JPH053607A - リニア誘導モータカーの推力補償方式 - Google Patents
リニア誘導モータカーの推力補償方式Info
- Publication number
- JPH053607A JPH053607A JP3180602A JP18060291A JPH053607A JP H053607 A JPH053607 A JP H053607A JP 3180602 A JP3180602 A JP 3180602A JP 18060291 A JP18060291 A JP 18060291A JP H053607 A JPH053607 A JP H053607A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction motor
- thrust
- command
- slip frequency
- linear induction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- 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
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Control Of Linear Motors (AREA)
- Control Of Vehicles With Linear Motors And Vehicles That Are Magnetically Levitated (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 車上にコイルを備え、地上にリアクションプ
レートを備えた、可変周波数可変電圧インバータによる
リニア誘導モータカーシステムの推力制御において、季
節、天候、時刻等によるリアクションプレートの温度変
化による推力の変動を抑制する。 【構成】 外気温度センサの検出温度に応じて二次抵抗
値を補正するか、あるいは外気温度センサの検出温度に
応じて直接すべり周波数指令を補正することを特徴とす
るリニア誘導モータカーの推力補償方式である。
レートを備えた、可変周波数可変電圧インバータによる
リニア誘導モータカーシステムの推力制御において、季
節、天候、時刻等によるリアクションプレートの温度変
化による推力の変動を抑制する。 【構成】 外気温度センサの検出温度に応じて二次抵抗
値を補正するか、あるいは外気温度センサの検出温度に
応じて直接すべり周波数指令を補正することを特徴とす
るリニア誘導モータカーの推力補償方式である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は可変周波数可変電圧イン
バータ（以下VVVFインバータと略称する）による車上一
次コイル方式のリニア誘導モータ駆動に関するもので、
温度による推力特性変動を補償するものである。
バータ（以下VVVFインバータと略称する）による車上一
次コイル方式のリニア誘導モータ駆動に関するもので、
温度による推力特性変動を補償するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は車上一次コイル方式のリニア誘導
モータカーの構成を示す。１はリニアモータカー全体を
示し、2aはリニアモータの鉄心、2bはリニアモータのコ
イルを表している。３はリアクションプレート、４はVV
VFインバータであり、45は車速センサである。
モータカーの構成を示す。１はリニアモータカー全体を
示し、2aはリニアモータの鉄心、2bはリニアモータのコ
イルを表している。３はリアクションプレート、４はVV
VFインバータであり、45は車速センサである。
【０００３】コイル2bは多相結線を構成し、図示のよう
に車両進行方向に複数個設置されるが、その構成の詳細
は本発明の主旨とは特段の関わりがないため、概念を示
すにとどめる。これらのコイルはVVVFインバータ４から
給電される。一相のコイルの電流の向きは図２において
・印（紙面から手前へ）と×印（手前から紙面へ）とで
示すように、進行方向に対する位置によって相異なる極
性と大きさを持って分布する。図２において、破線はコ
イルの電流によって生じる主磁束のループと方向を示
す。すなわち、主磁束は鉄心から空隙を通過した後、リ
アクションプレート３（金属体）を通って再び空隙を通
り鉄心に戻る。なお、リアクションプレート３は地上に
