JPH0618445B2 - 電気車用走行制御装置 - Google Patents

電気車用走行制御装置

Info

Publication number
JPH0618445B2
JPH0618445B2 JP59236440A JP23644084A JPH0618445B2 JP H0618445 B2 JPH0618445 B2 JP H0618445B2 JP 59236440 A JP59236440 A JP 59236440A JP 23644084 A JP23644084 A JP 23644084A JP H0618445 B2 JPH0618445 B2 JP H0618445B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
induced voltage
output
detector
frequency component
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59236440A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61116903A (ja
Inventor
新三 平尾
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP59236440A priority Critical patent/JPH0618445B2/ja
Publication of JPS61116903A publication Critical patent/JPS61116903A/ja
Publication of JPH0618445B2 publication Critical patent/JPH0618445B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • 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
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は電気専用走行制御装置に係り、とくに粘着性
能を最大限に発揮することができるものの構成に関する
ものである。
〔従来技術〕 電気車輌の駆動は車輪とレールとの間の摩擦力によつて
行われるため、この摩擦力を最大限に利用することが車
輌技術の基本である。第8図は車輪とレールとの間の摩
擦係数とすべり速度との関係を示す特性図で、摩擦係数
の値自体はレールの表面状態、天候、走行速度等によつ
て大巾に変動する。(車輪の引張力/軸重)が第8図P
点の摩擦係数(粘着係数と呼ばれる)を越えると大空転
が発生し、主電動機、歯車装置等の回転部分、レール表
面、車輪踏面に機械的損傷が発生するとともに引張力も
低下するためこれを防止し、しかもできるだけP点に近
い状態で運転を行うのが大きな課題である。一般にすべ
り速度がP点以下の領域を微小空転、即ちクリープ領
域、P点以上をスリツプ領域と称す。ところで、従来の
空転の発生を検知してから引張力を低減するいわゆる空
転発生後の事後処理制御システムが採用されていた。第
9図ないし第11図は従来の電気車の制御装置における空
転検知方式である。それぞれ電圧比較方式、電流比較方
式及び速度発電機方式を示す説明図で、各方式の検出感
度、原理、問題点の比較を下表に示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕 従来の電気車用走行制御装置は以上のように構成されて
いるので、空転検知方式によつてその検出感度に若干の
差異は認められるが、いずれも空転発生後即ちスリツプ
領域での検出であるため第8図のR点近傍で空転を検知
し、S点まで引張力を下げて再粘着させる方式であり、
実用粘着係数が比較的低い領域で使用されることになり
以下のような問題点があつた。即ち、電気機関車におい
ては、動軸を増す必要から製作コストが高くなり、また
動軸数を一定とするとけん引過重が小さくなる。そし
て、電車においては一編成中の(電動車/付随車)即ち
電動車比率が大きくなり製作コスト及び保守コストが高
くなる。
この発明はこのような従来のものの欠点を解消するため
になされたもので、微小空転を許容しながら粘着性能を
最大限に発揮することができる電気車用走行制御装置を
提供することを目的とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る電気車用走行制御装置は、電動機によつ
て駆動される輪軸の自励振動における固有振動周波数成
分を検出して振動検出信号を出力する振動検出装置、上
記振動検出信号と上記固有振動周波数成分の電動機誘起
電圧に比例した許容最大振巾基準とを比較し上記固有振
動周波数成分が一定になるように上記電動機の引張力を
制御する電動機制御装置を備えたものである。
〔作用〕
この発明における電気車用走行制御装置は、大空転が発
生する前の前駆現象における輪軸の自励振動における固
有振動周波数成分を検出し、この固有振動周波数成分を
電動機誘起電圧に比例した許容最大振巾基準と比較し上
記固有振動周波数成分が一定になるように電動機の引張
