JPH07193908A - 電気車用制御装置 - Google Patents

電気車用制御装置

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JPH07193908A
JPH07193908A JP34852893A JP34852893A JPH07193908A JP H07193908 A JPH07193908 A JP H07193908A JP 34852893 A JP34852893 A JP 34852893A JP 34852893 A JP34852893 A JP 34852893A JP H07193908 A JPH07193908 A JP H07193908A
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JP
Japan
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control
electric vehicle
command
power
section
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JP34852893A
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English (en)
Inventor
Kaoru Hatayama
薫 畑山
Kingo Abe
金吾 阿部
Satoru Horie
堀江  哲
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気車の空転再粘着制御が頻繁に行なわれる
とき、空転再粘着制御による駆動電動機のトルクを極端
に低下させることなく、電気車の加速不能及び車輪の空
転によって誘発される騒音、振動を防止することにあ
る。 【構成】 電気車の主電動機をトルク制御する機能と電
気車の駆動輪をブレーキ制御する機能を備えた電気車用
制御装置において、カ行制御中、駆動輪の空転を検知し
たとき、主電動機のトルクを絞る再粘着制御を行うと同
時に、空転をしている駆動輪に強制的に空気ブレーキを
作用させ、車輪の空転速度の上昇を抑え、空転している
時間を短縮させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気車のトルク、速度
を制御する電気車用制御装置に係り、特に、カ行時の電
動車の空転再粘着を制御する電気車用制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の電気車のトルク、速度を制御する
電気車用制御装置に設けられている車輪の空転検知およ
び空転再粘着制御装置は、特開昭57ー129101号
公報に記載のように、駆動電動機のトルクを制御する要
素を制御し、駆動トルクを減少させて再粘着を促がすよ
うになっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術は、電動
車の駆動論の空転を検知し、主電動機の駆動トルクを一
時的に低下させることによって再粘着を促がしているた
め、レールと駆動輪の粘着係数がかなり低いときに、頻
繁に空転を検知し、主電動機のトルクを絞るので、電動
車の引っ張り力が電気車編成の走行抵抗より低くなるこ
とがある。したがって、上り勾配など電気車編成の走行
抵抗が大きくなる線路区間において、起動、加速ができ
ず、走行できない状態が発生する問題があった。また、
空転したときの摩擦特性による自励的な車両ねじり振動
が騒音、振動を誘発する問題もあった。本発明の目的
は、空転再粘着制御が頻繁に行なわれるとき、空転再粘
着制御による駆動電動機のトルクを極端に低下させるこ
となく、電気車の加速不能を防止するに好適な電気車用
制御装置を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的は、電気車の主
電動機をトルク制御する機能と電気車の駆動輪をブレー
キ制御する機能を備えた電気車用制御装置において、カ
行制御中、空転再粘着制御が頻繁に行なわれ、駆動輪の
空転を検知したとき、主電動機のトルクを絞る再粘着制
御を行なうと同時に、空転をしている駆動輪に強制的に
空気ブレーキを作用させる手段を設けることによって、
達成される。
【0005】
【作用】本発明は、電動車の車輪が空転し、トルクを絞
る再粘着制御をしているとき、電動車の車輪に強制的に
エアブレーキを作用させるので、車輪の空転速度の上昇
を抑え、空転している時間を短縮し、空転再粘着制御に
よる駆動モータのトルクを極端に低下させることがな
く、電気車の加速不能及び車輪の空転によって誘発され
る騒音、振動を防止する。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。図1は、本発明を適用する電気車用制御装置の全体
構成を示す。図1において、1は電気車の加速、減速を