固定されている。
に車両進行方向に複数個設置されるが、その構成の詳細
は本発明の主旨とは特段の関わりがないため、概念を示
すにとどめる。これらのコイルはVVVFインバータ４から
給電される。一相のコイルの電流の向きは図２において
・印（紙面から手前へ）と×印（手前から紙面へ）とで
示すように、進行方向に対する位置によって相異なる極
性と大きさを持って分布する。図２において、破線はコ
イルの電流によって生じる主磁束のループと方向を示
す。すなわち、主磁束は鉄心から空隙を通過した後、リ
アクションプレート３（金属体）を通って再び空隙を通
り鉄心に戻る。なお、リアクションプレート３は地上に
固定されている。
【０００４】なお、リニアモータカー全体１を空中に保
持し、前記鉄心2aとリアクションプレート３間の空隙を
設ける手段は、図２に示していない浮上用電磁石又は通
常の鉄道のように車輪を用いる。
持し、前記鉄心2aとリアクションプレート３間の空隙を
設ける手段は、図２に示していない浮上用電磁石又は通
常の鉄道のように車輪を用いる。
【０００５】さて、主磁束は各相電流によって生じる各
相成分を重ね合わせると、ほぼ一定の合成磁束がVVVFイ
ンバータ４の周波数と相順とに応じた速度で進行する。
これは回転形誘導モータの回転磁界に相当するものであ
るが、これに応じて二次電流がリアクションプレート３
内に誘導され、二次電流と磁束との積により推力（トル
クに相当する）が生じ、リニアモータカー全体１はリア
クションプレート３からの反力で推進される。二次電流
が流れるためには、進行磁界の速度とリニアモータカー
全体１の速度との間に速度差が必要であるが、これはす
べり周波数に相当する。
相成分を重ね合わせると、ほぼ一定の合成磁束がVVVFイ
ンバータ４の周波数と相順とに応じた速度で進行する。
これは回転形誘導モータの回転磁界に相当するものであ
るが、これに応じて二次電流がリアクションプレート３
内に誘導され、二次電流と磁束との積により推力（トル
クに相当する）が生じ、リニアモータカー全体１はリア
クションプレート３からの反力で推進される。二次電流
が流れるためには、進行磁界の速度とリニアモータカー
全体１の速度との間に速度差が必要であるが、これはす
べり周波数に相当する。
【０００６】推力とすべり周波数との関係は
ｆs ＝Ｋ（Ｒ2 ・Ｆ）／φ2 (1)
で表され、ここに、
ｆs ；すべり周波数〔Hz〕
Ｒ2 ；二次抵抗（リアクションプレートの等価抵抗）
〔Ω〕 Ｋ ；定数 Ｆ ；推力〔Ｎ〕 φ ；主磁束の強さ〔Ｔ〕 である。
〔Ω〕 Ｋ ；定数 Ｆ ；推力〔Ｎ〕 φ ；主磁束の強さ〔Ｔ〕 である。
【０００７】VVVFインバータの制御法は種々な方式が提
案されているが、ここではVVVFインバータ出力（すなわ
ちリニアモータ一次コイル入力）電圧及び周波数をほぼ
比例させることにより、主磁束の強さφを一定に保持し
た上で、所望の推力Ｆを発生させるに必要なすべり周波
数ｆs を式(1) により与える。この場合式(1) は指令値
（＊印を付す）を用いて式(2) のように表される。 ｆs * ＝Ｋ（Ｒ20・Ｆ* ）／φ2 (2) ここに、 ｆs * ；すべり周波数指令 Ｆ* ；推力指令 Ｒ20 ；VVVFインバータ制御器に与えられた二次抵抗Ｒ
2 のデータ である。
案されているが、ここではVVVFインバータ出力（すなわ
ちリニアモータ一次コイル入力）電圧及び周波数をほぼ
比例させることにより、主磁束の強さφを一定に保持し
た上で、所望の推力Ｆを発生させるに必要なすべり周波
数ｆs を式(1) により与える。この場合式(1) は指令値
（＊印を付す）を用いて式(2) のように表される。 ｆs * ＝Ｋ（Ｒ20・Ｆ* ）／φ2 (2) ここに、 ｆs * ；すべり周波数指令 Ｆ* ；推力指令 Ｒ20 ；VVVFインバータ制御器に与えられた二次抵抗Ｒ
2 のデータ である。
【０００８】図３は図２のリニア誘導モータカーを付勢
するためのVVVFインバータ４の制御ブロック線図であ
る。運転士により与えられた推力指令Ｆ* は、ブロック
41により式(2) で示したすべり周波数指令ｆs * に変換
される。ｆs * は車速センサ45の出力信号ｆm と加算さ
れ、VVVFインバータの周波数指令ｆi * となる。 ｆi * ＝ｆs * ＋ｆm (4)
するためのVVVFインバータ４の制御ブロック線図であ
る。運転士により与えられた推力指令Ｆ* は、ブロック
41により式(2) で示したすべり周波数指令ｆs * に変換
