JPH0467408B2 - - Google Patents

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JPH0467408B2
JPH0467408B2 JP6066683A JP6066683A JPH0467408B2 JP H0467408 B2 JPH0467408 B2 JP H0467408B2 JP 6066683 A JP6066683 A JP 6066683A JP 6066683 A JP6066683 A JP 6066683A JP H0467408 B2 JPH0467408 B2 JP H0467408B2
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JP
Japan
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command
output
section
slip frequency
induction motor
Prior art date
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JP6066683A
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JPS59188302A (ja
Inventor
Kazumasa Ishizu
Shunichi Hashimoto
Tetsuya Kawakami
Yoshio Nozaki
Eiichi Toyoda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Railway Technical Research Institute
Hitachi Ltd
Hitachi Plant Technologies Ltd
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Hitachi Techno Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Railway Technical Research Institute, Hitachi Techno Engineering Co Ltd, Hitachi Ltd filed Critical Railway Technical Research Institute
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Publication of JPS59188302A publication Critical patent/JPS59188302A/ja
Publication of JPH0467408B2 publication Critical patent/JPH0467408B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2220/00Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10Electrical machine types
    • B60L2220/12Induction machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気車の回生ブレーキ制御装置に係
り、特に、静止形インバータによつて誘導電動機
の駆動を制御して、電気車の回生ブレーキの制御
を行なう電気車用回生ブレーキ制御装置に関す
る。
電気車は、第1図に示すように、直流電源15
に接続されて、交直可逆変換する静止型インバー
タ14と、駆動力を発生する誘導電動機6とを有
して、これらにより、力行および制動制御され
る。
回生ブレーキ制御を行なう制御部5は、すべり
周波数発生部2と、すべり周波数指令部3と、低
位優先回路4と、インバータ制御部14aとを有
する。
なお、電気車には、誘導電動機6の電流を検出
する変流器11と、誘導電動機6の回転速度を検
出するパルス発生器1とが設けられている。
パルス発生器1は三相誘導電動機6の回転数に
応じた信号をすべり周波数発生部2と制御部5へ
供給する。すべり周波数発生部2は速度比較器
7、すべり周波数発生器8から成り、パルス発生
器1の出力と電気車の速度を指令する速度指令1
00とを比較し、これらの偏差に応じたすべり周
波数信号を低位優先回路4に供給する。また、す
べり周波数指令部3は、すべり周波数指令出力部
3aを有し、このすべり周波数指令出力部3a
は、電流比較器9および増幅補償回路10を有す
る。すべり周波数指令出力部3aは、三相誘導電
動機6の電流値を指令する限流値指令102と、
変流器11によつて検出された誘導電動機6の電
流と比較し、これらの偏差に応じた増幅補償演算
を行ない、すべり周波数指令を低位優先回路4に
供給する。
制御部5のインバータ制御部14aは、加算回
路12および電圧リミツタ13を有する。加算回
路12は、パルス発生器1の出力と低位優先回路
4の出力とを加算し、これらの加算値を誘導電動
機6の回転界磁周波数を制御するための信号を発
生し、これを静止形インバータ14に供給する。
電圧リミツタ13は、加算回路12の出力に応じ
て誘導電動機6の印加電圧を制御するための電圧
指令信号を発生して、これを静止形インバータ1
4に供給する。静止形インバータ14は、直流電
源15からの電源がリアクトル16、コンデンサ
17を介して供給され、加算回路13の出力によ
りインバータを構成するスイツチング素子の通流
率を変化させて誘導電動機6に与える印加電圧と
回転界磁周波数を制御することにより電気車の速
度制御を行なうことができる。
このように構成された電気車の速度制御装置に
おいて、誘導電動機6に与える印加電圧と回転界
磁周波数が、第2図に示される如く、可変電圧、
可変周波数となる領域(符号aとbとの間)から
一定電圧、可変周波数の領域に入る過程で、静止
