JPH089507A - 電気車用制御装置 - Google Patents
電気車用制御装置Info
- Publication number
- JPH089507A JPH089507A JP6126198A JP12619894A JPH089507A JP H089507 A JPH089507 A JP H089507A JP 6126198 A JP6126198 A JP 6126198A JP 12619894 A JP12619894 A JP 12619894A JP H089507 A JPH089507 A JP H089507A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command
- phase
- motor
- current
- primary frequency
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】インバータを用いた交流電動機により駆動され
る電気車において、起動や坂道発進を安全確実に行える
制御装置を提供する。 【構成】三相交流電動機４の電流及び回転速度を検出す
る電流センサ７及び速度センサ６と、アクセル開度に応
じて三相交流電動機のトルク指令を決定するトルク指令
演算手段３０と、トルク指令及び速度センサの出力に基
づいて三相交流電動機の電流を制御するための三相交流
電流指令を発生する交流電流指令発生手段８０と、三相
交流電流指令と三相交流電動機に流れる電流とに基づい
てインバータ３を制御する信号を発生するＰＷＭ信号発
生手段９０と、速度センサの出力を一次周波数指令に変
換して交流電流指令発生手段に与える一次周波数指令発
生手段４０を備え、この一次周波数指令発生手段４０
は、速度センサの出力が零の付近において所定のオフセ
ット値を有する特性で前記一次周波数指令を生成するよ
う構成されている。
る電気車において、起動や坂道発進を安全確実に行える
制御装置を提供する。 【構成】三相交流電動機４の電流及び回転速度を検出す
る電流センサ７及び速度センサ６と、アクセル開度に応
じて三相交流電動機のトルク指令を決定するトルク指令
演算手段３０と、トルク指令及び速度センサの出力に基
づいて三相交流電動機の電流を制御するための三相交流
電流指令を発生する交流電流指令発生手段８０と、三相
交流電流指令と三相交流電動機に流れる電流とに基づい
てインバータ３を制御する信号を発生するＰＷＭ信号発
生手段９０と、速度センサの出力を一次周波数指令に変
換して交流電流指令発生手段に与える一次周波数指令発
生手段４０を備え、この一次周波数指令発生手段４０
は、速度センサの出力が零の付近において所定のオフセ
ット値を有する特性で前記一次周波数指令を生成するよ
う構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気車用制御装置に係
り、特にバッテリを電源とする交流電動機によって駆動
される電気車に好敵な電気車用制御装置に関する。
り、特にバッテリを電源とする交流電動機によって駆動
される電気車に好敵な電気車用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に電気車は、バッテリーの直流電源
を可変電圧、可変周波数の交流電源に変換するインバー
タと、車両駆動用の三相交流電動機と、この三相交流電
動機と車両の駆動軸とを正，逆に連結する連結部を制御
するＦＲ指令手段と、この三相交流電動機の電流及び回
転速度を検出する電流センサ及び速度センサと、アクセ
ル開度に応じて三相交流電動機のトルク指令を決定する
トルク指令演算手段と、前記トルク指令及び前記電流セ
ンサの出力に基づいて三相交流電動機の巻線に流れる相
電流を制御するための三相交流電流指令を発生する三相
交流電流指令発生手段と、前記三相交流電流指令と前記
三相交流電動機の巻線に流れる相電流とに基づいて前記
インバータのゲートに印加する信号を発生する信号発生
手段を備えている。
を可変電圧、可変周波数の交流電源に変換するインバー
タと、車両駆動用の三相交流電動機と、この三相交流電
動機と車両の駆動軸とを正，逆に連結する連結部を制御
するＦＲ指令手段と、この三相交流電動機の電流及び回
転速度を検出する電流センサ及び速度センサと、アクセ
ル開度に応じて三相交流電動機のトルク指令を決定する
トルク指令演算手段と、前記トルク指令及び前記電流セ
ンサの出力に基づいて三相交流電動機の巻線に流れる相
電流を制御するための三相交流電流指令を発生する三相
交流電流指令発生手段と、前記三相交流電流指令と前記
三相交流電動機の巻線に流れる相電流とに基づいて前記
インバータのゲートに印加する信号を発生する信号発生
手段を備えている。
