JPH0467410B2 - - Google Patents
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- JPH0467410B2 JPH0467410B2 JP60202053A JP20205385A JPH0467410B2 JP H0467410 B2 JPH0467410 B2 JP H0467410B2 JP 60202053 A JP60202053 A JP 60202053A JP 20205385 A JP20205385 A JP 20205385A JP H0467410 B2 JPH0467410 B2 JP H0467410B2
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- intermediate circuit
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- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 28
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、内燃機関と発電機と半導体電力変
換器とを搭載して誘導電動機で駆動している内燃
機間駆動電気式車両を減速させる際の制動装置に
関する。
換器とを搭載して誘導電動機で駆動している内燃
機間駆動電気式車両を減速させる際の制動装置に
関する。
大形のダンプトラツクや自走式クレーン車等の
大形建設機械用車両などの駆動装置は機械式であ
つて、原動機としての内燃機関と、この内燃機関
からの動力を車輪へ伝達するためのクラツチ、減
速歯車、差動歯車等が必要であるが、内燃機関で
交流発電機を駆動し、この交流発電機の出力を半
導体電力変換器で可変電圧・可変周波数の交流電
力に変換し、この交流電力を誘導電動機に与えて
車両を走行させる電気式にすれば、この車両に搭
載する駆動装置が機械式の場合よりも小形・軽量
になり、保守・点検も容易になる利点がある。更
に長い坂を発電制動等の非機械式抑速制動で下る
ことが出来る利点も有しているので、電気式の駆
動装置が多用されるようになつてきている。
大形建設機械用車両などの駆動装置は機械式であ
つて、原動機としての内燃機関と、この内燃機関
からの動力を車輪へ伝達するためのクラツチ、減
速歯車、差動歯車等が必要であるが、内燃機関で
交流発電機を駆動し、この交流発電機の出力を半
導体電力変換器で可変電圧・可変周波数の交流電
力に変換し、この交流電力を誘導電動機に与えて
車両を走行させる電気式にすれば、この車両に搭
載する駆動装置が機械式の場合よりも小形・軽量
になり、保守・点検も容易になる利点がある。更
に長い坂を発電制動等の非機械式抑速制動で下る
ことが出来る利点も有しているので、電気式の駆
動装置が多用されるようになつてきている。
第５図は３相誘導電動機で車輪を駆動する構成
の内燃機関駆動電気式車両の従来例を示した主回
路接続図である。この第５図において、デイーゼ
ルエンジンなどの内燃機関１に同期発電機２を結
合し、この同期発電機２が出力する交流電力を第
１電力変換器としてのダイオード整流器３で直流
電力に変換する。ゲートターンオフサイリスタで
構成している第２電力変換器としてのGTOイン
バータ８の直流側と、ダイオード整流器３の直流
側とを結合している直流中間回路４にはフイルタ
コンデンサ４Ｃとフイルタリアクトル４Ｌとで構
成したフイルタを設けて、ダイオード整流器３が
出力する直流電力に含まれているリツプル分を吸
収・除去し、平滑された直流電力をGTOインバ
ータ８へ与える。尚、GTOインバータ８は左車
輪用GTOインバータ８Ｌと右車輪用GTOインバ
ータ８Ｒとで構成していて、例えばパルス幅変調
制御により入力する直流電力を所望の電圧と周波
数の交流電力に変換する。
の内燃機関駆動電気式車両の従来例を示した主回
路接続図である。この第５図において、デイーゼ
ルエンジンなどの内燃機関１に同期発電機２を結
合し、この同期発電機２が出力する交流電力を第
１電力変換器としてのダイオード整流器３で直流
電力に変換する。ゲートターンオフサイリスタで
構成している第２電力変換器としてのGTOイン
バータ８の直流側と、ダイオード整流器３の直流
側とを結合している直流中間回路４にはフイルタ
コンデンサ４Ｃとフイルタリアクトル４Ｌとで構
成したフイルタを設けて、ダイオード整流器３が
出力する直流電力に含まれているリツプル分を吸
収・除去し、平滑された直流電力をGTOインバ
ータ８へ与える。尚、GTOインバータ８は左車
輪用GTOインバータ８Ｌと右車輪用GTOインバ
ータ８Ｒとで構成していて、例えばパルス幅変調
制御により入力する直流電力を所望の電圧と周波