形インバータの通流率が最大通流率から通流率
100%に不連続に制御されるため、印加電圧が符
号b,cで示される如く階段状に上昇する。
又、電気車が高速域から減速域に移行する回生
ブレーキ時には、印加電圧と回転界磁周波数が一
定電圧、可変周波数領域より可変電圧、可変周波
数領域へ移るときの速度でハンチングが生じるの
で、このハンチングを防止するために、ヒステリ
シスを持たせてある。そのため、このときの印加
電圧は符号d,c,e,fで示される如く変化す
る。そのためブレーキ回生時には誘導電動機6の
印加電圧は符号e,fで示される如く急激に変化
する。このブレーキ回生時に生ずる回生電力は電
源側のコンデンサ17などによつてある程度吸収
されるが、電源の容量によつてはコンデンサ17
の電圧が上昇しブレーキ回生時の印加電圧が符号
d′,e′で示される如く変化する場合があつた。
ところで、誘導電動機の励磁電流I0は次の(1)式
で示される如く、印加電圧Vmに比例し、励磁リ
アクタンスに反比例する。
I0∝Vm/2πf・Lm ……(1) ここで、 f:電源周波数 Lm:励磁インダクタンス 従つて、印加電圧Vmが第2図のc点、e点お
よびe′点では勾配(Vm/f)がの時よりも大
きくなつたに等しく、前記(1)式から励磁電流は大
きくなる。しかもこのとき誘導電動機の励磁特性
によつては電圧の上昇に伴い励磁電流が急増する
ことがある。
又、誘導電動機の一次電流I1は次式で示される
如く、励磁電流I0と負荷電流の一次換算I2′とのベ
クトル和で示される。
I1=I0+I2′ ……(2) 前記(2)式において、負荷電流I2′が非常に小さ
いとき一次電流I1の大きさはほぼ励磁電流I0とな
りうる。そのため、高速域から小さな負荷電流
(回生電流)I2′で減速するとき、第2図のg点か
らc点およびe点の示されるように印加電圧が変
化すると、励磁電流I0は印加電圧の変化に応じて
大きくなる。そのため誘導電動機の一次回路の電
流を所定の電流パターンに従つて制御すると一次
電流I1はほぼ励磁電流I0で示されることになる。
従つて励磁電流I0の増加に伴つて誘導電動機のト
ルクが急激に減少しブレーキ回生時の速度制御が
充分に行なえなかつた。
なお、印加電圧が第2図の符号a,bで示され
る領域においても励磁電流は存在するが、無視で
きるほど小さく誘導電動機の一次電流はほぼ負荷
電流とみなすことができる。
本発明は前記課題に鑑み成されたものであり、
その目的は、ブレーキ回生時に誘導電動機の制動
トルクが減少するのを防止することができる電気
車用回生ブレーキ制御装置を提供することにあ
る。
前記目的を達成するため、本発明によれば、 制御部5を有する電気車用回生ブレーキ制御装
置であつて、 電気車は、直流電源15に接続されて、交直可
逆変換する静止型インバータ14と、駆動力を発
生する誘導電動機6とを有して、これらにより、
力行および制動制御されるものであり、 制御部5は、すべり周波数発生部2と、すべり
周波数指令部3と、低位優先回路4と、インバー
タ制御部14aとを有し、 すべり周波数発生部2は、速度指令100とパ
ルス発生器1の出力信号とを入力して、それらの
偏差に応じたすべり周波数信号を発生して出力す
るものであり、 すべり周波数指令部3は、すべり周波数指令出
力部3aと、限流値指令増加補正部3bとを有
し、 すべり周波数指令出力部3aは、誘導電動機6
の電流値を指令する限流値指令102と、変流器
11の出力とを入力し、これらの偏差に応じたす
べり周波数指令を生成して出力するものであり、 限流値指令増加補正部3bは、補正回路20
と、加算回路21とを有して、限流値指令102
に対し、増加補正を行なうものであり、 補正回路20は、回生ブレーキ時に、限流値指
令とパルス発生器1の出力とを取り込み、誘導電
動機6に与えられる印加電圧が一定に制御され、
回転界磁周波数が可変周波数制御される領域で、
限流値指令に応じた補正値を生成するものであ
り、 加算回路21は、限流値指令に、生成された補
正値を加算して、すべり周波数指令出力部3aに
対して出力するものであり、 低位優先回路4は、すべり周波数発生部2の出
力と、すべり周波数指令部3の出力とを入力し
て、低位側の出力を優先して出力するものであ
り、 インバータ制御部14aは、パルス発生器1の
出力と、低位優先回路4の出力とを入力して、誘
導電動機6の回転界磁周波数を制御する信号と、
この信号の出力に応じて誘導電動機6の印加電圧
を制御する電圧指令信号とを発生して、静止型イ
ンバータ14に出力するものである 電気車用回生ブレーキ制御装置が提供される。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を
説明する。
第3図には、本発明の好適な実施例としての構
成図が示されている。
本実施例における電気車の速度制御装置は、回
生ブレーキ時に、誘導電動機に与えられる印加電
圧が一定に制御され、回転界磁周波数が可変制御
される領域で限流値指令を増加補正する限流値指
令増加補正部3bを設けた点が第1図に示される
装置と異なり、他のものは第1図のものと同様で
あるので同一符号を付してそれらの説明は省略す
る。
すなわち、本実施例においては、限流値指令増
加補正部3bは、限流値指令102を増加補正す
る補正電圧を生成する補正回路20と、限流値指
令と補正値とを加算する加算回路21とを有す
る。補正回路20には、限流値指令102と、パ
ルス発生器1の出力とが供給される。補正回路2
0は、これらの信号を受けて、誘導電動機6に与
えられる印加電圧が一定電圧で、回転界磁周波数
が可変周波数である領域から、可変電圧、可変周
波数領域に切り換わる際の、印加電圧/回転界磁
周波数の比が大きくなる間で、限流値指令に応じ
た補正値を演算する。加算回路21は、演算され
た補正値と入力される限流値指令102とを加算
して、加算結果を電流比較器9に供給する。
ところで、電気車を高速域から減速させる回生
制動をかけた場合には、速度は、第2図のd点よ