【０００３】このような電気車において、アクセル開度
を通して運転者から発せられるトルク指令と、電流セン
サから検出される電動機電流と、電動機の回転角速度と
に基づいて、電動機のトルクを制御するトルク制御系が
構成されている。ところで、電動機の速度検出には速度
センサが用いられるが、この速度センサに故障が発生す
ると電気車の制御が不能となる。そこで、速度センサの
異常を検出し、異常なセンサは切り離すものが、特開平
１−２９１６０３号公報に示されている。また、特開平
５−９１６０１号公報には、速度センサに異常が検出さ
れると、Ｖ／ｆ制御回路によりインバ−タを制御するよ
うにしたものが示されている。
を通して運転者から発せられるトルク指令と、電流セン
サから検出される電動機電流と、電動機の回転角速度と
に基づいて、電動機のトルクを制御するトルク制御系が
構成されている。ところで、電動機の速度検出には速度
センサが用いられるが、この速度センサに故障が発生す
ると電気車の制御が不能となる。そこで、速度センサの
異常を検出し、異常なセンサは切り離すものが、特開平
１−２９１６０３号公報に示されている。また、特開平
５−９１６０１号公報には、速度センサに異常が検出さ
れると、Ｖ／ｆ制御回路によりインバ−タを制御するよ
うにしたものが示されている。
【０００４】ところで、速度センサは、電気車の広範囲
の速度を検出するものであるため、たとえ速度センサに
異常がなくても、微小速度の検出にはノイズの影響を受
け易い。特に起動時のように、速度が零付近においてノ
イズの与える影響は大きく、誤検出によって回転方向が
逆向きに制御されてしまう恐れもある。
の速度を検出するものであるため、たとえ速度センサに
異常がなくても、微小速度の検出にはノイズの影響を受
け易い。特に起動時のように、速度が零付近においてノ
イズの与える影響は大きく、誤検出によって回転方向が
逆向きに制御されてしまう恐れもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、電気車の
制御系の故障の中でも、電動機の回転方向を正しく制御
できない事態は、例えば前進しようとして後退するよう
な事態が発生するため、極めて危険である。
制御系の故障の中でも、電動機の回転方向を正しく制御
できない事態は、例えば前進しようとして後退するよう
な事態が発生するため、極めて危険である。
【０００６】本発明の目的は、インバータを用いた交流
電動機により駆動される電気車において、起動や坂道発
進を安全確実に行える制御装置を提供することにある。
電動機により駆動される電気車において、起動や坂道発
進を安全確実に行える制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、バッテリーの
直流電源を可変電圧、可変周波数の交流電源に変換する
インバータと、車両駆動用の三相交流電動機と、該三相
交流電動機の電流及び回転速度を検出する電流センサ及
び速度センサと、アクセル開度に応じて該三相交流電動
機のトルク指令を決定するトルク指令演算手段と、前記
トルク指令及び前記速度センサの出力に基づいて該三相
交流電動機の電流を制御するための三相交流電流指令を
発生する交流電流指令発生手段と、前記三相交流電流指
令と前記三相交流電動機に流れる電流とに基づいて前記
インバータを制御する信号を発生するＰＷＭ信号発生手
段とを有する電気車の制御装置において、前記速度セン
サの出力を一次周波数指令に変換して前記交流電流指令
発生手段に与える一次周波数指令発生手段を備え、該一
次周波数指令発生手段は、前記速度センサの出力が零の
付近において所定のオフセット値を有する特性に基づい
て前記一次周波数指令を生成するように構成されている
ことを特徴とする。
直流電源を可変電圧、可変周波数の交流電源に変換する
インバータと、車両駆動用の三相交流電動機と、該三相
交流電動機の電流及び回転速度を検出する電流センサ及
び速度センサと、アクセル開度に応じて該三相交流電動
機のトルク指令を決定するトルク指令演算手段と、前記
トルク指令及び前記速度センサの出力に基づいて該三相
交流電動機の電流を制御するための三相交流電流指令を
発生する交流電流指令発生手段と、前記三相交流電流指
令と前記三相交流電動機に流れる電流とに基づいて前記
インバータを制御する信号を発生するＰＷＭ信号発生手
段とを有する電気車の制御装置において、前記速度セン
サの出力を一次周波数指令に変換して前記交流電流指令
発生手段に与える一次周波数指令発生手段を備え、該一
次周波数指令発生手段は、前記速度センサの出力が零の
付近において所定のオフセット値を有する特性に基づい
て前記一次周波数指令を生成するように構成されている
ことを特徴とする。
【０００８】
【作用】速度センサで検出される電動機の速度は、一次