力を制御する。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図面について説明する。
第1図はこの発明を適用した一実施例における電気車用
走行制御装置の制御ブロツク図である。図において、
(Pan)はパンタグラフ、(CH)はパンタグラフ
(Pan)からの直流入力を制御して台車(BG)内に組み
込まれた主電動機(TM)に直流電流を供給するチヨツ
パ回路、(TS)は台車(BG)の輪軸の自励振動を検
出するトルクセンサ、(VD)は主電機の誘起電圧を検
出する誘起電圧検出器で、車輌の速度に比例した信号を
出力する。(DF)はトルクセンサ(TS)で検出した
自励振動のうち空転前駆現象としての固有振動周波数成
分のみを取り出すデイジタルフイルタ回路である。デイ
ジタルフイルタ回路(DF)はその入力部に増巾器(図
示せず)を設け所定の範囲の周波数帯を通過せしめ、そ
の中から固有振動周波数をマイクロプロセツサを使つて
デイジタル的に処理して抽出するもので、信号処理時間
は数ms程度と極めて早い信号処理を行うことができる。
そしてトルクセンサ(TS)とデイジタルフイルタ回路
(DF)とにより振動検出装置(VS)を構成する。
(CPR)は上記固有振動周波数成分の許容最大振巾基
準(AS)と電圧誘起電圧検出器(VD)が検出した主
電動機誘起電圧とを加算した車輌速度に比例した許容最
大振巾基準(REF)と、デイジタルフイルタ回路(D
F)からの出力とを比較する比較器、(SC)は比較器
(CPR)からの出力を受けてクリープ量を制御する制
御信号を出力するクリープ制御器、(AMP)はクリー
プ制御器(SC)からの制御信号と加速電流指令(I
P)と電流検出器(DCCT)により検出した主電動機
電流(IM)とを入力してチヨツパ回路(CH)にゲー
ト信号を出力する増巾器である。そして、主電動機(TM)
の誘起電圧に比例した許容最大振巾基準(REF)、比較器
(CPR)、クリープ制御器(SC)及び増巾器(AMP)により電動
機制御装置(TMC)を構成する。
ここで、主電動機の誘起電圧(Ea)は、車輌速度(主電
動機回転数)Nと次式に示すとおり比較関係にある。
Ea=ΦKΦN K:比例定数 Φ:磁束 なお、上記の輪軸の磁励振動における固有振動周波数は
駆動系のねじりバネ、車軸のねじりバネ系のねじりバネ
剛性の定数によつて決まり第2図はこの一例を示す。即
ち、第2図(a)はすべり速度xのときのシミユレーシヨ
ン結果に基づく自励振動の振巾の周波数特性を示し、こ
の例では固有振動周波数はF1Hzとなつている。そして
クリープ領域においてすべり速度がxからyに増大する
と同図(b)に示すように、上記振巾はすべり速度の大き
さに比例して大きくなつていることが判る。なお、上記
振巾は車輌速度に比例することが明らかになつている。
次に、上記のように構成されたこの発明の一実施例とし
ての電気車用走行制御装置の動作を説明する。台車(B
G)の輪軸装置に組み込まれた主電動機(TM)によつ
て車軸が駆動されるが、車輪に微小空転が発生すると車
軸にねじりの自励振動が発生する。そして、この自励振
動の固有振動周波数成分は第6図に示すようにすべり速
度の上昇とともに増加する。また、上記自励振動の固有
振動周波数成分は、第3図に示すように、車輌速度にほ
ぼ比例して増加する。さらに、主電同機の誘起電圧は車
輌速度にほぼ比例して変化する。従つて、トルクセンサ
(TS)により上記自励振動を検出し、これからデイジ
タルフイルタ回路(DF)によりその固有振動周波数成
分のみを取り出し、第8図のQ点に対応する振動成分の
主電動機の誘起電圧に比例した許容最大振巾基準(RE
F)と比較器(CPR)により比較しその結果がクリープ制
御器(SC)を介して増巾器(AMP)に入力される。そ
して、加速電流指令(IP)を受けた増巾器(AMP)は
チヨツパ回路(CH)のゲート制御回路を制御し、上記
振動成分が第8図のQ点近傍に対応する値を維持するよ
うに主電動機電流指令(IP)を制御して主電動機(T
M)の引張力を制御する。
上記のように、この発明の一実施例においては、上記制
御によつて電気車は第8図のQ点におけるすべり速度Vs
で運転することになり、レールの表面状態や天候等の条
件に関係なく、車輪とレールとの間の最大摩擦係数にほ
ぼ近い値を利用できるので、電気機関車の場合にあつて
は動軸数を減少させることができ(例えば6動軸から4
動軸に減少可能)電気機関車の製作コストの大巾な低
減、省資源が図られ、また主電動機等の単機容量の増大
によつて効率向上による省エネルギー化を図ることがで
きる。更に、電車の場合には粘着係数の改善によつて一
編成列車における動電車比率を低減することができ、初
期投資の大巾な節減と省資源、また列車重量の低減によ
る省エネルギー化と保守費の低減を図ることができる。
第4図はこの発明を適用した他の施施例における電気車
用走行制御装置の制御ブロツク図で、第1図のチヨツパ
回路(CH)に代わり主変圧器(MTR)とその2次側に
接続されたサイリスタブリツジ回路(THB)が採用され
ており、主電動機の誘起電圧に比例した許容最大振巾基
準(REF)、比較器(CPR)、クリープ制御器(SC)及
