JPH0568162B2 - - Google Patents
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- JPH0568162B2 JPH0568162B2 JP56201571A JP20157181A JPH0568162B2 JP H0568162 B2 JPH0568162 B2 JP H0568162B2 JP 56201571 A JP56201571 A JP 56201571A JP 20157181 A JP20157181 A JP 20157181A JP H0568162 B2 JPH0568162 B2 JP H0568162B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
- H02P5/46—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors for speed regulation of two or more dynamo-electric motors in relation to one another
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、サイリスタなどによる可変電圧・可
変周波数インバータ（以下VVVFインバータと
称する）によりかご形誘導電動機を駆動して電気
車の動力を得る電気車制御装置に関するものであ
り、特にかご形誘導電動機を適切な励磁状態でか
つVVVFインバータにも過大な負荷電流が加え
られることがないように制御し、温度変化による
影響を受けない実用的な電気車制御装置を提供せ
んとするものである。
変周波数インバータ（以下VVVFインバータと
称する）によりかご形誘導電動機を駆動して電気
車の動力を得る電気車制御装置に関するものであ
り、特にかご形誘導電動機を適切な励磁状態でか
つVVVFインバータにも過大な負荷電流が加え
られることがないように制御し、温度変化による
影響を受けない実用的な電気車制御装置を提供せ
んとするものである。
第１図は本発明に適用されるVVVFインバー
タにより駆動を行う車両システムの基本構成を示
すもので、１は直流架線、２はパンタグラフ、３
は開閉器、４はフイルタリアクトル、５はフイル
タコンデンサ、６ａ，６ｂ，……，６ｆなどは
VVVFインバータを構成する半導体電力変換素
子である。
タにより駆動を行う車両システムの基本構成を示
すもので、１は直流架線、２はパンタグラフ、３
は開閉器、４はフイルタリアクトル、５はフイル
タコンデンサ、６ａ，６ｂ，……，６ｆなどは
VVVFインバータを構成する半導体電力変換素
子である。
ここで半導体電力変換素子６ａ，６ｂ，……，
６ｆは図では逆導通サイリスタの例を示すが、こ
れらは逆導通サイリスタに限定されず一般サイリ
スタまたはGTOサイリスタなどとダイオードと
の逆並列接続体であつてもよい。
６ｆは図では逆導通サイリスタの例を示すが、こ
れらは逆導通サイリスタに限定されず一般サイリ
スタまたはGTOサイリスタなどとダイオードと
の逆並列接続体であつてもよい。
要するに、サイリスタの通電時間比により架線
から流入する電力を調整し、かつ該サイリスタオ
フ時の誘導負荷としての電動機無効電流を還流さ
せる機能を有する素子または素子対ならばよい。
から流入する電力を調整し、かつ該サイリスタオ
フ時の誘導負荷としての電動機無効電流を還流さ
せる機能を有する素子または素子対ならばよい。
ただし、一般サイリスタおよび逆導通サイリス
タの場合には第１図には図示してない転流補助回
路が必要であることはいうまでもない。
タの場合には第１図には図示してない転流補助回
路が必要であることはいうまでもない。
また、第１図において７，８はそれぞれ正、負
母線、９は車輪、１０はレールである。１１ｕ，
１１ｖ，１１ｗはVVVFインバータの出力交流
線路であり、複数個の３相かご形誘導電動機M1，
M2，……，Mnに接続される。
母線、９は車輪、１０はレールである。１１ｕ，