周波数指令発生手段により一次周波数指令に変換され、
この一次周波数指令を用いて電動機の電流を制御する。
一次周波数指令発生手段は、速度センサの出力が零の付
近では所定のオフセット値を与えて一次周波数指令を生
成して交流電流指令発生手段に与える。このように本発
明によれば、起動周波数に一定値のオフセットが与えら
れているので、速度が零付近でもノイズの影響を受けに
くい。従って、安全確実な起動ができる。なお、オフセ
ットは、車両の進行に対して順方向に与えられる。
周波数指令発生手段により一次周波数指令に変換され、
この一次周波数指令を用いて電動機の電流を制御する。
一次周波数指令発生手段は、速度センサの出力が零の付
近では所定のオフセット値を与えて一次周波数指令を生
成して交流電流指令発生手段に与える。このように本発
明によれば、起動周波数に一定値のオフセットが与えら
れているので、速度が零付近でもノイズの影響を受けに
くい。従って、安全確実な起動ができる。なお、オフセ
ットは、車両の進行に対して順方向に与えられる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１の電気車の
制御装置のブロック図に従って説明する。図１におい
て、１は電気車の主電源であるバッテリー、２は主回路
を開閉する主コンタクタ、３はパワースイッチング素子
を用いてバッテリー１の直流を交流に変換するインバー
タ、４は電気車駆動用の三相交流電動機、５はコントロ
ーラ、６は電動機４の回転数Ｎを検出する速度センサで
ある。また、７（７ａ，７ｂ，７ｃ）は電流センサーで
あり、交流電動機４の１次巻線に流れる３相交流の１次
電流ｉ（ｉu，ｉv，ｉw）を検出する。８はアクセルが
踏み込まれているときに踏み込み量に応じた出力θAを
出すアクセルスイッチ、９は車両の前進、後退を切り変
えるためのシフトスイッチである。
制御装置のブロック図に従って説明する。図１におい
て、１は電気車の主電源であるバッテリー、２は主回路
を開閉する主コンタクタ、３はパワースイッチング素子
を用いてバッテリー１の直流を交流に変換するインバー
タ、４は電気車駆動用の三相交流電動機、５はコントロ
ーラ、６は電動機４の回転数Ｎを検出する速度センサで
ある。また、７（７ａ，７ｂ，７ｃ）は電流センサーで
あり、交流電動機４の１次巻線に流れる３相交流の１次
電流ｉ（ｉu，ｉv，ｉw）を検出する。８はアクセルが
踏み込まれているときに踏み込み量に応じた出力θAを
出すアクセルスイッチ、９は車両の前進、後退を切り変
えるためのシフトスイッチである。
【００１０】コントローラ５は、回転速度検出手段１
０、トルク指令演算手段３０、アクセル開度演算手段３
１、一次周波数指令生成手段４０、ベクトル制御演算手
段５０、電流制御手段７０、交流電流指令発生手段８０
及びＰＷＭ信号発生手段９０を有する。
０、トルク指令演算手段３０、アクセル開度演算手段３
１、一次周波数指令生成手段４０、ベクトル制御演算手
段５０、電流制御手段７０、交流電流指令発生手段８０
及びＰＷＭ信号発生手段９０を有する。
【００１１】コントローラ５は、電動機の回転速度Ｎ、
電動機電流ｉ及びアクセル開度θAを取り込み、トルク
指令演算手段３０でトルク指令Ｔｒを演算し、一次周波
数指令生成手段４０で一次角周波数ω1*を演算し、ベク
トル制御演算手段５０で交流電流指令I1を演算する。さ
らに、これらの一次角周波数ω1*、交流電流指令I1等を
用いて、電流制御手段７０及び交流電流指令発生手段８
０で、電流制御、交流電圧指令演算などの各処理を実行
し、ＰＷＭ信号発生手段９０からＰＷＭ信号を出力す
る。このＰＷＭ信号に基づき駆動されるインバータ３に
より、バッテリー１の直流電圧から可変周波数、可変電
圧の３相交流電圧が形成され、三相交流電動機４のトル
クが制御される。シフトスイッチ９の前進、後退切り変
え出力により、一次周波数指令生成手段４０の出力パタ
ーン及びＰＷＭ信号発生手段９０の相回転の方向がそれ
ぞれ正，逆に制御され、車両の前進、後退が決定され
る。
電動機電流ｉ及びアクセル開度θAを取り込み、トルク
指令演算手段３０でトルク指令Ｔｒを演算し、一次周波
数指令生成手段４０で一次角周波数ω1*を演算し、ベク
トル制御演算手段５０で交流電流指令I1を演算する。さ
らに、これらの一次角周波数ω1*、交流電流指令I1等を
用いて、電流制御手段７０及び交流電流指令発生手段８
０で、電流制御、交流電圧指令演算などの各処理を実行
し、ＰＷＭ信号発生手段９０からＰＷＭ信号を出力す
る。このＰＷＭ信号に基づき駆動されるインバータ３に
より、バッテリー１の直流電圧から可変周波数、可変電
圧の３相交流電圧が形成され、三相交流電動機４のトル
クが制御される。シフトスイッチ９の前進、後退切り変