数の交流電力に変換する。
誘導電動機９（左車輪用誘導電動機９Ｌと右車
輪用誘導電動機９Ｒとで構成）はGTOインバー
タ８からの交流電力により車輪を駆動するので、
当該内燃機関駆動電気式車両は所望の速度で走行
することが出来る。ここで、左車輪用誘導電動機
９Ｌは左車輪用GTOインバータ８Ｌから交流電
力の供給を受け、右車輪用誘導電動機９Ｒは右車
輪用GTOインバータ８Ｒから交流電力の供給を
受けてそれぞれが別個に制御されるので、差動歯
車無しで曲線を円滑に走行出来るし、車輪と地面
との間に滑りを生じてもこの滑りを素早く解消さ
せることも出来る。
輪用誘導電動機９Ｒとで構成）はGTOインバー
タ８からの交流電力により車輪を駆動するので、
当該内燃機関駆動電気式車両は所望の速度で走行
することが出来る。ここで、左車輪用誘導電動機
９Ｌは左車輪用GTOインバータ８Ｌから交流電
力の供給を受け、右車輪用誘導電動機９Ｒは右車
輪用GTOインバータ８Ｒから交流電力の供給を
受けてそれぞれが別個に制御されるので、差動歯
車無しで曲線を円滑に走行出来るし、車輪と地面
との間に滑りを生じてもこの滑りを素早く解消さ
せることも出来る。
直流中間回路４の正負極間には制動抵抗器６と
チヨツパ７との直列回路を接続している。内燃機
関駆動電気式車両が減速する際には誘導電動機９
は発電機運転となるので、当該車両の運動エネル
ギーは交流電力に変換されてこの誘導電動機９か
ら出力する。GTOインバータ８はこの交流電力
を直流電力に変換して直流中間回路４へ返還す
る。チヨツパ７はその通流率を変化させて、変換
された時流電力をこの制動抵抗器６で消費する際
の電力量を制御しており、これによりこの車両の
制動力を加減している。
チヨツパ７との直列回路を接続している。内燃機
関駆動電気式車両が減速する際には誘導電動機９
は発電機運転となるので、当該車両の運動エネル
ギーは交流電力に変換されてこの誘導電動機９か
ら出力する。GTOインバータ８はこの交流電力
を直流電力に変換して直流中間回路４へ返還す
る。チヨツパ７はその通流率を変化させて、変換
された時流電力をこの制動抵抗器６で消費する際
の電力量を制御しており、これによりこの車両の
制動力を加減している。
しかしながらチヨツパ７は電動機２台分（左車
輪用誘導電動機９Ｌと右車輪用誘導電動機９Ｒ）
の制動エネルギーを制御せねばならないので大電
力をオン・オフ出来る能力を必要とする。従つて
このチヨツパ７は大形になつて当該車両の本来の
目的に使用する載貨重量とスペースが減少してし
まう不都合があるし、装置が高価になる不都合も
併せて有する。
輪用誘導電動機９Ｌと右車輪用誘導電動機９Ｒ）
の制動エネルギーを制御せねばならないので大電
力をオン・オフ出来る能力を必要とする。従つて
このチヨツパ７は大形になつて当該車両の本来の
目的に使用する載貨重量とスペースが減少してし
まう不都合があるし、装置が高価になる不都合も
併せて有する。
この発明は、発電制動用主回路機器が大形化・
高価格化するのを回避しつつ制動エネルギーを制
御することが出来る内燃機関駆動電気式車両の制
動装置を提供することを目的とする。
高価格化するのを回避しつつ制動エネルギーを制
御することが出来る内燃機関駆動電気式車両の制
動装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明において
は、内燃機関１と、内燃機関１に結合した交流発
電機２と、交流発電機２の出力を直流電力に変換
して直流中間回路４へ出力する第１電力変換器３
と、直流中間回路４の直流電力を所望の電圧と周
波数の交流電力に変換して車輪に結合した誘導電
動機９Ｌ，９Ｒを駆動する第２電力変換器８Ｌ，
８Ｒと、からなる内燃機関駆動電気式車両がその
速度を低下させる制動時には、誘導電動機９Ｌ，
９Ｒが当該車両が保有している運動エネルギーを
交流電力に変換して出力し、第２電力変換器８
Ｌ，８Ｒはこの交流電力を直流電力に変換して直
流中間回路４へ返還し、この返還された直流電力
を直流中間回路４に設置した抵抗器６で消費する
構成の内燃機関駆動電気式車両の制動装置に対し
て、 誘導電動機９Ｌ，９Ｒの回転速度を検出する速
度検出器１２Ｌ，１２Ｒからの電動機速度検出値
NL，NRと直流中間回路４の電圧検出値VDとを入
力して制動時の電動機速度NL，NRの平均値Ｎが
零から基底速度までの範囲では直流中間回路電圧
VDを平均電動機速度Ｎの平方根に比例させ、且
つ基底速度よりも高い速度範囲では直流中間回路
電圧VDを一定値に維持する制御信号を第２電力
変換器８Ｌ，８Ｒへ出力する制動制御回路１０を
設けた。
は、内燃機関１と、内燃機関１に結合した交流発
電機２と、交流発電機２の出力を直流電力に変換
して直流中間回路４へ出力する第１電力変換器３
と、直流中間回路４の直流電力を所望の電圧と周