される。ｆs * は車速センサ45の出力信号ｆm と加算さ
れ、VVVFインバータの周波数指令ｆi * となる。 ｆi * ＝ｆs * ＋ｆm (4)
【０００９】変調器42はVVVFインバータ43に与えるスイ
ッチング信号を発生するが、これは前記周波数指令ｆi
* と電圧指令Ｖi * により制御される。実際にはVVVFイ
ンバータ43のスイッチング周波数をほぼ一定の範囲内に
保持する手段、外乱に対する安定化手段等が必要とされ
るが、特に本質的な制御変数は周波数指令ｆi * と電圧
指令Ｖi * との二つである。また電圧指令Ｖi * の生成
に対しては、ほぼ一定の磁束の強さφを得るべく、周波
数指令ｆi * と電圧指令Ｖi * とを比例させる手段を必
要とするが、これらは周知の技術につき説明を省略す
る。
ッチング信号を発生するが、これは前記周波数指令ｆi
* と電圧指令Ｖi * により制御される。実際にはVVVFイ
ンバータ43のスイッチング周波数をほぼ一定の範囲内に
保持する手段、外乱に対する安定化手段等が必要とされ
るが、特に本質的な制御変数は周波数指令ｆi * と電圧
指令Ｖi * との二つである。また電圧指令Ｖi * の生成
に対しては、ほぼ一定の磁束の強さφを得るべく、周波
数指令ｆi * と電圧指令Ｖi * とを比例させる手段を必
要とするが、これらは周知の技術につき説明を省略す
る。
【００１０】VVVFインバータ43の出力はリニア誘導モー
タ(RIM) 44に供給される。
タ(RIM) 44に供給される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】リアクションプレート
３は野外に晒され、季節、天候、時刻等により温度の変
化が大きい。リアクションプレートに使用されるアルミ
ニウム合金又は銅合金等は、抵抗値の温度係数が高いた
め、式(1) における二次抵抗Ｒ2 が変化する。計画した
推力指令Ｆ* に対して、VVVFインバータ制御器に与えら
れた二次抵抗Ｒ2 のデータＲ20が更新されない限り、VV
VFインバータ43に指令されるすべり周波数ｆs * は誤っ
た値となり、この結果推力Ｆは推力指令Ｆ* と異なるも
のとなる。
３は野外に晒され、季節、天候、時刻等により温度の変
化が大きい。リアクションプレートに使用されるアルミ
ニウム合金又は銅合金等は、抵抗値の温度係数が高いた
め、式(1) における二次抵抗Ｒ2 が変化する。計画した
推力指令Ｆ* に対して、VVVFインバータ制御器に与えら
れた二次抵抗Ｒ2 のデータＲ20が更新されない限り、VV
VFインバータ43に指令されるすべり周波数ｆs * は誤っ
た値となり、この結果推力Ｆは推力指令Ｆ* と異なるも
のとなる。
【００１２】例えば素材が銅の場合、抵抗と温度との関
係は Ｒ′／Ｒ＝(234.5＋ｔ′）／(234.5＋ｔ） (3) ここに、 Ｒ ；温度ｔにおける抵抗値 Ｒ′；温度ｔ′における抵抗値 である。 ｔ＝０℃、ｔ′＝50℃とすると、 Ｒ′／Ｒ＝1.21 となり、同一推力指令に対し、推力実際値は21％変動す
る。本発明はこのようなリアクションプレート３の温度
の変化による推力値の予期せぬ変動を防止しようとする
ものである。
係は Ｒ′／Ｒ＝(234.5＋ｔ′）／(234.5＋ｔ） (3) ここに、 Ｒ ；温度ｔにおける抵抗値 Ｒ′；温度ｔ′における抵抗値 である。 ｔ＝０℃、ｔ′＝50℃とすると、 Ｒ′／Ｒ＝1.21 となり、同一推力指令に対し、推力実際値は21％変動す
る。本発明はこのようなリアクションプレート３の温度
の変化による推力値の予期せぬ変動を防止しようとする
ものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】二次抵抗Ｒ2 の変動に対
して推力制御をある程度不感にすることは可能とされて
いるが、かなり複雑な処理を必要とする。回転形誘導モ
ータの場合は二次導体がほぼ密閉された本体の中心部に
存在し、放熱が難しく、温度上昇は重負荷時には 200℃
にも達すると言われ、二次抵抗の変化も80％に及ぶ。と
ころが本発明の対象となる車上一次コイル式リニア誘導
モータの場合は、二次導体の放熱は良好で、発熱期間も
車両が通過する瞬間だけである故に、周囲温度で決まる
初期温度で抵抗を補正する程度で充分効果がある。
して推力制御をある程度不感にすることは可能とされて
いるが、かなり複雑な処理を必要とする。回転形誘導モ
ータの場合は二次導体がほぼ密閉された本体の中心部に