え出力により、一次周波数指令生成手段４０の出力パタ
ーン及びＰＷＭ信号発生手段９０の相回転の方向がそれ
ぞれ正，逆に制御され、車両の前進、後退が決定され
る。
【００１２】次に、図２に基づいて図１のコントローラ
５の構成を詳細に説明する。回転角速度検出手段１０
は、速度センサー６の出力ＮのＡ相，Ｂ相パルスから交
流電動機４の回転角速度ωｒ（ω＝２π・Ｎ／６０）を
検出する。トルク指令演算手段３０では、アクセル開度
演算手段３１で求められるアクセルの踏み込み量θAに
対応した量と、回転角速度検出手段１０で求められる電
動機の回転角速度ωｒを入力として、三相交流電動機４
に与えるトルク指令τｒが生成される。
５の構成を詳細に説明する。回転角速度検出手段１０
は、速度センサー６の出力ＮのＡ相，Ｂ相パルスから交
流電動機４の回転角速度ωｒ（ω＝２π・Ｎ／６０）を
検出する。トルク指令演算手段３０では、アクセル開度
演算手段３１で求められるアクセルの踏み込み量θAに
対応した量と、回転角速度検出手段１０で求められる電
動機の回転角速度ωｒを入力として、三相交流電動機４
に与えるトルク指令τｒが生成される。
【００１３】一次周波数指令生成手段４０は、オフセッ
ト演算手段４１を備えており、電動機の回転角速度ωｒ
に対して、所定のオフセットを与えた一次周波数指令ω
1を生成する。すなわち、図３に示すように、回転角速
度ωｒが零の付近（±Δωｒ、例えば±４０rpmに相当
するωｒの範囲）で一定のオフセットΔω1を与えた、
一次周波数指令ω1を生成する。このオフセットΔω
1は、図３に太線で示したように、正転方向では＋、逆
転方向では−の値として与えられる。従って、一次周波
数指令ω1は、正転方向用、逆転方向用の二つのパター
ンがあり、車両の正転，逆転を切替えるシフトスイッチ
９の出力に基づき、いずれか一方が選択される。一次周
波数指令生成手段４０は、さらに、加算器４２により、
一次周波数指令ω1のいずれか一方のパターンとすべり
角周波数ωsとの加算を実行して、図３に細線で示した
領域に相当する交流電流指令の角周波数（１次角周波
数）ω1*を求める。この詳細については、後で述べる。
ト演算手段４１を備えており、電動機の回転角速度ωｒ
に対して、所定のオフセットを与えた一次周波数指令ω
1を生成する。すなわち、図３に示すように、回転角速
度ωｒが零の付近（±Δωｒ、例えば±４０rpmに相当
するωｒの範囲）で一定のオフセットΔω1を与えた、
一次周波数指令ω1を生成する。このオフセットΔω
1は、図３に太線で示したように、正転方向では＋、逆
転方向では−の値として与えられる。従って、一次周波
数指令ω1は、正転方向用、逆転方向用の二つのパター
ンがあり、車両の正転，逆転を切替えるシフトスイッチ
９の出力に基づき、いずれか一方が選択される。一次周
波数指令生成手段４０は、さらに、加算器４２により、
一次周波数指令ω1のいずれか一方のパターンとすべり
角周波数ωsとの加算を実行して、図３に細線で示した
領域に相当する交流電流指令の角周波数（１次角周波
数）ω1*を求める。この詳細については、後で述べる。
【００１４】図２に戻って、ベクトル制御演算手段５０
は、励磁電動機指令ｉm及び電動機トルクτMを入力と
し、トルク電流指令Ｉt*を生成する。交流電流指令発生
手段８０は、交流電流指令I1や一次角周波数ω1＊に基
づいて、電流制御手段７０に対する電流指令ｉ*（ｉu
*，ｉv*，ｉw*）を発生する。電流制御手段７０は、電
流指令ｉ*及び電動機電流ｉを入力とし、電動機トルク
τMを得るための基準信号Ｅu＊，Ｅv＊，Ｅw＊を生成す
る。
は、励磁電動機指令ｉm及び電動機トルクτMを入力と
し、トルク電流指令Ｉt*を生成する。交流電流指令発生
手段８０は、交流電流指令I1や一次角周波数ω1＊に基
づいて、電流制御手段７０に対する電流指令ｉ*（ｉu
*，ｉv*，ｉw*）を発生する。電流制御手段７０は、電
流指令ｉ*及び電動機電流ｉを入力とし、電動機トルク
τMを得るための基準信号Ｅu＊，Ｅv＊，Ｅw＊を生成す
る。
【００１５】ベクトル制御演算手段５０では、トルク指
令τｒとモータトルクτMとの偏差を加減算器５１で求
め、この偏差がＰＩ（比例＋積分）補償器で構成される
モータトルクレギュレーター５２，リミッター５３を通
してトルク電流指令Ｉt*に変換される。
令τｒとモータトルクτMとの偏差を加減算器５１で求
め、この偏差がＰＩ（比例＋積分）補償器で構成される
モータトルクレギュレーター５２，リミッター５３を通
してトルク電流指令Ｉt*に変換される。
【００１６】ここで電動機トルクτMは、電流センサ７
ａ，７ｂ，７ｃから検出されたｉu，ｉv，ｉwをｄ−ｑ
変換して得られたトルク電流Ｉt，励磁電流Ｉmを使っ