りg点に向つて低下するが、g点よりe点まで印
加電圧と回転界磁周波数の比が可変電圧、可変周
波数領域で与えられる比よりも大きくなるので、
誘導電動機6に流れる電流のうち励磁電流の割合
いが大きくなる。そこで、本実施例においては、
印加電圧と回転界磁周波数の比の増加に応じて限
流値指令が増加し、低位優先回路4に与えるすべ
り周波数指令を増加させるようにしている。その
ため誘導電動機6に流れる負荷電流が増加し制動
トルクを一定に保持することができる。
又、負荷電流の不足量は限流値指令の大小によ
り異なるので、本実施例においては第4図に示さ
れる如く、補正量(補正電圧)を限流値指令N1
N2,N3(N1<N2<N3)の大小に応じて調整する
ようにしている。なお、第4図に示される符号
i,hはそれぞれ第2図に示される符号g,fの
速度に対応した点である。
このように本実施例によれば、誘導電動機の印
加電圧が、印加電圧/回転界磁周波数一定のパタ
ーンより大きくなる領域で限流値指令が低く、励
磁電流の増加により誘導電動機の電流のうち負荷
電流のしめる割合いが小さくなり制動トルクが不
足する現象を、すべり周波数を増加させ誘導電動
機の負荷電流を増加させることにより制動トルク
を一定に保ち安定した速度制御が行なえる。
以上説明したように本発明によれば、誘導電動
機に与えられる印加電圧、回転界磁周波数が一定
電圧、可変周波数領域から可変電圧、可変周波数
領域に移るときに限流値指令を増加させることに
より、誘導電動機の負荷電流を一定に保つことが
できるので、制動トルクの低下を防止でき安定し
た速度制御が行なえるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の構成図、第2図は誘導電動
機電圧と速度との関係を示す特性図、第3図は本
発明の一実施例を示す構成図、第4図は第3図に
示される補正回路の作用を説明するための説明図
である。 1……パルス発生器、2……すべり周波数発生
部、3……すべり周波数指令部、3a……すべり
周波数指令出力部、3b……限流値指令増加補正
部、4……低位優先回路、5……制御部、6……
誘導電動機、7……速度比較器、8……すべり周
波数発生器、9……電流比較器、10……増幅補
償回路、11……変流器、12……加算回路、1
3……電圧リミツタ、14……静止形インバー
タ、14a……インバータ制御部、15……直流
電源、16……リアクトル、17……コンデン
サ、20……補正回路、21……加算回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 制御部5を有する電気車用回生ブレーキ制御
    装置であつて、 電気車は、直流電源15に接続されて、交直可
    逆変換する静止型インバータ14と、駆動力を発
    生する誘導電動機6とを有して、これらにより、
    力行および制動制御されるものであり、 制御部5は、すべり周波数発生部2と、すべり
    周波数指令部3と、低位優先回路4と、インバー
    タ制御部14aとを有し、 すべり周波数発生部2は、速度指令100とパ
    ルス発生器1の出力信号とを入力して、それらの
    偏差に応じたすべり周波数信号を発生して出力す
    るものであり、 すべり周波数指令部3は、すべり周波数指令出
    力部3aと、限流値指令増加補正部3bとを有
    し、 すべり周波数指令出力部3aは、誘導電動機6
    の電流値を指令する限流値指令102と、変流器
    11の出力とを入力し、これらの偏差に応じたす
    べり周波数指令を生成して出力するものであり、 限流値指令増加補正部3bは、補正回路20
    と、加算回路21とを有して、限流値指令102
    に対し、増加補正を行なうものであり、 補正回路20は、回生ブレーキ時に、限流値指
    令とパルス発生器1の出力とを取り込み、誘導電
    動機6に与えられる印加電圧が一定に制御され、
    回転界磁周波数が可変周波数制御される領域で、
    限流値指令に応じた補正値を生成するものであ
    り、 加算回路21は、限流値指令に、生成された補
    正値を加算して、すべり周波数指令出力部3aに
    対して出力するものであり、 低位優先回路4は、すべり周波数発生部2の出
    力と、すべり周波数指令部3の出力とを入力し
    て、低位側の出力を優先して出力するものであ
    り、 インバータ制御部14aは、パルス発生器1の
    出力と、低位優先回路4の出力とを入力して、誘
    導電動機6の回転界磁周波数を制御する信号と、
    この信号の出力に応じて誘導電動機6の印加電圧
    を制御する電圧指令信号とを発生して、静止型イ
    ンバータ14に出力するものである 電気車用回生ブレーキ制御装置。
JP6066683A 1983-04-08 1983-04-08 電気車用回生ブレーキ制御装置 Granted JPS59188302A (ja)

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JP6066683A JPS59188302A (ja) 1983-04-08 1983-04-08 電気車用回生ブレーキ制御装置

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JPS59188302A JPS59188302A (ja) 1984-10-25
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JP2522251B2 (ja) * 1986-07-14 1996-08-07 三菱電機株式会社 交流エレベ−タの制御装置

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JPS59188302A (ja) 1984-10-25

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