１１ｖ，１１ｗはVVVFインバータの出力交流
線路であり、複数個の３相かご形誘導電動機M1，
M2，……，Mnに接続される。
第２図は第１図に示した半導体電力変換素子６
ａ，６ｂ，……６ｆに使用される別の構成例の半
導体電力変換素子対を示したもので、第２図ａに
おいて６ｇがGTOサイリスタ、６ｈが帰還ダイ
オードで、第２図ｂにおいては６ｋが普通サイリ
スタ、６ｈが第２図ａと同様の帰還ダイオードで
ある。
ａ，６ｂ，……６ｆに使用される別の構成例の半
導体電力変換素子対を示したもので、第２図ａに
おいて６ｇがGTOサイリスタ、６ｈが帰還ダイ
オードで、第２図ｂにおいては６ｋが普通サイリ
スタ、６ｈが第２図ａと同様の帰還ダイオードで
ある。
第３図は、第１図または第２図で述べた主回路
方式の制御ブロツク図を示す公知例である。
方式の制御ブロツク図を示す公知例である。
第３図において、２０は主電動機トルクまたは
車両引張力パターン設定器で、第５図に示す特性
曲線のように車速に見合つたトルクのパターンを
発生するブロツクである。トルクパターンの発生
は後述するタコゼネ２９または電圧制御形発振器
２４などの信号を基準に合成することが通常用い
られる。
車両引張力パターン設定器で、第５図に示す特性
曲線のように車速に見合つたトルクのパターンを
発生するブロツクである。トルクパターンの発生
は後述するタコゼネ２９または電圧制御形発振器
２４などの信号を基準に合成することが通常用い
られる。
２０ａはトルクパタン設定器２０から与えられ
るトルク指令に見合つた電流指令を発生する電流
指令発生器で、２０ｂは同じくトルク指令信号に
よりこれに見合つたすべり周波数指令を発生する
すべり周波数指令発生器である。
るトルク指令に見合つた電流指令を発生する電流
指令発生器で、２０ｂは同じくトルク指令信号に
よりこれに見合つたすべり周波数指令を発生する
すべり周波数指令発生器である。
電流指令発生器２０ａ、すべり周波数指令器２
０ｂは第５図に併記したような非線形関数発生機
能をもつ。
０ｂは第５図に併記したような非線形関数発生機
能をもつ。
第６図は、主電動機トルクT1すなわち加速度
あるいは荷重を変化させたときの電流指令発生器
２０ａおよびすべり周波数指令器２０ｂの出力信
号の電流指令およびすべり周波数指令を示してい
る。すなわち、すべり周波数と電流値は、同一ト
ルクT1に対しても誘導電動機２次抵抗値の温度
上昇値によつて、例えば破線のように大巾に変化
し、これを補償することなしには、この種駆動方
式は実用的にならないおそれがある。
あるいは荷重を変化させたときの電流指令発生器
２０ａおよびすべり周波数指令器２０ｂの出力信
号の電流指令およびすべり周波数指令を示してい
る。すなわち、すべり周波数と電流値は、同一ト
ルクT1に対しても誘導電動機２次抵抗値の温度
上昇値によつて、例えば破線のように大巾に変化
し、これを補償することなしには、この種駆動方
式は実用的にならないおそれがある。
ここで、すべり周波数はトルクに比例し、２次
抵抗がその比例定数の関係にある。すなわち fs∝R2｛Ｔ／（φ2）2｝ …(1) ただし、fsはすべり周波数、φ2は２次磁束、R2
は２次抵抗、Ｔはトルクである。
抵抗がその比例定数の関係にある。すなわち fs∝R2｛Ｔ／（φ2）2｝ …(1) ただし、fsはすべり周波数、φ2は２次磁束、R2
は２次抵抗、Ｔはトルクである。
さらに、２次電流I2は
I2∝（Ｔ／φ2） …(2)
の関係にあり、１次電流は式(2)のI2と励磁電流と
を合成したものである。
を合成したものである。
第６図はこの関係を示すものであり、荷重すな
わちトルクを零から増加させるには、式(1)に従つ
てすべり周波数fsをトルクに比例させて増加させ
るとともに、式(2)に従つて２次電流I2を増加させ
る必要がある。よつて、２次電流I2と励磁電流と
を合成した１次電流は、第６図のようにトルク零
近くで曲つた曲線となる。
わちトルクを零から増加させるには、式(1)に従つ
てすべり周波数fsをトルクに比例させて増加させ
るとともに、式(2)に従つて２次電流I2を増加させ