て、次式により求める。 τM＝（３／２）・Ｐ・（Ｍ2／Ｍ＋１2）・Ｉm・Ｉt ………………式１ ただし、Ｐ：極数 Ｍ：励磁インダクタンス １2：２次漏れインダクタンス 次に、ベクトル制御演算手段５０の加算器５４におい
て、トルク電流指令Ｉt＊と励磁電流指令Ｉm＊に基づい
て、交流電流指令I1を演算する。
ａ，７ｂ，７ｃから検出されたｉu，ｉv，ｉwをｄ−ｑ
変換して得られたトルク電流Ｉt，励磁電流Ｉmを使っ
て、次式により求める。 τM＝（３／２）・Ｐ・（Ｍ2／Ｍ＋１2）・Ｉm・Ｉt ………………式１ ただし、Ｐ：極数 Ｍ：励磁インダクタンス １2：２次漏れインダクタンス 次に、ベクトル制御演算手段５０の加算器５４におい
て、トルク電流指令Ｉt＊と励磁電流指令Ｉm＊に基づい
て、交流電流指令I1を演算する。
【００１７】交流電流指令発生手段８０の磁束パターン
発生器８２Ｇでは、回転角速度検出手段１０を経由して
得られる回転角速度ωｒに対応して、電動機４の２次回
路に発生すべき磁束φR*を生成する。磁束パターン発生
器８２Ｇでは、交流電動機４の回転角速度が基底速度以
下では一定に、基底速度以上は回転角速度に反比例した
磁束パターンを発生する。乗算器８１０において、磁束
φR*に次式２の負荷率αを乗じて２次磁束指令φ*が求
められる。 α＝Ｉt*／Ｉt0 …………………………………………………………式２ ただし、Ｉt0：定格のトルク電流 次に、加減算器８２０により、２次磁束指令φ*と、交
流電動機４の２次回路に発生している２次磁束を２次磁
束推定器８４０により次式３で推定したφ2との偏差を
求め、これをＰＩ補償器８３０の出力として、励磁電流
指令Ｉm*を発生する。 φ2＝（Ｍ・Ｉm*）／（１＋Ｔ2・ｓ）…………………………………式３ ただし、Ｔ2（＝（Ｍ＋１2）／ｒ2）：２次時定数 ｒ2：２次抵抗 以上のようにして得られたトルク電流指令Ｉt*及び励磁
電流指令Ｉm*を使って、次式(４)，(５)を実行する演算
器８０Ｂ及び演算器８０Ｃにより、それぞれすべり角周
波数ωs，位相θ1が求められる。 ωs＝Ｋs・（Ｉt*／Ｉm*）………………………………………………式４ ただし、Ｋs＝ｒ2／（Ｍ＋１2） θ1＝tan-1（Ｉt*／Ｉm*）……………………………………… 式５ 交流電流指令の角周波数（１次角周波数）ω1*は、前に
述べたように一次周波数指令生成手段４０の加算器４２
により、すべり角周波数ωsとオフセットを含む１次周
波数指令ω1とを加算して求められる。交流電流指令の
瞬時位相は、１次角周波数ω1*の積分を積分器８２Ｄで
実行することにより求められる。
発生器８２Ｇでは、回転角速度検出手段１０を経由して
得られる回転角速度ωｒに対応して、電動機４の２次回
路に発生すべき磁束φR*を生成する。磁束パターン発生
器８２Ｇでは、交流電動機４の回転角速度が基底速度以
下では一定に、基底速度以上は回転角速度に反比例した
磁束パターンを発生する。乗算器８１０において、磁束
φR*に次式２の負荷率αを乗じて２次磁束指令φ*が求
められる。 α＝Ｉt*／Ｉt0 …………………………………………………………式２ ただし、Ｉt0：定格のトルク電流 次に、加減算器８２０により、２次磁束指令φ*と、交
流電動機４の２次回路に発生している２次磁束を２次磁
束推定器８４０により次式３で推定したφ2との偏差を
求め、これをＰＩ補償器８３０の出力として、励磁電流
指令Ｉm*を発生する。 φ2＝（Ｍ・Ｉm*）／（１＋Ｔ2・ｓ）…………………………………式３ ただし、Ｔ2（＝（Ｍ＋１2）／ｒ2）：２次時定数 ｒ2：２次抵抗 以上のようにして得られたトルク電流指令Ｉt*及び励磁
電流指令Ｉm*を使って、次式(４)，(５)を実行する演算
器８０Ｂ及び演算器８０Ｃにより、それぞれすべり角周
波数ωs，位相θ1が求められる。 ωs＝Ｋs・（Ｉt*／Ｉm*）………………………………………………式４ ただし、Ｋs＝ｒ2／（Ｍ＋１2） θ1＝tan-1（Ｉt*／Ｉm*）……………………………………… 式５ 交流電流指令の角周波数（１次角周波数）ω1*は、前に
述べたように一次周波数指令生成手段４０の加算器４２
により、すべり角周波数ωsとオフセットを含む１次周
波数指令ω1とを加算して求められる。交流電流指令の
瞬時位相は、１次角周波数ω1*の積分を積分器８２Ｄで
実行することにより求められる。
【００１８】交流電流指令の位相は、上記瞬時位相と位
相θ1とを加算器８０Ｄで加算して求め、該交流電流指
令Ｉ1の大きさは加算器５４の演算により求められる。
電流指令発生器８０Ａでは、これらの値に基づいて図４
（ａ）に示すような、三相の交流電流指令ｉu*，ｉv*，
ｉw*を発生する。
相θ1とを加算器８０Ｄで加算して求め、該交流電流指
令Ｉ1の大きさは加算器５４の演算により求められる。
電流指令発生器８０Ａでは、これらの値に基づいて図４