指令する指令部、2はVVVFインバータ装置、8は3
相誘導電動機10に流れる電流を検知する電流検出器、
9は3相誘導電動機10の回転数を検知する駆動輪周波
数センサ、10は電気車の駆動輪20を駆動する3相誘
導電動機、12はブレーキ制御器、19はブレーキシリ
ンダ、20は駆動輪を示す。VVVFインバータ装置2
は、制御演算部3と電力変換部7から構成され、制御演
算部3には、駆動輪周波数センサ9が検知する3相誘導
電動機10の回転数と、電流検出器8が検知する3相誘
導電動機10に流れる電流値が入力され、制御演算部3
は、指令部1の指令に従って、3相誘導電動機10のト
ルク、速度の制御信号を電力変換部7に出力する。ブレ
ーキ制御器12は、初込め制御部13、電空増幅器1
4、電空変換弁15、中継弁16、複式逆止弁17およ
び非常ブレーキ18から構成される。指令部1からブレ
ーキ指令が発せられると、電空増幅器14は、このブレ
ーキ指令を受け、電空変換弁15を駆動できるようなレ
ベルまで信号を増幅し、電空変換弁15により空気圧力
に変換したあと、中継弁16、また他のブレーキ18
(非常ブレーキ等)の高い方の圧力を優先させる複式逆
止弁17を介してブレーキシリンダ19に供給し、空気
ブレーキを作用させる。また、制御演算部3から回生失
効指令11が発せられると、初込め制御部13が動作
し、いわゆる、初込ブレーキを作動させる。この初込ブ
レーキは、電力回生ブレーキと空気ブレーキの切り換え
時、空気ブレーキの立ち上がりを遅滞なく円滑に行なわ
せるため、ブレーキシリンダ19へ0.4kg/cm2
程度の微少圧力空気を作用させておき、ブレーキシリン
ダ19への空気の加圧からブレーキシューの動作までの
ストローク時間による応答遅れを解消するものである。
【0007】ここで、本発明の実施例を説明する前に、
図2を用いて、制御演算部3の従来の構成について述べ
る。図2において、4は単位時間あたりの周波数変化量
(加速度)から駆動輪20の空転を検出する空転検知
部、5は空転を検知したとき、3相誘導電動機10のト
ルクを制御する要素、例えば3相誘導電動機10に流れ
る電流を制御する再粘着制御部、6は電力変換部7を制
御するゲート制御部、21は指令部1からの回生指令、
駆動輪周波数センサ9及び電流検出器8の信号を取込
み、周波数もしくは電流がある一定値以下になったこと
を検知して、ゲート制御部6から回生失効指令11を出
力するための演算を行う回生失効演算部を示す。なお、
図1と同一符号は同一対象を表す。制御演算部3は、指
令部1から力行指令を受け、空転検知部4が駆動輪20
の空転を検出していないとき、力行指令を切換器23の
A側を介してゲート制御部6に伝達し、電力変換部7を
制御する。電力変換部7は3相誘導電動機10を駆動制
御し、通常の加速制御を実行する。また、指令部1から
力行指令を受け、空転検知部4が駆動輪20の空転を検
出したとき、力行指令を切換器23のB側を介して再粘
着制御部5に伝達し、例えば3相誘導電動機10に流れ
る電流を調整するようにゲート制御部6を介して電力変
換部7を制御して、3相誘導電動機10の駆動トルクを
減少させ、駆動輪20の再粘着を促す。一方、制御演算
部3が指令部1から回生指令を受けたとき、回生失効演
算部21は、駆動輪周波数センサ9及び電流検出器8の
信号を取込み、周波数もしくは電流がある一定値以下に
なったことを検知し、電力回生ブレーキが失効したこと
をゲート制御部6に伝達する。ゲート制御部6は回生失
効指令11を初込め制御部13へ出力する。初込め制御
部13は初込ブレーキを作動させ、ブレーキ制御器12
は、電力回生ブレーキからブレーキ制御器12による空
気ブレーキに切り換え、ブレーキシリンダ19を作動
し、駆動輪20に空気ブレーキをかける。このように、
従来の制御演算部3は、指令部1から回生指令を受けた
ことを条件に、電力回生ブレーキが失効したとき、回生
失効指令11を発生させ、初込ブレーキを作動し、電力
回生ブレーキから空気ブレーキに切り換え、駆動輪20
に空気ブレーキをかける。
【0008】これに対して、本発明は、力行指令時にお
いても回生失効指令11を発生させることに特徴があ
る。以下、図3に、本発明の一実施例を示す制御演算部
の構成を説明する。図3において、22は再粘着制御が
ある一定時間以上またはある一定回数以上動作したこと
を検知する空転状況監視部、24は指令部1の力行指令
と空転状況監視部22を入力するAND回路、25はA
ND回路24の出力と回生失効演算部21の出力を入力
するOR回路を示す。また、図2と同一符号は同一対象
を表す。次に、本実施例の動作を説明する。いま、指令
部1から力行指令が発せられると、図2の動作と同様
に、制御演算部3はこの力行指令を受け、空転検知部4
が駆動輪20の空転を検出していないとき、力行指令を
切換器23のA側を介してゲート制御部6に伝達し、電
力変換部7を制御する。電力変換部7は3相誘導電動機
10を駆動制御し、通常の加速制御を実行する。また、
