JPH0487502A - 電気車制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、リニアモータにより推進する電気車の制御
装置に関し、特に速度検出系の構成を簡略化すると共に
信頼性を向上させた電気車制御装置に関するものである
。

［従来の技術］ 第５図は、例えば「電気車の科学Ｊ　（１９８９年１０
月）の第３４頁〜第４０頁の記載された従来の電気車制
御装置を示すブロック図である。

図において、（１）は架線から電力を取り込むためのパ
ンタグラフ、（２）はパンタグラフ（１）に接続された
フィルタリアクトル、（３）はフィルタリアクトル（２
）に接続され電源となる可変電圧可変周波数インバータ
（以下、単にインバータという）、（４）はインバータ
（３）に接続されたリニア誘導電動機の一次側（以下、
単にリニアモータという）、（４１）はリニアモータ（
４）に対向するように地上に設置されたリアクションプ
レートと呼ばれる二次導体、（５）はフィルタリアクト
ル〈２）〜リニアモータ（４）が搭載された電気車の車
両、（６）は車、両（５）の車輪に設けられて電気車速
度ｆｒを出力するタコジュネレータ等の回転検出器、（
７）は電気車の先頭車両に設けられてノツチ位１に応じ
た加速力指令Ａを生成する運転台、（８）は加速力指令
Ａをすべり周波数ｆｓに変換するすべり周波数変換器、
（９）は電気車速度Ｅｒ及びすべり周波数ｆｓとに基づ
いてインバータ周波数ｆｉを生成する加算器、（１０）
はすべり周波数変換器（８）及び加算器（９）を含む速
度制御回路である。尚、速度制御回路（１０）は車両（
５）に搭載されている。

第６図は第５図内の二次導体（４１）の設置状態を示す
斜視図であり、（４２）はレールである。二次導体（４
１）は、レール（４２）に沿って且つレール（４２）の
間に設置され、リニアモータ（４）との間隔が一定とな
るように一定の大きさで延長されている。

次に、第５図及び第６図に示した従来の電気車制御装置
の動作について説明する。

パンタグラフ（１）に印加される例えば直流電圧は、フ
ィルタリアクトル（２）とインバータ（３）内のフィル
タコンデンサによりサージ等が抑制され、高品質な交流
電圧となってインバータ（３）からリニアモータ（４）
に供給される。又、このとき、インバータ（３）から発
生する高調波は、フィルタリアクトル（２）によりカッ
トされるので、架線側に戻されて悪影響を及ぼすことは
ない。

インバータ（３）は、直流電圧を例えば６つの半導体ス
イッチ（トランジスタやサイリスタ等）により３相の可
変電圧可変周波数の交流電圧に変換し、リニアモータ〈
４）に印加する。

この結果、二次導体（４１）に対して直交するリニアモ
ータ（４）が二次導体（４１）により推力を得て、リニ
アモータ（４）を搭載している車両（５）は加速される
。このとき、電気車は速度制御回路（１０）により速度
制御が行われており、速度制御回路（１０）は、回転検
出器（６）からの電気車速度ｆｒと運転台（７）からの
加速力指令Ａとに応答して、インバータ（３）に対する
制御周波数となるインバータ周波数ｆｉを生成している
。

即ち、加速力指令Ａは、速度制御回路（１０）内のすべ
り周波数変換器（８）によりすべり周波数ｆｓに変換さ
れ、更に、加算器（９）により電気車速度ｆｒと加算さ
れるので、インバータ周波数ｆｉは、ｆｉ＝ｆｒ＋ｆｓ
　　　　　　−■ で決定される。但し、■式において５符号（−）はブレ
ーキ状態を示す。これにより、所望周波数の交流電圧が
リニアモータ（４）に印加され、電気車速度ｆｒは所望
速度に制御することができる。

しかし、回転検出器（６）により検出される電気車速度
ｆｒは、車輪径に依存するため、車輪の摩耗等により車
輪径が変動した場合を考慮して、補正を行う必要がある
。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の電気車制御装置は以上のように、速度制御に必要
な電気車速度ｆｒを得るために回転検出器（６）を用い
ているので、速度制御回路（１０）とは別の車輪に検出
系を必要とし、コストアップにつながるうえ車輪径に影
響されて信頼性が低下するという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、回転検出器を不要としてコストダウン３計る
と共に、信頼性を向上させた電気車制御装置を得ること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る電気車制御装置は、リニアモータと二次
導体との空隙を車両の推進方向に沿って周期的に変化さ
せるためのスリットを二次導体に一定間隔毎に設け、イ
ンバータがらリニアモータに供給される電流の交流成分
を検出する交流成分検出器と、交流成分の変動周期に基
づいて電気車速度を生成する周波数計測器とを、速度制
御回路に設けたものである。

［作用］ この発明においては、一定間隔に設けられたスリットと
リニアモータとの相互作用に基づいて、電気車の走行に
より発生するリニアモータ電流の変化（交流成分）を検
出し、その変動周期を計測することにより電気車速度を
生成し、この電気車速度に基づいてインバータ周波数を
生成する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示すプロ・ンク図であり、（
１０＾）及び（４１＾）は速度制御回路（１０）及び二
次導体（４１）にそれぞれ対応しており、（１）〜（４
）及び（７）〜（９）は前述と同様のものである。