（ａ）に示すような、三相の交流電流指令ｉu*，ｉv*，
ｉw*を発生する。
【００１９】電流制御手段７０では、これらの交流電流
指令（ｉu*，ｉv*，ｉw*）に３相の交流電流ｉu，ｉv，
ｉwが追従するように、加減算器７４０，７５０，７６
０及びＰＩ補償器７１０，７２０，７３０よって、ＰＷ
Ｍ信号を発生するための基準信号Ｅu*，Ｅv*，Ｅw*を発
生する。
指令（ｉu*，ｉv*，ｉw*）に３相の交流電流ｉu，ｉv，
ｉwが追従するように、加減算器７４０，７５０，７６
０及びＰＩ補償器７１０，７２０，７３０よって、ＰＷ
Ｍ信号を発生するための基準信号Ｅu*，Ｅv*，Ｅw*を発
生する。
【００２０】ＰＷＭ信号発生手段９０では、基準信号
（Ｅu＊，Ｅv＊，Ｅw＊）と三角波を比較して図４
（ｂ）に示すような、ＰＷＭ信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを求
め、このＰＷＭ信号を基にＰＷＭインバータ３のアーム
を構成する６個パワー素子のゲート信号を形成する。
（Ｅu＊，Ｅv＊，Ｅw＊）と三角波を比較して図４
（ｂ）に示すような、ＰＷＭ信号Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを求
め、このＰＷＭ信号を基にＰＷＭインバータ３のアーム
を構成する６個パワー素子のゲート信号を形成する。
【００２１】本発明によれば、一次周波数指令ω1が、
アクセル開度零に相当する電動機速度零の前後付近でオ
フセットΔω1を含んでいる。このΔω1はコントローラ
や速度センサが起動時に受ける可能性のあるノイズの幅
Δｓより大きい値が必要である。しかし、あまり大きい
と起動時の運転に不快感を与える。従って、数ＨZ程
度、例えば２ＨZ程度が望ましい。これによって、ノイ
ズの影響を受けにくい、正確な制御が可能となり、正
転，逆転の誤動作がなくなる。
アクセル開度零に相当する電動機速度零の前後付近でオ
フセットΔω1を含んでいる。このΔω1はコントローラ
や速度センサが起動時に受ける可能性のあるノイズの幅
Δｓより大きい値が必要である。しかし、あまり大きい
と起動時の運転に不快感を与える。従って、数ＨZ程
度、例えば２ＨZ程度が望ましい。これによって、ノイ
ズの影響を受けにくい、正確な制御が可能となり、正
転，逆転の誤動作がなくなる。
【００２２】本発明の効果を図５で説明する。図におい
て（Ａ）は起動時のアクセル踏み込み量と時間の関係を
示す。このアクセル踏み込み量に対応して、従来は
（Ｂ）に示すような一次周波数指令ω1が生成されてい
た。この一次周波数指令ω1は、外部からのノイズの影
響を受けて変動する場合がある。その結果、たとえば前
進しようとしているにもかかわらず、一次周波数指令ω
1が負側になってしまい制御が不安定になるということ
があった。
て（Ａ）は起動時のアクセル踏み込み量と時間の関係を
示す。このアクセル踏み込み量に対応して、従来は
（Ｂ）に示すような一次周波数指令ω1が生成されてい
た。この一次周波数指令ω1は、外部からのノイズの影
響を受けて変動する場合がある。その結果、たとえば前
進しようとしているにもかかわらず、一次周波数指令ω
1が負側になってしまい制御が不安定になるということ
があった。
【００２３】本発明によれば、（Ｃ）に示すように、一
次周波数指令ω1に数ＨZのオフセットΔω1が予め付与
されている。そのため、起動時にノイズが発生しても、
一次周波数指令ω1の方向が正逆、逆転することはない
ので、ノイズの影響によって上記のような問題が生じる
ことはない。
次周波数指令ω1に数ＨZのオフセットΔω1が予め付与
されている。そのため、起動時にノイズが発生しても、
一次周波数指令ω1の方向が正逆、逆転することはない
ので、ノイズの影響によって上記のような問題が生じる
ことはない。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、電気車の起動時に、ノ
イズの影響による誤動作のない安全な制御ができる。
イズの影響による誤動作のない安全な制御ができる。
【図１】本発明の一実施例のなる電気車の制御装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の電気車の制御装置におけるコントローラ
の構成を示す図である。
の構成を示す図である。
【図３】電動機回転速度と一次周波数指令の関係を説明
する図である。
する図である。
【図４】ＰＷＭ信号発生手段の動作説明図である。
【図５】アクセル踏み込み量と一次周波数指令の関係を
示す図である。
示す図である。
１…バッテリー、２…主コンタクタ、３…インバータ、
４…電動機、５…コントローラ、６…速度センサ、７…
電流検出器、８…アクセルスイッチ、９…シフトスイッ