波数の交流電力に変換して車輪に結合した誘導電
動機９Ｌ，９Ｒを駆動する第２電力変換器８Ｌ，
８Ｒと、からなる内燃機関駆動電気式車両がその
速度を低下させる制動時には、誘導電動機９Ｌ，
９Ｒが当該車両が保有している運動エネルギーを
交流電力に変換して出力し、第２電力変換器８
Ｌ，８Ｒはこの交流電力を直流電力に変換して直
流中間回路４へ返還し、この返還された直流電力
を直流中間回路４に設置した抵抗器６で消費する
構成の内燃機関駆動電気式車両の制動装置に対し
て、 誘導電動機９Ｌ，９Ｒの回転速度を検出する速
度検出器１２Ｌ，１２Ｒからの電動機速度検出値
NL，NRと直流中間回路４の電圧検出値VDとを入
力して制動時の電動機速度NL，NRの平均値Ｎが
零から基底速度までの範囲では直流中間回路電圧
VDを平均電動機速度Ｎの平方根に比例させ、且
つ基底速度よりも高い速度範囲では直流中間回路
電圧VDを一定値に維持する制御信号を第２電力
変換器８Ｌ，８Ｒへ出力する制動制御回路１０を
設けた。
そうしてこの制動制御回路１０は、制動時の平
均電動機速度Ｎが零から基底速度までの範囲では
平均電動機速度Ｎの平方根に比例し且つ基底速度
よりも高い速度範囲では一定値となる直流中間回
路電圧指令値VDを出力する直流中間回路電圧指
令手段２１、この直流中間回路電圧指令値V* Dと
直流中間回路電圧検出値VDとの偏差を零に制御
する滑り周波数値FSを出力する滑り周波数調節手
段（加算器１０５）と、滑り周波数値FSから第２
電力変換器周波数値F1を演算する周波数演算手
段（加算器１１１）と、制動時の平均電動機速度
が零から基底速度までの範囲では電動機速度Ｎに
比例し、且つ基底速度よりも高い速度範囲では一
定値となる電動機電圧指令値V* Mを出力する電動
機電圧指令手段２３と、電動機電圧の指令値V* M
と直流中間回路電圧検出値VDとから変調率αを
演算する変調率演算手（除算器１１０）と、この
変調率演算値αと第２電力変換器周波数値F1と
を入力して、これに対応した制御信号を前記第２
電力変換器８Ｌ，８Ｒへ与える第２電力変変換器
制御手段（パルス幅変調回路１０６）と、を備え
るものとした。
均電動機速度Ｎが零から基底速度までの範囲では
平均電動機速度Ｎの平方根に比例し且つ基底速度
よりも高い速度範囲では一定値となる直流中間回
路電圧指令値VDを出力する直流中間回路電圧指
令手段２１、この直流中間回路電圧指令値V* Dと
直流中間回路電圧検出値VDとの偏差を零に制御
する滑り周波数値FSを出力する滑り周波数調節手
段（加算器１０５）と、滑り周波数値FSから第２
電力変換器周波数値F1を演算する周波数演算手
段（加算器１１１）と、制動時の平均電動機速度
が零から基底速度までの範囲では電動機速度Ｎに
比例し、且つ基底速度よりも高い速度範囲では一
定値となる電動機電圧指令値V* Mを出力する電動
機電圧指令手段２３と、電動機電圧の指令値V* M
と直流中間回路電圧検出値VDとから変調率αを
演算する変調率演算手（除算器１１０）と、この
変調率演算値αと第２電力変換器周波数値F1と
を入力して、これに対応した制御信号を前記第２
電力変換器８Ｌ，８Ｒへ与える第２電力変変換器
制御手段（パルス幅変調回路１０６）と、を備え
るものとした。
内燃機関１と交流発電機２とを結合し、交流発
電機２の出力を第１電力変換器３と第２電力変換
器８Ｌ，８Ｒとを介して車輪駆動用誘導電動機９
Ｌ，９Ｒへ供給し、この車両の牽引力と走行速度
を制御すると共に、制動時には第１電力変換器３
の直流側と第２電力変換器８Ｌ，８Ｒの直流側と
を結合している直流中間回路４へ制動エネルギー
を直流電力の形で返還し、この直流中間回路４に
接続した抵抗器でこの直流電力を消費して制動力
を得るのであるが、この制動時に、制動制御回路
１０は、電動機速度検出値NL，NRと直流中間回
路４の電圧検出値VDとを入力して、制動時の平
均電動機速度Ｎが零から基底速度までの範囲では
直流中間回路電圧VDを平均電動機速度Ｎの平方
根に比例させ、且つ基底速度よりも高い速度範囲
では直流中間回路電圧VDを一定値に維持する制
御信号を第２電力変換器８Ｌ，８Ｒへ出力して第
２電力変換器を制御し、直流中間回路電圧VDを
変化させて抵抗器６での消費電力を制御すること
により、大容量チヨツパを使用することなく、制
動力の調整を行う。
電機２の出力を第１電力変換器３と第２電力変換
器８Ｌ，８Ｒとを介して車輪駆動用誘導電動機９
Ｌ，９Ｒへ供給し、この車両の牽引力と走行速度
を制御すると共に、制動時には第１電力変換器３
の直流側と第２電力変換器８Ｌ，８Ｒの直流側と
を結合している直流中間回路４へ制動エネルギー
を直流電力の形で返還し、この直流中間回路４に
接続した抵抗器でこの直流電力を消費して制動力
を得るのであるが、この制動時に、制動制御回路
１０は、電動機速度検出値NL，NRと直流中間回