る必要がある。よつて、２次電流I2と励磁電流と
を合成した１次電流は、第６図のようにトルク零
近くで曲つた曲線となる。
また２次抵抗R2が温度上昇により増大すると、
同じトルクを発生させるためには、式(1)によりす
べり周波数fsは、第６図の破線のように増加させ
なければならない。
同じトルクを発生させるためには、式(1)によりす
べり周波数fsは、第６図の破線のように増加させ
なければならない。
このとき、２次磁束φ2が変らなければ１次電
流は変化しないが、とくに車速がV1以上の場合
は一定電圧ですべり分だけ周波数を上昇させるこ
とが多いので実質的に２次磁束φ2が減り、この
ため２次電流I2が増加し、１次電流も第６図破線
のように増大する。
流は変化しないが、とくに車速がV1以上の場合
は一定電圧ですべり分だけ周波数を上昇させるこ
とが多いので実質的に２次磁束φ2が減り、この
ため２次電流I2が増加し、１次電流も第６図破線
のように増大する。
実際、車速が０〜V1の区間でも電流制御のオ
フセツトとして、２次抵抗R2の増大とともに一
次電流は若干増大する。
フセツトとして、２次抵抗R2の増大とともに一
次電流は若干増大する。
ひきつづき第３図を説明すると、電流指令発生
器２０ａの出力は、電流帰還信号整合回路２７か
ら帰還されてくる実際電流帰還値との差の値を求
める代数加算点２１を経て実際値との偏差を増巾
する電流調整器２２により電圧指令に変換され、
VVVFインバータ出力電圧調整機能を有する変
調回路２６の入力の一つとして加えられる。
器２０ａの出力は、電流帰還信号整合回路２７か
ら帰還されてくる実際電流帰還値との差の値を求
める代数加算点２１を経て実際値との偏差を増巾
する電流調整器２２により電圧指令に変換され、
VVVFインバータ出力電圧調整機能を有する変
調回路２６の入力の一つとして加えられる。
また、すべり周波数指令発生器２０ｂより出力
されるすべり周波数指令は、タコゼネ２９からの
電動機速度帰還信号の整合回路３０を介して帰還
されてくる電動機回転速度と加算点２３にて加算
され、所要のトルクを発生すべきすべり周波数を
実速度に加算された信号を電圧制御発振器２４に
加え、所望のVVVFインバータ周波数の基準と
なる周波数を発生する。２５は分周器で、電圧制
御発振器２４の発振周波数を適宜分周して
VVVFインバータ２８が動作するのに適した処
理を行う。分周器２５の出力は前記変調回路２６
のもう一つの入力として加えられる。
されるすべり周波数指令は、タコゼネ２９からの
電動機速度帰還信号の整合回路３０を介して帰還
されてくる電動機回転速度と加算点２３にて加算
され、所要のトルクを発生すべきすべり周波数を
実速度に加算された信号を電圧制御発振器２４に
加え、所望のVVVFインバータ周波数の基準と
なる周波数を発生する。２５は分周器で、電圧制
御発振器２４の発振周波数を適宜分周して
VVVFインバータ２８が動作するのに適した処
理を行う。分周器２５の出力は前記変調回路２６
のもう一つの入力として加えられる。
かかる変調回路２６の出力はVVVFインバー
タ２８に与えられ、VVVFインバータ２８によ
り３相かご形誘導電動機M1，M2，…，３Mnが
駆動される。
タ２８に与えられ、VVVFインバータ２８によ
り３相かご形誘導電動機M1，M2，…，３Mnが
駆動される。
前述の第１図のVVVFインバータはいわゆる
PWM制御を行うものの一例であり、電流調整器
２２の出力と電圧制御形発振器２４の出力とを混
合して出力電圧のパルス巾制御を行い、VVVF
インバータ出力電流を調整し発生トルクの制御を
行う。
PWM制御を行うものの一例であり、電流調整器
２２の出力と電圧制御形発振器２４の出力とを混
合して出力電圧のパルス巾制御を行い、VVVF
インバータ出力電流を調整し発生トルクの制御を
行う。
後述する第７図ａにVVVFインバータの出力
線間電圧波形の例を示すが、一般は半サイクル中
のパルスの数は低速度、低周波数ほど多く磁気回
路が飽和することを防止している。
線間電圧波形の例を示すが、一般は半サイクル中