チ、１０…回転速度検出回路、３０…トルク指令演算手
段、４０…一次周波数指令生成手段、５０…ベクトル制
御演算手段、７０…電流制御手段、８０…交流電流指令
発生手段、９０…ＰＷＭ信号発生手段
４…電動機、５…コントローラ、６…速度センサ、７…
電流検出器、８…アクセルスイッチ、９…シフトスイッ
チ、１０…回転速度検出回路、３０…トルク指令演算手
段、４０…一次周波数指令生成手段、５０…ベクトル制
御演算手段、７０…電流制御手段、８０…交流電流指令
発生手段、９０…ＰＷＭ信号発生手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松平 信紀 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所自動車機器事業部内 (72)発明者 山田 博之 茨城県勝田市大字高場字鹿島谷津2477番地 ３ 日立オートモティブエンジニアリング 株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】バッテリーの直流電源を可変電圧、可変周
波数の交流電源に変換するインバータと、車両駆動用の
三相交流電動機と、該三相交流電動機の電流及び回転速
度を検出する電流センサ及び速度センサと、アクセル開
度に応じて該三相交流電動機のトルク指令を決定するト
ルク指令演算手段と、前記トルク指令及び前記速度セン
サの出力に基づいて該三相交流電動機の電流を制御する
ための三相交流電流指令を発生する交流電流指令発生手
段と、前記三相交流電流指令と前記三相交流電動機に流
れる電流とに基づいて前記インバータを制御する信号を
発生するＰＷＭ信号発生手段とを有する電気車の制御装
置において、 前記速度センサの出力を一次周波数指令に変換して前記
交流電流指令発生手段に与える一次周波数指令発生手段
を備え、該一次周波数指令発生手段は、前記速度センサ
の出力が零の付近において所定のオフセット値を有する
特性に基づいて前記一次周波数指令を生成するように構
成されていることを特徴とする電気車の制御装置。 - 【請求項２】バッテリーの直流電源を可変電圧、可変周
波数の交流電源に変換するインバータと、車両駆動用の
三相交流電動機と、該三相交流電動機の回転方向を正，
逆に切替えるシフトスイッチと、該三相交流電動機の電
流及び回転速度を検出する電流センサ及び速度センサ
と、アクセル開度に応じて該三相交流電動機のトルク指
令を決定するトルク指令演算手段と、前記トルク指令及
び前記電流センサの出力に基づいて該三相交流電動機の
巻線に流れる相電流を制御するための三相交流電流指令
を発生する交流電流指令発生手段と、前記三相交流電流
指令と前記三相交流電動機の巻線に流れる相電流とに基
づいて前記インバータのゲートに印加する信号を発生す
るＰＷＭ信号発生手段とを有する電気車の制御装置にお
いて、 前記速度センサの出力を一次周波数指令に変換して前記
交流電流指令発生手段に与える一次周波数指令発生手段
を備え、該一次周波数指令発生手段は、前記速度センサ
の出力が零の付近において、前記シフトスイッチの出力
に基づき、進行方向に応じて各々純方向の所定のオフセ
ット値を与えて前記一次周波数指令を生成するように構
成されていることを特徴とする電気車の制御装置。 - 【請求項３】請求項１または２において、前記オフセッ
ト値は、ノイズの影響を排除するに足りる大きさである
ことを特徴とする電気車の制御装置。 - 【請求項４】請求項１または２において、前記一次周波
数指令生成手段は、オフセット演算手段と加算器とを備
えており、 前記オフセット演算手段は、電動機の回転角速度ωｒに
対して、回転角速度ωｒが零の付近において、正転方向
では＋、逆転方向では−のそれぞれ所定のオフセットΔ
ω1が与えられた正転方向及び逆転方向用の二つの一次
周波数指令パターンを備え、車両の正転，逆転を切替え
るシフトスイッチの出力に基づき、いずれか一方を選択
して一次周波数指令ω1を生成し、 前記加算器により、前記一次周波数指令ω1と前記交流
電流指令発生手段で演算されたすべり角周波数ωsとの
加算を実行して、交流電流指令の角周波数ω1*を求める