路４の電圧検出値VDとを入力して、制動時の平
均電動機速度Ｎが零から基底速度までの範囲では
直流中間回路電圧VDを平均電動機速度Ｎの平方
根に比例させ、且つ基底速度よりも高い速度範囲
では直流中間回路電圧VDを一定値に維持する制
御信号を第２電力変換器８Ｌ，８Ｒへ出力して第
２電力変換器を制御し、直流中間回路電圧VDを
変化させて抵抗器６での消費電力を制御すること
により、大容量チヨツパを使用することなく、制
動力の調整を行う。
第１図は本発明の実施例を表した回路図である
が、この第１図に図示の内燃機関１、同期発電機
２、第１電力変換器としてのダイオード整流器
３、フイルタコンデンサ４Ｃ、フイルタリアクト
ル４Ｌ、制動抵抗器６、第２電力変換器としての
GTOインバータ８（左車輪用GTOインバータ８
Ｌと右車輪用GTOインバータ８Ｒ）、及び誘導電
動機９（左車輪用誘導電動機９Ｌと右車輪用誘導
電動機９Ｒ）の名称・用途・機能は第５図で既述
の従来例回路の場合と同じであるから、これらの
説明は省略する。
が、この第１図に図示の内燃機関１、同期発電機
２、第１電力変換器としてのダイオード整流器
３、フイルタコンデンサ４Ｃ、フイルタリアクト
ル４Ｌ、制動抵抗器６、第２電力変換器としての
GTOインバータ８（左車輪用GTOインバータ８
Ｌと右車輪用GTOインバータ８Ｒ）、及び誘導電
動機９（左車輪用誘導電動機９Ｌと右車輪用誘導
電動機９Ｒ）の名称・用途・機能は第５図で既述
の従来例回路の場合と同じであるから、これらの
説明は省略する。
この第１図に図示の実施例回路では、制動抵抗
器６はスイツチ素子１１を介して直流中間回路４
の正負極間に接続している。更にこの制動抵抗器
６での消費電力即ち内燃機関駆動電気式車両の制
動力を制御するために、速度検出器１２Ｌ，１２
Ｒ及び制動制御回路１０を設けている。この制動
制御回路１０は前述の速度検出器１２Ｌ，１２Ｒ
が検出する電動機速度NL，NRと、直流中間回路
電圧VDとを入力し、検出電動機速度NL，NRの平
均値Ｎと直流中間回路電圧VDとにより得られる
出力信号をGTOインバータ８に与えてこれを制
御するのであるが、その制御動作は第２図と第３
図とを使つて以下に説明する。
器６はスイツチ素子１１を介して直流中間回路４
の正負極間に接続している。更にこの制動抵抗器
６での消費電力即ち内燃機関駆動電気式車両の制
動力を制御するために、速度検出器１２Ｌ，１２
Ｒ及び制動制御回路１０を設けている。この制動
制御回路１０は前述の速度検出器１２Ｌ，１２Ｒ
が検出する電動機速度NL，NRと、直流中間回路
電圧VDとを入力し、検出電動機速度NL，NRの平
均値Ｎと直流中間回路電圧VDとにより得られる
出力信号をGTOインバータ８に与えてこれを制
御するのであるが、その制御動作は第２図と第３
図とを使つて以下に説明する。
第２図は誘導電動機が力行運動しているときの
速度特性を表したグラフである。横軸は電動機速
度であつてN1は当該電動機の基底速度を、N2は
最高速度を表している。電動機速度零から基底速
度N1迄の速度範囲では、この誘導電動機は定ト
ルク特性で運転し、基底速度N1から最高速度N2
までの速度範囲では、定出力特性で運転するもの
とするが、このときの電動機トルクＴ、電動機出
力Ｐ、電動機電圧VM、及び直流中間回路電圧VD
の変化が図示されている。
速度特性を表したグラフである。横軸は電動機速
度であつてN1は当該電動機の基底速度を、N2は
最高速度を表している。電動機速度零から基底速
度N1迄の速度範囲では、この誘導電動機は定ト
ルク特性で運転し、基底速度N1から最高速度N2
までの速度範囲では、定出力特性で運転するもの
とするが、このときの電動機トルクＴ、電動機出
力Ｐ、電動機電圧VM、及び直流中間回路電圧VD
の変化が図示されている。
この第２図で明らかなように、力行時には直流
中間回路電圧VDは全速度範囲で一定であり、電
動機電圧VMは定トルク領域ではGTOインバータ
８を制御することにより平均電動機速度に比例
し、且つ定出力領域では直流中間回路電圧VDで
定まる一定値である。
中間回路電圧VDは全速度範囲で一定であり、電
動機電圧VMは定トルク領域ではGTOインバータ
８を制御することにより平均電動機速度に比例
し、且つ定出力領域では直流中間回路電圧VDで
定まる一定値である。
第３図は誘導電動機を制動運転している場合の
速度特性を表したグラフであるが、第２図の場合
と同様に横軸は電動機速度であつてN1は当該電
動機の基底速度を、N2は最高速度を表している。
この第３図に図示のように、制動運転の場合は誘
導電動機９の滑り周波数値を負にすることで電動
機からのエネルギーを直流中間回路へ返還する
が、この際の電動機トルクＴ、直流中間回路電力
Ｐ、電動機電圧VM、及び直流中間回路電圧VDの
変化が図示されている。
