP JP56078120A patent/JPS57193908A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57193908A (en) | 1982-11-29 |
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