JPH09261999A - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
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- JPH09261999A JPH09261999A JP8062226A JP6222696A JPH09261999A JP H09261999 A JPH09261999 A JP H09261999A JP 8062226 A JP8062226 A JP 8062226A JP 6222696 A JP6222696 A JP 6222696A JP H09261999 A JPH09261999 A JP H09261999A
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Abstract
乗り心地のよい起動制御を行なう電気車制御装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 誘導電動機IMの磁束が立ち上がってい
ない状態からトルクをかけるための磁束指令値Φ* に対
し、誘導電動機IMの二次時定数で決まる一次遅れをも
つ実磁束推定値Φを実磁束推定部2で演算する。この実
磁束推定値Φと乗り心地を考慮したトルク指令値T* と
により、トルク電流指令値発生部5は、トルク電流指令
値Iq * を、すべり周波数演算部6は、すべり周波数ω
s を演算する。
Description
する。
方式として従来のすべり周波数制御の他、ベクトル制御
についても検討がなされている。誘導電動機をベクトル
制御で駆動する場合、起動時には、磁束は磁束電流の立
ち上がりに対して誘導電動機の二次時定数できまる一次
遅れで立ち上がるため、磁束が完全に立ち上がってから
トルク指令値を与えないと実トルクが磁束の立ち上がり
と同様に一次遅れで立ち上がりトルクが正確に制御でき
ない。その結果起動時にトルクが誘導電動機の二次時定
数で変動するため、特に電気車においては乗り心地が悪
くなるという課題がある。
与えて磁束の立ち上がり時定数に応じて磁束電流を徐々
に減少させて定常的な値にする磁束のフォーシング制御
方法や、磁束が完全に立ち上がるのを待ってトルク指令
値を立ち上げる方法がある。
フォーシング制御において、実際に流せる電流は限られ
ているので完全に磁束の立ち上がり時定数を0にするこ
とは不可能で場合によっては制御が不安定になるという
問題もある。
指令値を立ち上げる方法は、一般に磁束が完全に立ち上
がるまでの時間は1秒程度あるため、この間誘導電動機
を起動することができないという問題が生じていた。
ためになされたもので、誘導電動機を起動する時の起動
時間を短縮するとともに、乗り心地の良い起動制御を行
なう電気車制御装置を提供することを目的とする。
ために、請求項1に記載の発明は、直流電力を交流電力
に変換する電力変換装置の交流出力側に接続された誘導
電動機と、この誘導電動機の磁束が立ち上がっていない
状態から誘導電動機にトルクをかけるための磁束指令値
を発生する磁束指令値発生部と、磁束指令値から磁束電
流指令値を演算する磁束電流指令値演算部と、磁束指令
値から誘導電動機の実磁束を推定する実磁束推定部と、
実磁束とトルク指令値とからトルク電流指令値を演算す
るトルク電流指令値演算部と、実磁束とトルク指令値と
からすべり周波数を演算するすべり周波数演算部と、磁
束電流指令値とトルク電流指令値とすべり周波数とに基
づいて電力変換装置の出力電圧指令値を出力する電圧指
令値演算部とを有してなる。
の発明において、実磁束推定部は、磁束指令値に対し誘
導電動機の回路定数で定まる一次遅れをもつものとして
実磁束を推定することを特徴とする。
求項2に記載の発明において、実磁束が立上ってから所
定時間経過後に定比率で上昇するトルク指令値を出力す
るトルク指令値発生部を有してなる。
求項2に記載の発明において、トルク指令値を出力する
トルク指令値発生部を有し、トルク指令値を時間と共に
上昇させ、上昇率を時間と共に増加させることを特徴と
する。
流指令値とすべり周波数をこの推定した実磁束を用いて
演算することにより、正確なトルク制御が行なえると共
に、トルク指令値を上昇させることにより乗り心地の良
い起動制御を行なうことができる。
して詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態を示す
電気車制御装置の構成図である。パンタグラフPANよ
り給電された直流電力は電力変換装置(以下、インバー
タという。)INVにて交流電力に変換され、誘導電動
機(以下、モータという。)IMに供給される。インバ
ータINVを制御する制御装置は以下の通り構成され
る。