のパルスの数は低速度、低周波数ほど多く磁気回
路が飽和することを防止している。
このため、車速に応じて何らかの方法で半サイ
クルのパルス数を切替変化させることが、高速域
でVVVFインバータ周波数を高くしない一つの
手段となつているが、この技術はすでに公知のた
め省略する。
クルのパルス数を切替変化させることが、高速域
でVVVFインバータ周波数を高くしない一つの
手段となつているが、この技術はすでに公知のた
め省略する。
さて、３相かご形誘導電動機M1，M2……，
Mnの１次電流の最適値は、第６図で示したよう
に電動機負荷により非線形で変る。
Mnの１次電流の最適値は、第６図で示したよう
に電動機負荷により非線形で変る。
これは、１次および２次インピーダンス降下の
影響であるが、電圧制御形発振器２４の電圧信号
と変調回路２６からの周波数信号とが整合してい
ないと、無効電流が多くてトルクがでない、ある
いはせん頭値の高い過励磁電流が流れて騒音、振
動ともに多くなるなどの欠点があつた。
影響であるが、電圧制御形発振器２４の電圧信号
と変調回路２６からの周波数信号とが整合してい
ないと、無効電流が多くてトルクがでない、ある
いはせん頭値の高い過励磁電流が流れて騒音、振
動ともに多くなるなどの欠点があつた。
本発明はこの点に着目してなされたもので、以
下、本発明を第４図の制御ブロツク図により説明
する。
下、本発明を第４図の制御ブロツク図により説明
する。
第４図において３１は設定器、３２は電動機電
流指令発生器、３３は電流瞬時値検出器、３４は
電流検出器、３５は偏差増巾器、３６は加算点、
３７は電流ピーク値調整器である。なお、図中第
３図の公知の制御ブロツク図と同一機能で可とす
るブロツク部分については同一番号記号を付し
た。
流指令発生器、３３は電流瞬時値検出器、３４は
電流検出器、３５は偏差増巾器、３６は加算点、
３７は電流ピーク値調整器である。なお、図中第
３図の公知の制御ブロツク図と同一機能で可とす
るブロツク部分については同一番号記号を付し
た。
すなわち、代数加算点２１には電動機電流指令
発生器３２出力を得た設定器３１出力が与えら
れ、VVVFインバータ２８出力に接続された電
流瞬時値検出器３３出力が電流帰還信号整合回路
２７を介して帰還される。その代数加算点２１出
力が電流ピーク値調整器３７に与えられる。
発生器３２出力を得た設定器３１出力が与えら
れ、VVVFインバータ２８出力に接続された電
流瞬時値検出器３３出力が電流帰還信号整合回路
２７を介して帰還される。その代数加算点２１出
力が電流ピーク値調整器３７に与えられる。
また、加算点２３にはタコゼネ２９出力を整合
回路３０を介して得た電動機電流指令発生器３２
出力が与えられ、VVVFインバータ２８出力に
接続された電流検出器３４出力が帰還される。そ
の加算点２３出力が偏差増巾器３５に入力され
る。
回路３０を介して得た電動機電流指令発生器３２
出力が与えられ、VVVFインバータ２８出力に
接続された電流検出器３４出力が帰還される。そ
の加算点２３出力が偏差増巾器３５に入力され
る。
偏差増巾器３５および整合回路３０の各出力が
加算点３６に与えられ、加算点３６出力が電圧制
御形発振器２４に加えられた構成をなす。
加算点３６に与えられ、加算点３６出力が電圧制
御形発振器２４に加えられた構成をなす。
第４図と第３図との相違点は、第４図において
は所望トルクを発生されるための、トルクパター
ン発生器がない点である。
は所望トルクを発生されるための、トルクパター
ン発生器がない点である。
トルクを明示的に与える代りに第５図で車速に
対してパターン化されている電動機電流を指令す
る。トルクは電動機電流とすべり周波数を与える
代りに電動機電流と２次磁束を与えてもよい。
対してパターン化されている電動機電流を指令す
る。トルクは電動機電流とすべり周波数を与える
代りに電動機電流と２次磁束を与えてもよい。
すでに述べた公知の方式は前者に相当し、これ
から述べる本願の方式は後者に相当する。
から述べる本願の方式は後者に相当する。
２次磁束φ2は直接制御することは困難である