存在し、放熱が難しく、温度上昇は重負荷時には 200℃
にも達すると言われ、二次抵抗の変化も80％に及ぶ。と
ころが本発明の対象となる車上一次コイル式リニア誘導
モータの場合は、二次導体の放熱は良好で、発熱期間も
車両が通過する瞬間だけである故に、周囲温度で決まる
初期温度で抵抗を補正する程度で充分効果がある。
【００１４】このような技術思想に基づいた本発明によ
るリニア誘導モータカーの推力補償方式は、車上にコイ
ルを備え地上にリアクションプレートを備えた、可変周
波数可変電圧インバータによるリニア誘導モータカーシ
ステムの推力制御において、外気温度センサの検出温度
に応じて二次抵抗値を補正することを特徴とする。
るリニア誘導モータカーの推力補償方式は、車上にコイ
ルを備え地上にリアクションプレートを備えた、可変周
波数可変電圧インバータによるリニア誘導モータカーシ
ステムの推力制御において、外気温度センサの検出温度
に応じて二次抵抗値を補正することを特徴とする。
【００１５】
【作用】VVVFインバータに与えられるスベリ周波数指令
ｆs * は、VVVFインバータ制御器に与えられる二次抵抗
Ｒ2 のデータＲ20に比例して補正され、推力Ｆは推力指
令Ｆ*に近くなるように作用する。
ｆs * は、VVVFインバータ制御器に与えられる二次抵抗
Ｒ2 のデータＲ20に比例して補正され、推力Ｆは推力指
令Ｆ*に近くなるように作用する。
【００１６】なお、すべり周波数ｆs * は、データＲ20
の補正と言う手順なしで、外気温度センサの検出温度に
より直接補正してもよいことは言うまでもない。
の補正と言う手順なしで、外気温度センサの検出温度に
より直接補正してもよいことは言うまでもない。
【００１７】
【実施例】図１はこのような技術思想に基づいた本発明
によるリニア誘導モータカーを付勢するためのVVVFイン
バータの制御ブロック線図であり、従来例の図３と同一
機能のブロックは同一符号で示してある。図１に示した
制御ブロック図の特徴は、VVVFインバータ制御器に与え
られる二次抵抗Ｒ2のデータＲ20を、式(3) に従って補
正する二次抵抗補正ブロック47を追加したことである。
この二次抵抗補正ブロック47には外気温度センサ46から
検出温度が供給されている。
によるリニア誘導モータカーを付勢するためのVVVFイン
バータの制御ブロック線図であり、従来例の図３と同一
機能のブロックは同一符号で示してある。図１に示した
制御ブロック図の特徴は、VVVFインバータ制御器に与え
られる二次抵抗Ｒ2のデータＲ20を、式(3) に従って補
正する二次抵抗補正ブロック47を追加したことである。
この二次抵抗補正ブロック47には外気温度センサ46から
検出温度が供給されている。
【００１８】二次抵抗補正ブロック47で演算された外気
温度に応じた二次抵抗Ｒ2 のデータＲ20をその都度ブロ
ック41に送り、正しいすべり周波数ｆs * を演算できる
ようにしている。
温度に応じた二次抵抗Ｒ2 のデータＲ20をその都度ブロ
ック41に送り、正しいすべり周波数ｆs * を演算できる
ようにしている。
【００１９】外気温度センサ46はなるべくリアクション
プレート３の至近部位に設け、かつ走行風による影響を
受けないように匡体内に収容するか、走行風をある程度
緩和する風防カバー等を併用する。リアクションプレー
トの抵抗と外気温度とは直接は比例しないが、オフライ
ンテストにより外気温度との関係を調べておき、補正デ
ータを準備しておくとよい。
プレート３の至近部位に設け、かつ走行風による影響を
受けないように匡体内に収容するか、走行風をある程度
緩和する風防カバー等を併用する。リアクションプレー
トの抵抗と外気温度とは直接は比例しないが、オフライ
ンテストにより外気温度との関係を調べておき、補正デ
ータを準備しておくとよい。
【００２０】
【発明の効果】本発明によれば、リニア誘導モータの推
力制御に対して、直接的に又は間接的にすべり周波数を
利用する制御システムにおいて、外気温度センサを付加
する程度の軽微な変更により、広範な温度変化に対して
実用上均一な推力制御特性を得ることができる。
力制御に対して、直接的に又は間接的にすべり周波数を
利用する制御システムにおいて、外気温度センサを付加
する程度の軽微な変更により、広範な温度変化に対して
実用上均一な推力制御特性を得ることができる。
【図１】図１は本発明によるリニア誘導モータカーを付
勢するためのVVVFインバータの制御ブロック線図であ
る。
勢するためのVVVFインバータの制御ブロック線図であ