び増巾器(AMP)を含めて電動機制御装置(TMC)を構成
し、サイリスタの位相制御を行う。この場合、交流電気
車として、上記一実施例の場合と同様の効果を達成する
ことができる。
第5図は第1図のデイジタルフイルタ回路(DF)をアナロ
グフイルタ回路(AF)と検波回路(DET)とで構成し
た実施例でトルクセンサ(TS)による輪軸の自励振動
のうち固有振動周波数成分を検出する方式である。
第6図は第4図のデイジタルフイルタ回路(DF)をアナ
ログフイルタ回路(AF)と検波回路(DET)とで構成
した実施例で、トルクセンサ(TS)による輪軸の自励
振動のうち、固有振動周波数成分を検出する方式であ
る。
第5図および第6図に示す実施例においても、上記固有
振動周波数成分の振巾を主電動機の誘起電圧に比例した
許容最大振巾基準(REF)と比較し上記固有振動周波数
成分が一定になるよう主電動機(TM)の引張力を制御
することにより、微小空転を許容しながら粘着性能を最
大限に発揮することができる電気車用走行制御装置を提
供する。
第7図は第1図のチョッパ回路(CH)に代わり、サイリス
タ制御による可変電圧可変周波数インバータ回路(VVVF)
を使用した実施例を示す。電動機制御装置(TMC)により
可変電圧可変周波数インバータ回路(VVVF)を制御して、
主電動機(TM)である3相かご形誘導電動機の引張力を制
御する。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、大空転が発生する前の
前駆現象における輪軸の自励振動の固有振動周波数成分
を検出し、この固有振動周波数成分を主電動機の誘起電
圧に比例した許容最大振巾基準と比較し上記固有振動周
波数数分が一定となるように電動機の引張力を制御する
構成としたので、車輪とレールとの最大摩擦係数にほぼ
近い摩擦係数を利用することができ粘着性能を最大限に
発揮することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例における電気車用走行制御
装置の制御ブロツク図、第2図は自励振動の振巾の周波
数特性を示す特性図、第3図は車輌速度と固有振動周波
数成分の振巾との関係を示す特性図、第4図ないし第7
図はこの発明のそれぞれ異なる他の実施例における電気
車用走行制御装置の制御ブロツク図、第8図は車輪とレ
ールとの間の摩擦係数をすべり速度との関係を示す特性
図、第9図ないし第11図は従来の電気車用走行制御装置
における空転検知方式であるそれぞれ電圧比較方式、電
流比較方式及び速度発電機方式を示す説明図である。 図において、(VD)は誘起電圧検出器、(AS)は固有振動周
波数成分の許容最大振巾基準、(TS)はトルクセンサ、(D
F)フィルタ回路、(IP)は加速電流指令、(DCCT)は電流検
出器、(IM)は電流信号、(TM)は電動機としての主電動
機、(VS)は振動検出装置、(REF)は主電動機の誘
起電圧に比例した許容最大振巾基準、(TMC)は電動機
制御装置である。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘起電圧検出器(VD)と、振動検出装置(VS)
    と、電動機制御装置(TMC)とを有する電気車用走行制御
    装置であって、 誘起電圧検出器(VD)は、車両の輪軸を駆動する電動機(T
    M)の誘起電圧を検出するものであり、 振動検出装置(VS)は、トルクセンサ(TS)により電動機(T
    M)で駆動される輪軸の自励振動を検出し、自励振動のう
    ち空転前駆現象としての固有振動周波数成分をフィルタ
    回路(DF)でとり出して出力するものであり、 電動機制御装置(TMC)は、加速電流指令(IP)と、電流検
    出器(DCCT)で検出した電動機(TM)の電流信号(IM)と、誘
    起電圧検出器(VD)の出力と、振動検出装置(VS)の出力と
    を入力し、予め設定された固有振動周波数成分の許容最
    大振巾基準(AS)と、誘起電圧検出器(VD)の出力とを加算
    して車両速度に比例した許容最大振巾基準(REF)を作成
    し、この許容最大振巾基準(REF)と振動検出装置(VS)の
    出力である固有振動周波数成分とを比較し、この出力と
    加速電流指令(IP)と、電流検出器(DCCT)により検出した
    電流信号(IM)との差分を演算、増巾し、輪軸に固着され
    た車輪とレールとの間の摩擦係数が車輪の微小空転域の
    所定の値に対応する固有振動周波数の値を維持する制御
    信号を出力するものである 電気車用走行制御装置。
JP59236440A 1984-11-07 1984-11-07 電気車用走行制御装置 Expired - Lifetime JPH0618445B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59236440A JPH0618445B2 (ja) 1984-11-07 1984-11-07 電気車用走行制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59236440A JPH0618445B2 (ja) 1984-11-07 1984-11-07 電気車用走行制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61116903A JPS61116903A (ja) 1986-06-04