ため、これを直接指令することを避け、２次磁束
φ2の過不足により生じる電動機電流のリプル値Ir
またはこれと平均電流との和であるピーク値Ip
が、適正値に保たれるように追従制御することに
よつてPWMインバータの電圧制御を行う。
ため、これを直接指令することを避け、２次磁束
φ2の過不足により生じる電動機電流のリプル値Ir
またはこれと平均電流との和であるピーク値Ip
が、適正値に保たれるように追従制御することに
よつてPWMインバータの電圧制御を行う。
第７図はPWMインバータの出力電圧と電流の
関係を示す。
関係を示す。
第７図ａは線間電圧、第７図ｂは線電流、第７
図ｃは後述する電流瞬時値検出器３３により検出
された電流波形である。
図ｃは後述する電流瞬時値検出器３３により検出
された電流波形である。
第４図において、電動機電流平均値は電動機電
流指令発生器３２によつて指令される。これは第
７図ｃの波形を平滑したものと同等である。この
電動機電流指令発生器３２出力より、整合回路３
０を経て与えられる速度帰還信号に応じた第５図
の電流パターンを指令する。
流指令発生器３２によつて指令される。これは第
７図ｃの波形を平滑したものと同等である。この
電動機電流指令発生器３２出力より、整合回路３
０を経て与えられる速度帰還信号に応じた第５図
の電流パターンを指令する。
また、電動機電流指令発生器３２の電動機電流
指令と電流検出器３４の検出値とが加算点２３で
比較演算され、その偏差は偏差増巾器３５により
増巾されてすべり周波数指令となる。
指令と電流検出器３４の検出値とが加算点２３で
比較演算され、その偏差は偏差増巾器３５により
増巾されてすべり周波数指令となる。
さらに、この指令は速度帰還信号が加算されて
電圧電圧制御形発振器２４に加えられ、これが
PWMインバータの変調回路２６の周波数指令信
号となる。ここで、偏差増巾器３５は積分器また
はPI増巾器により実現される。
電圧電圧制御形発振器２４に加えられ、これが
PWMインバータの変調回路２６の周波数指令信
号となる。ここで、偏差増巾器３５は積分器また
はPI増巾器により実現される。
一方、２次磁束制御を行う電流ピーク値Ip信号
は、予め適正な励磁状態に対応するIpの値を保持
する設定器３１から電動機電流指令発生器３２出
力に対応して与えられる。
は、予め適正な励磁状態に対応するIpの値を保持
する設定器３１から電動機電流指令発生器３２出
力に対応して与えられる。
ここでは、説明の便宜上電動機電流のピーク値
Ipとするが、リプル値Irであつてもよい。このピ
ーク値Ipの信号出力は加算点２１にて電動機電流
の瞬時値と比較され、その偏差は電流ピーク値調
整器３７で比較増巾さされ、PWMインバータの
変調回路２６の電圧指令信号となる。
Ipとするが、リプル値Irであつてもよい。このピ
ーク値Ipの信号出力は加算点２１にて電動機電流
の瞬時値と比較され、その偏差は電流ピーク値調
整器３７で比較増巾さされ、PWMインバータの
変調回路２６の電圧指令信号となる。
かくの如く設定された本願の制御方式は、温度
依存性ある電動機定数を使用せず、すべて変数値
の比較演算で処理されているため、第６図で説明
したような電動機２次抵抗の温度上昇の影響は閉
ループ的に補償され、直接的な影響を受けずに済
む。
依存性ある電動機定数を使用せず、すべて変数値
の比較演算で処理されているため、第６図で説明
したような電動機２次抵抗の温度上昇の影響は閉
ループ的に補償され、直接的な影響を受けずに済
む。
かようにして、現在与えられた２次磁束の値に
対してすべり周波数制御により電動機電流をまず
整定させ、次に比較的緩慢に電流ピーク値制御に
より２次磁束を整定させることにより、必要なト
ルクを得るようにしたものである。
対してすべり周波数制御により電動機電流をまず
整定させ、次に比較的緩慢に電流ピーク値制御に
より２次磁束を整定させることにより、必要なト
ルクを得るようにしたものである。
なお、電流ピーク値制御が整定しない過度的な
期間にはトルクが所要の値と一致しないが、これ
はさほど急峻な制御を必要としない車両駆動シス