速度特性を表したグラフであるが、第２図の場合
と同様に横軸は電動機速度であつてN1は当該電
動機の基底速度を、N2は最高速度を表している。
この第３図に図示のように、制動運転の場合は誘
導電動機９の滑り周波数値を負にすることで電動
機からのエネルギーを直流中間回路へ返還する
が、この際の電動機トルクＴ、直流中間回路電力
Ｐ、電動機電圧VM、及び直流中間回路電圧VDの
変化が図示されている。
ここで基底速度N1から最高速度N2までの定出
力領域では、直流中間回路電力Ｐは一定であるか
ら、直流中間回路電圧VDも一定である。一方、
速度零から基底速度N1までの定トルク領域では、
直流中間回路電力Ｐは(1)式に示すように電動機速
度Ｎに比例した変化となる。
力領域では、直流中間回路電力Ｐは一定であるか
ら、直流中間回路電圧VDも一定である。一方、
速度零から基底速度N1までの定トルク領域では、
直流中間回路電力Ｐは(1)式に示すように電動機速
度Ｎに比例した変化となる。
Ｐ∝Ｎ ………(1)
制動抵抗器６の抵抗値をＲとすると直流中間回
路電力Ｐは(2)式に示す如くになる。
路電力Ｐは(2)式に示す如くになる。
Ｐ＝（VD）2／Ｒ ………(2)
それ故定トルク領域においては、下記の(3)式に
示すように直流中間回路電圧VDは電動機速度Ｎ
の平方根に比例するように変化させればよい。
示すように直流中間回路電圧VDは電動機速度Ｎ
の平方根に比例するように変化させればよい。
VD∝（Ｎ）1/2 ………(3)
実際に検出される電動機速度は、各誘導電動機
９Ｌ，９Ｒに対応してNL，NRの２個であるが、
制御に際してはこれらNL，NRの平均値を電動機
速度Ｎとすればよい。
９Ｌ，９Ｒに対応してNL，NRの２個であるが、
制御に際してはこれらNL，NRの平均値を電動機
速度Ｎとすればよい。
又、この定トルク領域では電動機電圧VMを速
度に比例させるのであるが、これはGTOインバ
ータ８を制御することで達成出来る。
度に比例させるのであるが、これはGTOインバ
ータ８を制御することで達成出来る。
制動抵抗器６の抵抗値Ｒは一定値であるから、
直流中間回路電圧VDを下記の(4)式に従つて変化
させれば所要の制動力を得ることが出来る。この
(4)式は前述の(3)式か導かれ、直流中間回路電圧
VDは電動機の滑り周波数を制御することで得ら
れる。
直流中間回路電圧VDを下記の(4)式に従つて変化
させれば所要の制動力を得ることが出来る。この
(4)式は前述の(3)式か導かれ、直流中間回路電圧
VDは電動機の滑り周波数を制御することで得ら
れる。
VD＝（Ｒ・Ｐ）1/2 ………(4)
第４図は第１図の制動制御回路１０の構成を示
すブロツク回路図である。即ち制動制御回路１０
は制動力指令器１０３、関数発生器１０１と乗算
器１０２と演算回路１０４とで構成された直流中
間回路電圧指令手段としての直流中間回路電圧指
令回路２１、滑り周波数調節手段としての周波数
調節器１０５、周波数演算手段としての加算器１
１１、関数発生器１０７と平方根演算器１０８と
乗算器１０９とで構成している電動機電圧指令手
段としての電動機電圧指令回路２３、変調率演算
手段としての除算器１１０、及び第２電力変換器
制御手段としてのパルス幅変調回路１０６と、に
より構成されている。
すブロツク回路図である。即ち制動制御回路１０
は制動力指令器１０３、関数発生器１０１と乗算
器１０２と演算回路１０４とで構成された直流中
間回路電圧指令手段としての直流中間回路電圧指
令回路２１、滑り周波数調節手段としての周波数
調節器１０５、周波数演算手段としての加算器１
１１、関数発生器１０７と平方根演算器１０８と
乗算器１０９とで構成している電動機電圧指令手
段としての電動機電圧指令回路２３、変調率演算
手段としての除算器１１０、及び第２電力変換器
制御手段としてのパルス幅変調回路１０６と、に
より構成されている。
この第４図において、関数発生器１０１は、制
動制御回路１０に入力される電動機速度検出値
NL，NRから図外の平均値演算器でこれらNL，
NRの平均値を演算して得られた、平均電動機速
度Ｎを入力してその速度に対応する制動電力の上
限値を出力する関数発生器であつて、この関数発
生器１０１の出力と制動力指令器１０３の出力と
の乗算演算を乗算器１０２で行つて制動電力P*
を得る。演算回路１０４はこの制動電力P*を入
力して(4)式の演算により直流中間回路電圧指令値
V* Dを出力する。直流中間回路電圧VDとこの演算
回路１０４が出力する直流中間回路電圧指令値
V* Dとを滑り周波数調節器１０５へ入力すると、
この滑り周波数調節器１０５は両入力の偏差を零
にする滑り周波数値FSを出力する。そこで誘導電
動機９の回転速度に対応した同期周波数値Frから
この滑り周波数値FSを減算する演算を加算器１１
１で行えば、GTOインバータ周波数値F1が得ら