JPH0618445B2 true JPH0618445B2 (ja) 1994-03-09

Family

ID=17000782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59236440A Expired - Lifetime JPH0618445B2 (ja) 1984-11-07 1984-11-07 電気車用走行制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0618445B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7027897B2 (en) 2004-01-27 2006-04-11 Bombardier Transportation Gmbh Apparatus and method for suppressing mechanical resonance in a mass transit vehicle
JP4737279B2 (ja) * 2008-11-28 2011-07-27 パナソニック株式会社 組込式調理器
CN104627026B (zh) * 2014-12-08 2016-10-12 无锡富迪电动车有限公司 一种电动车适时智能驱动联动系统及其控制方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ELEKTRISCHEBAHKENHeft12(39,Jahrgang1968)第272頁〜第279頁

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61116903A (ja) 1986-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6208097B1 (en) Traction vehicle adhesion control system without ground speed measurement
US6152546A (en) Traction vehicle/wheel slip and slide control
US5480220A (en) Method for inhibiting wheel slip in an electric alternating current induction motor powered vehicle
CA1252182A (en) Control system for maintaining traction in a rolling stock
US6163121A (en) Torque maximization and vibration control for AC locomotives
US5661378A (en) Tractive effort control method and system for recovery from a wheel slip condition in a diesel-electric traction vehicle
US5841254A (en) Torque maximization and vibration control for AC locomotives
US8988016B2 (en) System and method for traction motor control
EP0022267B1 (en) Control system for induction motor-driven car
US9209736B2 (en) System and method for traction motor control
US6028402A (en) Automatic rail characterization for adhesion system evaluation for AC locomotives
US4588932A (en) Slip-limiting control for rail vehicles
US4463289A (en) Wheel slip control using differential signal
JPH0618445B2 (ja) 電気車用走行制御装置
JPH04248301A (ja) 電気車の制御装置
JPH0755004B2 (ja) 電気車の制御装置
JPH0755005B2 (ja) 電気車の制御装置
JPS6098804A (ja) 電気車の制御装置
JPH0757043B2 (ja) 電気車の制御装置
JPS61285006A (ja) 電気車の制御装置
JPS6158404A (ja) 電気車の制御装置
JPH0767202B2 (ja) 電気車制御方法
JP3488894B2 (ja) 電動車両の電気モータ制御装置
JPH07212916A (ja) 電気車制御装置
JP3089920B2 (ja) 電気車の制御装置