テムでは殆んど問題にならない。
期間にはトルクが所要の値と一致しないが、これ
はさほど急峻な制御を必要としない車両駆動シス
テムでは殆んど問題にならない。
電動機電流Ip，Ir設定器出力との関係は、変調
周波数および電動機のインダクタンスにより変る
が、一般に第８図のような簡単な関係があり、こ
れが過励磁となると破線のように増加するため励
磁成分の制御が可能となる。車両制御の場合は流
す電流の値が一定値であるため、設定器３１は単
にその一定値に対する適正なIp，Irの値を指令す
ればよい。
周波数および電動機のインダクタンスにより変る
が、一般に第８図のような簡単な関係があり、こ
れが過励磁となると破線のように増加するため励
磁成分の制御が可能となる。車両制御の場合は流
す電流の値が一定値であるため、設定器３１は単
にその一定値に対する適正なIp，Irの値を指令す
ればよい。
なお、あらかじめ周波数に比例した電圧制御目
標値を具えておき、上記電流ピーク値Ip、リプル
値Irなどが所定値をこえないように補償要素とし
て使用することも有効である。例えば温度による
電動機抵抗変化あるいは車輪９の空転などによ
り、VVVFインバータ出力の電圧、周波数のバ
ランスがくずれ過大な励磁電流が流れるようなト
ラブルを、回避することができる。
標値を具えておき、上記電流ピーク値Ip、リプル
値Irなどが所定値をこえないように補償要素とし
て使用することも有効である。例えば温度による
電動機抵抗変化あるいは車輪９の空転などによ
り、VVVFインバータ出力の電圧、周波数のバ
ランスがくずれ過大な励磁電流が流れるようなト
ラブルを、回避することができる。
速度によらず一定の励磁電流を与え、かつ所望
トルクに見合つたすべり周波数を与えることは、
誘導電動機制御の基本である。
トルクに見合つたすべり周波数を与えることは、
誘導電動機制御の基本である。
本発明によれば、かご形誘導電動機を適切な励
磁状態でかつVVVFインバータにも過大な負荷
電流が加えられず、温度変化の影響を受けない比
較的簡単な方式により、基本原理に近い制御を行
う実用的な電気車制御装置を提供できる。
磁状態でかつVVVFインバータにも過大な負荷
電流が加えられず、温度変化の影響を受けない比
較的簡単な方式により、基本原理に近い制御を行
う実用的な電気車制御装置を提供できる。
第１図は本発明に適用されるVVVFインバー
タにより駆動を行う車両システムの主回路構成
図、第２図は第１図の電力変換器に使用される別
の構成例の電力変換素子対を示す図である。第３
図、第４図はともに制御ブロツク図で、第３図は
公知の例、第４図は本発明の構成を説明する図で
ある。第５図は通常電気車によく用いられる車速
と引張力（トルク）、電流等の特性曲線図、第６
図はトルクに対する誘導電動機の１次電流、すべ
り周波数などの特性曲線図、第７図ａ，ｂ，ｃは
VVVFインバータの出力電圧、電流および入力
電流を示す波形図、第８図は電動機平均電流と電
流ピークの値、リプル値との関係を示す図であ
る。 １……直流架線、２……パンタグラフ、３……
開閉器、４……フイルタリアクトル、５……フイ
ルタコンデンサ、６ａ〜６ｆ……半導体電力変換
素子、９……車輪、M1，M2，Mn……３相かご
形誘導電動機、２０……トルクパターン設定器、
２０ａ……電流指令発生器、２０ｂ……すべり周
波数指令器、２２……電流調整器、２４……電圧
制御形発振器、２５……分周器、２６……変調回
路、２７……電流帰還信号整合回路、２８……
VVVFインバータ、３０……整合回路、３１…
…設定器、３２……電動機電流指令発生器、３３
……電流瞬時値検出器、３４……電流検出器、３
５……偏差増巾器、３７……電流ピーク値調整
器。
タにより駆動を行う車両システムの主回路構成
図、第２図は第１図の電力変換器に使用される別
の構成例の電力変換素子対を示す図である。第３
図、第４図はともに制御ブロツク図で、第３図は
公知の例、第４図は本発明の構成を説明する図で
ある。第５図は通常電気車によく用いられる車速
と引張力（トルク）、電流等の特性曲線図、第６