れるのでこのGTOインバータ周波数値F1をパル
ス幅変調回路１０６へ与える。
動制御回路１０に入力される電動機速度検出値
NL，NRから図外の平均値演算器でこれらNL，
NRの平均値を演算して得られた、平均電動機速
度Ｎを入力してその速度に対応する制動電力の上
限値を出力する関数発生器であつて、この関数発
生器１０１の出力と制動力指令器１０３の出力と
の乗算演算を乗算器１０２で行つて制動電力P*
を得る。演算回路１０４はこの制動電力P*を入
力して(4)式の演算により直流中間回路電圧指令値
V* Dを出力する。直流中間回路電圧VDとこの演算
回路１０４が出力する直流中間回路電圧指令値
V* Dとを滑り周波数調節器１０５へ入力すると、
この滑り周波数調節器１０５は両入力の偏差を零
にする滑り周波数値FSを出力する。そこで誘導電
動機９の回転速度に対応した同期周波数値Frから
この滑り周波数値FSを減算する演算を加算器１１
１で行えば、GTOインバータ周波数値F1が得ら
れるのでこのGTOインバータ周波数値F1をパル
ス幅変調回路１０６へ与える。
一方、関数発生器１０７は平均電動機速度Ｎを
入力してこの速度に対応した電動機電圧の上限値
を出力するので、平方根演算器１０８が出力する
制動力指令器１０３の出力の平方根演算値と前述
した関数発生器１０７の出力とを乗算器１０９に
おいて掛け合わせることにより、電動機電圧指令
値V* Mを得る。この電動機電圧指令値V* Mを直流
中間回路電圧V* Dで割り算する演算を除算機１１
０で行うことにより、除算器１１０は変調率αを
パルス幅変調回路１０６へ出力する。
入力してこの速度に対応した電動機電圧の上限値
を出力するので、平方根演算器１０８が出力する
制動力指令器１０３の出力の平方根演算値と前述
した関数発生器１０７の出力とを乗算器１０９に
おいて掛け合わせることにより、電動機電圧指令
値V* Mを得る。この電動機電圧指令値V* Mを直流
中間回路電圧V* Dで割り算する演算を除算機１１
０で行うことにより、除算器１１０は変調率αを
パルス幅変調回路１０６へ出力する。
パルス幅変調回路１０６はこの変調率αと前述
のGTOインバータ周波数値F1とを入力して、
GTOインバータ８が出力する交流の電圧と周波
数をこの値に制御するするので、直流中間回路電
圧VDが直流中間回路電圧指令値V* Dに一致するよ
うに誘導電動機９が出力する制動エネルギーを制
御するので、所望の制動力が得られることにな
る。
のGTOインバータ周波数値F1とを入力して、
GTOインバータ８が出力する交流の電圧と周波
数をこの値に制御するするので、直流中間回路電
圧VDが直流中間回路電圧指令値V* Dに一致するよ
うに誘導電動機９が出力する制動エネルギーを制
御するので、所望の制動力が得られることにな
る。
この発明によれば、内燃機関で交流発電機を駆
動し、この交流発電機の出力を第１電力変換器と
第２電力変換器とを介して誘導電動機に与え、こ
の誘導電動機で車両を走行させている内燃機関駆
動電気式車両を減速させる際は、誘導電動機が発
生する電力を第２電力変換器を介して直流中間回
路へ返還し、この直流中間回路に接続している制
動抵抗器で返還電力を消費することで制動力を発
生させるのであるが、このとき第２電力変換器を
制御して直流中間回路電圧を変化させて制動抵抗
器の消費電力を加減しているので、これにより所
望の制動力を得ることが出来る。それ故制動抵抗
器の抵抗値は一定値でよいので、従来のようなタ
ツプ付制動抵抗器とする必要は無い。又制動抵抗
器を使用する際に直流中間回路へ接続するスイツ
チ素子を備えておけば、制動力の制御は第２電力
変換器が行うので、この制動抵抗器に流れる電流
をオン・オフ制御するためのチヨツパを不要に出
来るので、直流中間回路に設置する発電制動用主
回路機器の構成が簡素になり、容積・重量が軽減
されるばかりでなく、価格も低下出来る効果が得
られる。
動し、この交流発電機の出力を第１電力変換器と
第２電力変換器とを介して誘導電動機に与え、こ
の誘導電動機で車両を走行させている内燃機関駆
動電気式車両を減速させる際は、誘導電動機が発
生する電力を第２電力変換器を介して直流中間回
路へ返還し、この直流中間回路に接続している制
動抵抗器で返還電力を消費することで制動力を発
生させるのであるが、このとき第２電力変換器を
制御して直流中間回路電圧を変化させて制動抵抗
器の消費電力を加減しているので、これにより所
望の制動力を得ることが出来る。それ故制動抵抗
器の抵抗値は一定値でよいので、従来のようなタ
ツプ付制動抵抗器とする必要は無い。又制動抵抗
器を使用する際に直流中間回路へ接続するスイツ
チ素子を備えておけば、制動力の制御は第２電力
変換器が行うので、この制動抵抗器に流れる電流
をオン・オフ制御するためのチヨツパを不要に出
来るので、直流中間回路に設置する発電制動用主