（１１）はリニアモータ（４）に供給される電流■を各
瞬時毎に検出する電流検出器であり、インバータ（３）
の出力線に設けられた変流器からなっている。

（１２）は瞬時値からなる電流■を実効値Ｉｒに変換す
る実効値検出器、（１３）は実効値Ｉｒの交流成分（即
ち、変動分）Ｉａのみを検出する交流成分検出器、（１
４）は交流成分Ｉａの周期（変動発生間隔）を計測して
これを電気車速度（即ち、周波数）ｆｒに変換する周波
数計測器であり、これら（１２）〜（１４）は速度制御
装置（１０＾）内に設けられている第２図は第１図内の
二次導体（４１Ａ）の具体的形状を示す斜視図であり、
二次導体（４１Ａ＞には一定間隔毎に連続的にスリット
（４３）が形成されている。

尚、レール（４２）は第６図と同形状なのでここでは省
略する。

次に、第３図の特性図及び第４図の波形図を参照しなが
ら、第１図及び第２図に示したこの発明の一実施例の動
作について説明する。

第３図に示すように、リニアモータ（４）と二次導体（
４１Ａ＞との間の空隙が変化すると、空隙に比例してリ
ニアモータ（４）の電流■も変化する。従って、第２図
のようなスリット（４３）を有する二次導体（４１Ａ）
上をリニアモータ（４）が走行すると、スリット（４３
）上では空隙が増大するので、リニアモータ（４）の電
流■も増大する。

電流検出器（１１）はリニアモータ（４）の電流Ｉを瞬
時値により検出し、実効値検出器（１２）は瞬時値の電
流■を実効値Ｉｒ（第４図の実線参照）に変換し、交流
成分検出器（１３）は、実効値Ｉｒの交流成分Ｉａ（第
４図の一点鎖線参照）を抽出する。

このとき、リニアモータ電流Ｉの交流成分Ｉａの波形は
、スリット〈４３）の位置に対応したピーク値を有して
おり、リニアモータ電流工は、電気車速度ｆｒが一定で
あれば、一定間隔Ｔｏ毎に増大する区間が発生すること
になる。

周波数計測器（１４）は、電流Ｉの変動部分即ち交流成
分Ｉａの周期ＴＯを計測し、この周期ＴＯとリニアモー
タ（４）の極数及びポールピッチとに基づいて、周波数
即ち電気車速度ｆｒに換算する。例えば、交流成分Ｉａ
の変動周期ＴＯの逆数をとって、リニアモータ（４）の
極数で除算し、ボールピッチを乗算すれば電気車速度ｆ
ｒに相当する値となる。

以下、加算器（９）により、前述の０式に基づいて、リ
ニアモータ（４）の電源周波数となるインバータ周波数
ｆｉを生成し、このインバータ周波数ｆｉに従ってイン
バータ（３）を制御し、リニアモータ（４）を駆動する
。

以上の構成において、電流検出器（１１）は従来より一
定電流制御モード等で用いられており、又、交流成分検
出器（１３）及び周波数計測器（１４）は速度制御回路
（ＩＯＡ＞内に設けられるので、特に回路構成が増大す
ることはない。

尚、上記実施例では、リニアモータ（４）との空隙を変
化させるためのスリット（４３）を、二次導体（４１Ａ
）の上面（リニアモータ（４）との対向面）の−部に形
成し、二次導体（４１Ａ）が欠落しないように構成した
が、二次導体（４１Ａ）が完全に欠落するようなスリッ
トを設けてもよい。即ち、レール（４２）間に一定長の
二次導体（４１Ａ）設置する際に、各々の間に隙間（欠
落部）を設けてスリットとすることができ、これにより
、同等の作用効果が得られることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、リニアモータと二次導
体との空隙を車両の推進方向に沿って周期的に変化させ
るためのスリットを二次導体に一定間隔毎に設け、イン
バータからリニアモータに供給される電流の交流成分を
検出する交流成分検出器と、交流成分の変動周期に基づ
いて電気車速度を生成する周波数計測器とを、速度制御
回路に設けたので、回転検出器を不要としてコストダウ
ンを計ると共に、信頼性を向上させた電気車制御装置が
得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は第１図内の二次導体の具体的形状を示す斜視図、第３
図はリニアモータと二次導体との空隙とリニアモータ電
流との関係を示す特性図、第４図は第１図の動作を説明
するための実効値及び交流成分を示す波形図、第５図は
従来の電気車制御装置を示すブロック図、第６図は第５
図内の二次導体の具体的配置状態を示す斜視図である。 （３）・・・インバータ　　　（４）・・・リニアモー
タ（４１＾）・・・二次導体　　　（４３）・・・スリ
ット（５）・・・車両　　　　　　（ＩＯＡ）・・・速
度制御回路（１３）・・・交流成分検出器　り１４）・
・・周波数計測器■・・・リニアモータ電流　Ｉｒ・・
・交流成分子ｒ・・・電気車速度　　　　ｆｉ・・・イ
ンバータ周波数面、図中、同一符号は同−又は相当部分
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両に搭載されたリニアモータと、このリニアモータの
   電源となるインバータと、このインバータに対する制御
   周波数となるインバータ周波数を生成する速度制御回路
   と、前記リニアモータに対向するように地上に設置され
   た二次導体とを備え、前記インバータ周波数により前記
   車両の推進速度を制御する電気車制御装置において、 前記二次導体は、前記リニアモータと前記二次導体との
   空隙を前記車両の推進方向に沿って周期的に変化させる
   ために、一定間隔毎に形成されたスリットを有し、 前記速度制御回路は、前記インバータから前記リニアモ
   ータに供給される電流の交流成分を検出する交流成分検
   出器と、前記交流成分の変動周期に基づいて電気車速度
   を生成する周波数計測器とを含み、 前記電気車速度に基づいて前記インバータ周波数を生成
   するようにしたことを特徴とする電気車制御装置。