ことを特徴とする電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126198A JPH089507A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 電気車用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6126198A JPH089507A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 電気車用制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH089507A true JPH089507A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=14929138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6126198A Pending JPH089507A (ja) | 1994-06-08 | 1994-06-08 | 電気車用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH089507A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003009600A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電気車制御装置 |
-
1994
- 1994-06-08 JP JP6126198A patent/JPH089507A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003009600A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電気車制御装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950015169B1 (ko) | 유도전동기식 전기차의 제어장치 | |
| JP3289567B2 (ja) | インバータ内部蓄電手段の放電装置 | |
| US6906492B2 (en) | Motor abnormality detection apparatus and electric power steering control system | |
| US5701066A (en) | Control system for an induction motor | |
| JP3701207B2 (ja) | モータ制御装置及びそれを用いた電動車両 | |
| EP2953261B1 (en) | Synchronous motor control device for electric automobile | |
| US9473059B2 (en) | Control apparatus for AC motor | |
| US5661380A (en) | Method and apparatus for operating an electric vehicle drive system during periods of sensor malfunction | |
| US9413281B2 (en) | Apparatus for controlling AC motor | |
| EP2566046B1 (en) | Motor control apparatus | |
| US9093936B2 (en) | Control apparatus for AC motor | |
| US9590551B2 (en) | Control apparatus for AC motor | |
| US9120388B2 (en) | Rotating electrical machine drive system | |
| US6377017B2 (en) | Control device for alternating current motor | |
| CN108667368B (zh) | 车辆及其控制方法 | |
| EP1583217B1 (en) | Motor drive-controlling device and electric power-steering device | |
| JP2007228700A (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2017139926A (ja) | 駆動装置 | |
| JP3240888B2 (ja) | モータ制御装置、モータ制御方法、およびそれを用いた電気車 | |
| JP2010178444A (ja) | 回転電機制御システム | |
| JP2017093218A (ja) | 交流電動機の制御システム | |
| JP3241252B2 (ja) | 交流モータ制御装置 | |
| JPH089507A (ja) | 電気車用制御装置 | |
| JP2008067565A (ja) | 電動モータの制御方法、モータ制御装置及びこれを用いた電動パワーステアリング装置 | |
| JP3341799B2 (ja) | 電気自動車の制御装置 |