回路機器の構成が簡素になり、容積・重量が軽減
されるばかりでなく、価格も低下出来る効果が得
られる。
第１図は本発明の実施例を表した回路図、第２
図は誘導電動機が力行運転しているときの速度特
性を表したグラフ、第３図は誘導電動機を制動運
転している場合の速度特性を表したグラフ、第４
図は第１図の制動制御回路の構成を表したブロツ
ク回路図、第５図は３相誘導電動機で車輪を駆動
する構成の内燃機関駆動電気式車両の従来例を示
した主回路接続図である。 １：内燃機関、２：同期発電機、３：第１電力
変換器としてのダイオード整流器、４：直流中間
回路、６：制動抵抗器、７：チヨツパ、８：第２
電力変換器としてのGTOインバータ、８Ｌ：第
２電力変換器としての左車輪用GTOインバータ、
８Ｒ：第２電力変換器としての右車輪用GTOイ
ンバータ、９：誘導電動機、９Ｌ：左車輪用誘導
電動機、９Ｒ：右車輪用誘導電動機、１０：制動
制御回路、１１：スイツチ素子、１２Ｌ：左電動
機速度検出器、１２Ｒ：右電動機速度検出器、２
１：直流中間回路電圧指令手段としての直流中間
回路電圧指令回路、２３：電動機電圧指令手段と
しての電動機電圧指令回路、１０１：関数発生
器、１０２：乗算器、１０３：制動力指令器、１
０４：演算回路、１０５：滑り周波数調節手段と
しての滑り周波数調節器、１０６：第２電力変換
器制御手段としてのパルス幅変調回路、１０７：
関数発生器、１０８：平方根演算器、１０９：乗
算器、１１０：変調率演算手段としての除算器、
１１１：周波数演算手段としての加算器、VD：
直流中間回路電圧、V*D：直流中間回路電圧指令
値、NL：左電動機速度検出値、NR：右電動機速
度検出値、Ｎ：平均電動機回転速度、FS：滑り周
波数値、F1：第２電力変換器周波数値としての
インバータ周波数値、V* M：電動機電圧指令値、
α：変調率。
図は誘導電動機が力行運転しているときの速度特
性を表したグラフ、第３図は誘導電動機を制動運
転している場合の速度特性を表したグラフ、第４
図は第１図の制動制御回路の構成を表したブロツ
ク回路図、第５図は３相誘導電動機で車輪を駆動
する構成の内燃機関駆動電気式車両の従来例を示
した主回路接続図である。 １：内燃機関、２：同期発電機、３：第１電力
変換器としてのダイオード整流器、４：直流中間
回路、６：制動抵抗器、７：チヨツパ、８：第２
電力変換器としてのGTOインバータ、８Ｌ：第
２電力変換器としての左車輪用GTOインバータ、
８Ｒ：第２電力変換器としての右車輪用GTOイ
ンバータ、９：誘導電動機、９Ｌ：左車輪用誘導
電動機、９Ｒ：右車輪用誘導電動機、１０：制動
制御回路、１１：スイツチ素子、１２Ｌ：左電動
機速度検出器、１２Ｒ：右電動機速度検出器、２
１：直流中間回路電圧指令手段としての直流中間
回路電圧指令回路、２３：電動機電圧指令手段と
しての電動機電圧指令回路、１０１：関数発生
器、１０２：乗算器、１０３：制動力指令器、１
０４：演算回路、１０５：滑り周波数調節手段と
しての滑り周波数調節器、１０６：第２電力変換
器制御手段としてのパルス幅変調回路、１０７：
関数発生器、１０８：平方根演算器、１０９：乗
算器、１１０：変調率演算手段としての除算器、
１１１：周波数演算手段としての加算器、VD：
直流中間回路電圧、V*D：直流中間回路電圧指令
値、NL：左電動機速度検出値、NR：右電動機速
度検出値、Ｎ：平均電動機回転速度、FS：滑り周
波数値、F1：第２電力変換器周波数値としての
インバータ周波数値、V* M：電動機電圧指令値、
α：変調率。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関１と、この内燃機関１に結合した交
流発電機２と、この交流発電機２の出力を直流電
力に変換して直流中間回路４へ出力する第１電力
変換器３と、前記直流中間回路４の直流電力を所
望の電圧と周波数の交流電力に変換して車輪に結
合した誘導電動機９Ｌ，９Ｒを駆動する第２電力
変換器８Ｌ，８Ｒと、からなる内燃機関駆動電気
式車両がその速度を低下させる制動時には、前記
誘導電動機９Ｌ，９Ｒは当該車両が保有している
運動エネルギーを交流電力に変換して出力し、前
記第２電力変換器８Ｌ，８Ｒはこの交流電力を直
流電力に変換して前記直流中間回路４へ返還し、
この返還された直流電力を直流中間回路４に設置
した抵抗器６で消費する構成の内燃機関駆動電気
式車両の制動装置において、 前記誘導電動機９Ｌ，９Ｒの回転速度を検出す
る速度検出器１２Ｌ，１２Ｒからの各電動機速度
検出値NL，NRと直流中間回路４の電圧検出値VD
とを入力して、制動時の各電動機速度NL，NRの
平均値Ｎが零から基底速度までの範囲では直流中
間回路電圧VDを前記平均電動機速度Ｎの平方根
に比例させ、且つ基底速度よりも高い速度範囲で