指令部1から力行指令を受け、空転検知部4が駆動輪2
0の空転を検出したとき、力行指令を切換器23のB側
を介して再粘着制御部5に伝達し、例えば3相誘導電動
機10に流れる電流を調整するようにゲート制御部6を
介して電力変換部7を制御して、3相誘導電動機10の
駆動トルクを減少させ、駆動輪20の再粘着を促す。こ
こで、力行指令時に、駆動輪20の空転による再粘着制
御がある一定時間以上またはある一定回数以上動作する
と、空転状況監視部22がこれを検知する。AND回路
24は、力行指令と空転状況監視部22の論理積の出力
をOR回路25を介してゲート制御部6に伝達する。ゲ
ート制御部6は、回生失効指令11を発生させ、初込め
制御部13に出力する。初込め制御部13は初込ブレー
キを作動させ、ブレーキ制御器12による空気ブレーキ
が動作し、ブレーキシリンダ19により駆動輪20に空
気ブレーキをかける。なお、指令部1の回生指令時に発
生する回生失効指令11による動作は、図2と同様であ
る。このようにして、本実施例は、力行指令時に、駆動
輪20に空転が発生したとき、再粘着制御を実行して駆
動輪20の再粘着を促すと同時に、力行制御中にも回生
失効指令11を発生させ、回生失効指令11を用いて空
気ブレーキを強制的に作動させることになる。この両者
の併用は、特に、力行制御中の空気ブレーキにより、駆
動輪20の空転速度の上昇を抑え、空転している時間を
短縮し、駆動輪20の再粘着を従来に比し促進させるの
で、レールと駆動輪20の粘着係数が低く、頻繁に空転
が発生しても、主電動機10のトルクによる絞りを軽減
する。したがって、上り勾配など電気車編成の走行抵抗
が大きくなる線路区間における起動、加速を確保するこ
とができ、電気車を円滑に走行させることが可能とな
る。また、駆動輪20の空転速度の上昇を抑え、かつ、
空転している時間を短縮することにより、空転時に発生
する摩擦特性による自励的な車両ねじり振動が抑制さ
れ、騒音、振動の発生を防止することができる。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、車輪の空転速度の上昇
を抑え、空転している時間を短縮することができ、空転
再粘着制御による駆動モータのトルクを極端に低下させ
ることがないので、電気車の加速不能及び車輪の空転に
よって誘発される騒音、振動を防止することができる。
また、上り勾配など電気車編成の走行抵抗が大きくなる
線路区間における起動、加速を確保することができ、電
気車を円滑に走行させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する電気車用制御装置の全体構成
【図2】制御演算部の従来の構成
【図3】本発明の一実施例を示す制御演算部の構成
【符号の説明】
1 指令部 2 VVVFインバータ装置 3 制御演算部 4 空転検知部 5 再粘着制御部 6 ゲート制御部 7 電力変換部 8 電流検出器 9 駆動輪周波数センサ 10 3相誘導電動機 11 回生失効指令 12 ブレーキ制御器 13 初込め制御部 14 電空増幅器 15 電空変換弁 16 中継弁 17 複式逆止弁 18 他のブレーキ 19 ブレーキシリンダ 20 駆動輪 21 回生失効演算部 22 空転状況監視部 23 切換器 24 AND回路 25 OR回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加速、減速を指令する指令部と、この指
    令により電気車に装架した主電動機のトルク、速度をす
    る制御演算部と、演算結果に基づいて前記主電動機を制
    御する電力変換部と、電気車の駆動輪をブレーキ制御す
    るブレーキ制御器を備えた電気車用制御装置において、
    カ行制御中、駆動輪の空転を検知したとき、再粘着制御
    すると同時に、空転をしている駆動輪に空気ブレーキを
    作用させることを特徴とする電気車用制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、制御演算部に再粘着
    制御がある一定時間以上またはある一定回数以上動作し
    たことを検知する空転状況監視部を設け、カ行制御中で
    あることと空転状況監視部の出力があることを条件に、
    空転をしている駆動輪に空気ブレーキを作用させること
    を特徴とする電気車用制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、カ行
    制御中の空気ブレーキ作用の指令は、制御演算部からブ
    レーキ制御器に出力することを特徴とする電気車用制御
    装置。
JP34852893A 1993-12-27 1993-12-27 電気車用制御装置 Pending JPH07193908A (ja)

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