る。
【図２】図２は車上一次コイル方式のリニア誘導モータ
カーの構成を示す図である。
カーの構成を示す図である。
【図３】図３は図２のリニア誘導モータカーを付勢する
ための従来のVVVFインバータの制御ブロック線図であ
る。
ための従来のVVVFインバータの制御ブロック線図であ
る。
１ リニアモータカー全体
2a リニアモータの鉄心
2b リニアモータのコイル
３ リアクションプレート
４ VVVFインバータ
41 ブロック
42 変調器
43 VVVFインバータ
44 リニア誘導モータ(RIM)
45 車速センサ
46 外気温度センサ
47 二次抵抗補正ブロック
Claims (2)
- 【請求項１】車上にコイルを備え、地上にリアクション
プレートを備えた、可変周波数可変電圧インバータによ
るリニア誘導モータカーシステムの推力制御において、
外気温度センサの検出温度に応じて二次抵抗値を補正す
ることを特徴とするリニア誘導モータカーの推力補償方
式。 - 【請求項２】外気温度センサの検出温度に応じてすべり
周波数指令を補正することを特徴とする請求項１記載の
リニア誘導モータカーの推力補償方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180602A JPH053607A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | リニア誘導モータカーの推力補償方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180602A JPH053607A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | リニア誘導モータカーの推力補償方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH053607A true JPH053607A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=16086127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3180602A Pending JPH053607A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | リニア誘導モータカーの推力補償方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH053607A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131088A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Hitachi Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| JPS63249486A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 誘導電動機二次抵抗演算装置 |
| JPH01231607A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-14 | Hitachi Ltd | リニアモータ電気車の制御装置 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP3180602A patent/JPH053607A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60131088A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Hitachi Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| JPS63249486A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 誘導電動機二次抵抗演算装置 |
| JPH01231607A (ja) * | 1988-03-09 | 1989-09-14 | Hitachi Ltd | リニアモータ電気車の制御装置 |
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