は直流中間回路電圧VDを一定値に維持する制御
信号を前記第２電力変換器８Ｌ，８Ｒへ出力する
制動制御回路１０を備えたことを特徴とする内燃
機関駆動電気式車両の制動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の内燃機関駆動電
気式車両の制動装置において、 制動制御回路１０は、制動時の平均電動機速度
が零から基底速度までの範囲では前記平均電動機
速度Ｎの平方根に比例し且つ基底速度よりも高い
速度範囲では一定値となる直流中間回路電圧指令
値V* Dを出力する直流中間回路電圧指令手段２１
と、前記直流中間回路電圧指令値V* Dと直流中間
回路電圧検出値VDとの偏差を零に制御する滑り
周波数値FSを出力する滑り周波数調節手段１０５
と、この滑り周波数値FSから前記第２電力変換器
周波数値F1を演算する周波数演算手段１１１と、
制動時の平均電動機速度が零から基底速度までの
範囲では平均電動機速度Ｎに比例し、且つ基底速
度よりも高い速度範囲では一定値となる電動機電
圧指令値V* Mを出力する電動機電圧指令手段２３
と、前記電動機電圧指令値V* Mと前記直流中間回
路電圧検出値VDとから変調率αを演算する変調
率演算手１１０と、この変調率演算値αと前記第
２電力変換器周波数値F1とを入力して、これに
対応した制御信号を前記第２電力変換器８Ｌ，８
Ｒへ与える第２電力変換器制御手段１０６と、を
備えたことを特徴とする内燃機関駆動電気式車両
の制動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60202053A JPS6264201A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | 内燃機関駆動電気式車両の制動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60202053A JPS6264201A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | 内燃機関駆動電気式車両の制動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6264201A JPS6264201A (ja) | 1987-03-23 |
| JPH0467410B2 true JPH0467410B2 (ja) | 1992-10-28 |
Family
ID=16451155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60202053A Granted JPS6264201A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | 内燃機関駆動電気式車両の制動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6264201A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02158102A (ja) * | 1988-12-12 | 1990-06-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガラス封入形サーミスタ |
| JPH05111109A (ja) * | 1991-10-08 | 1993-04-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関駆動電気式車両の制御方法 |
| JP3178503B2 (ja) * | 1994-07-01 | 2001-06-18 | 株式会社デンソー | ハイブリッド自動車の制御装置 |
| FR2722738B1 (fr) * | 1994-07-01 | 1997-12-05 | Nippon Denso Co | Dispositif de commande pour emploi dans une automobile hybride de serie |
| JPH08205312A (ja) * | 1995-01-19 | 1996-08-09 | Nippondenso Co Ltd | シリーズハイブリッド車の制御方法及びその制御装置 |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP60202053A patent/JPS6264201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6264201A (ja) | 1987-03-23 |
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