図はトルクに対する誘導電動機の１次電流、すべ
り周波数などの特性曲線図、第７図ａ，ｂ，ｃは
VVVFインバータの出力電圧、電流および入力
電流を示す波形図、第８図は電動機平均電流と電
流ピークの値、リプル値との関係を示す図であ
る。 １……直流架線、２……パンタグラフ、３……
開閉器、４……フイルタリアクトル、５……フイ
ルタコンデンサ、６ａ〜６ｆ……半導体電力変換
素子、９……車輪、M1，M2，Mn……３相かご
形誘導電動機、２０……トルクパターン設定器、
２０ａ……電流指令発生器、２０ｂ……すべり周
波数指令器、２２……電流調整器、２４……電圧
制御形発振器、２５……分周器、２６……変調回
路、２７……電流帰還信号整合回路、２８……
VVVFインバータ、３０……整合回路、３１…
…設定器、３２……電動機電流指令発生器、３３
……電流瞬時値検出器、３４……電流検出器、３
５……偏差増巾器、３７……電流ピーク値調整
器。
Claims (1)
- １ 電圧指令及び周波数指令を得る変調手段２６
の出力を入力とする可変電圧・可変周波数インバ
ータ２８によりかご形誘導主電動機M1，M2，
Mnを駆動する電気車制御装置において、車速に
応じた所定の電動機電流値設定手段３２および電
動機電流検出手段３４、空〓磁束適正時おける前
記電流値に対応した電流波高値設定手段もしくは
電流リプル設定手段３１および電流瞬時値検出手
段３３を少なくとも備え、前記電動機電流値設定
手段３２の出力と電動機電流検出手段３４の出力
との演算出力を入力とする偏差増巾器３５の出力
により所望電流値が流れるように前記インバータ
のすべり周波数を制御するとともに、電流波高値
が前記電流波高値設定手段もしくは電流リプル設
定手段３１出力と等しくなるように電流ピーク値
調整器３７を介してインバータの電圧制御を行う
ことを特徴とする電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56201571A JPS58103807A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 電気車制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56201571A JPS58103807A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 電気車制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103807A JPS58103807A (ja) | 1983-06-21 |
| JPH0568162B2 true JPH0568162B2 (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=16443261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56201571A Granted JPS58103807A (ja) | 1981-12-16 | 1981-12-16 | 電気車制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103807A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012016135A (ja) * | 2010-06-30 | 2012-01-19 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電気車制御装置 |
-
1981
- 1981-12-16 JP JP56201571A patent/JPS58103807A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58103807A (ja) | 1983-06-21 |
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