時の磁束、弱め磁束等の磁束指令値Φ* を発生する。実
磁束推定部2は、磁束指令値発生部1より出力された磁
束指令値Φ* から実磁束推定値Φを磁束指令値Φ* の一
次遅れとして出力する。トルク指令値発生部3は、乗り
心地を考慮したトルク指令値T* を出力する。磁束電流
指令値演算部4は、磁束指令値Φ* から磁束電流指令値
Id * を演算する。トルク電流指令値発生部5は、トル
ク指令値T* と実磁束推定値Φとからトルク電流指令値
Iq * を演算する。すべり周波数演算部6は、トルク指
令値T* と実磁束推定値Φとからすべり周波数ωs を演
算する。電圧指令値演算部7は、インバータINVから
出力され、センサSiで検出される実電流Iu ,Iv ,
Iw が磁束電流指令値Id * とトルク電流指令値Iq *
に従うように、又すべり周波数ωs とセンサSで検出さ
れた回転周波数ωr とで定まるインバータ周波数を発生
するような電圧指令値Vu * ,Vv * ,Vw * を演算す
る。このような制御装置により、インバータINVは電
圧指令値Vu * ,Vv * ,Vw * に従った相電圧を発生
しモータIMに出力する。
再回生時の様にインバータINVが停止状態でモータI
Mに磁束が立ち上がっていない状態からモータIMにト
ルクをかける時、必要な磁束指令値Φ* を発生する。す
ると磁束電流指令値演算部4は磁束指令値Φ* によって
定まる磁束電流指令値Id * を演算して出力する。又実
磁束推定部2は、磁束指令値Φ* から実磁束推定値Φを
演算する。ここで、磁束は磁束電流の立上りに対してモ
ータIMの回路定数(二次時定数)で決まる一次遅れで
立上るため、磁束電流指令値演算部4から出力された磁
束指令値Id *に基づいて制御しても、磁束指令値Φ*
に対して実磁束は一次遅れで立上ることになる。そこで
本実施の形態では、実磁束推定部2において、あらかじ
め磁束指令値Φ* に対して一次遅れを作用させて推定し
た実磁束推定値Φを演算する。
を考慮してあらかじめ定めた立ち上げ関数に従ってトル
ク指令値T* を発生する。そしてトルク電流指令値演算
部5は、実磁束推定部2から出力された実磁束推定値Φ
とトルク指令値発生部3から出力されたトルク指令値T
* とからトルク電流指令値Iq * を演算する。このよう
にトルク電流指令値演算部5では磁束指令値Φ* ではな
く実磁束推定値Φに基づいてトルク電流指令値Iq * を
演算するため、立上りトルクを正確に制御することがで
きる。
とトルク指令値T* とからすべり周波数ωs を演算す
る。電圧指令値演算部7は、インバータINVから出力
され、センサSiで検出される実電流Iu ,Iv ,Iw
が磁束電流指令値Id * とトルク電流指令値Iq *に従
うように、又すべり周波数ωs とセンサSで検出された
回転周波数ωr とで定まるインバータ周波数を発生する
ような電圧指令値Vu * ,Vv * ,Vw * を演算する。
このような制御装置により、インバータINVは電圧指
令値Vu * ,Vv * ,Vw * に従った相電圧を発生しモ
ータIMに出力する。
磁束が立ち上がっていない状態からモータIMにトルク
を発生させる時にも、実磁束推定部2で推定された実磁
束推定値Φに基づいてトルク電流指令値Iq * 、すべり
周波数ωs を演算するので、トルク指令値通りのトルク
を発生させることが可能となる。又乗り心地を考慮した
トルク指令値をトルク指令値発生部3から発生させるこ
とにより乗り心地の良い起動制御を行なうことができ
る。
2、図3を用いて説明する。図1に示したトルク指令値
発生部3では、乗り心地を考慮したトルク指令値T* と
して例えば図2(b)に示すパターンをあらかじめ設定
しておきトルク指令値T* を発生する。ここで図2
(a)は磁束指令値発生部1が出力する磁束指令値Φ*
と実磁束推定部2が出力する実磁束推定値Φであり、図
2(b)はトルク指令値発生部3が出力するトルク指令
値T* の各パターンである。
Φ* が立上がってから、時間t1 秒(例えば 100ms程
度)後に一定の上昇率で上昇させる。トルク電流指令値
Iq * はトルク電流指令値演算部5で演算されるが、具
体的にはトルク指令値T* を実磁束推定値Φで割算して
求められる。従ってモータIMが急に一定のトルクを出
そうとすると、実磁束推定値Φが小さいときは大きなト
ルク電流Iq * が必要となる。しかし本実施の形態のよ
うにトルク指令値T*を0から上昇させることにより、
実磁束推定値Φが立ち上がっていないときはトルク指令
値が0であるので大きなトルク電流Iq * を必要とせ
ず、さらにトルク指令値T* の立ち上がりをゆっくりと
することにより乗り心地のよい起動を行なうことができ
る。
のように、乗り心地を考慮してトルク指令値T* を初め
ゆっくり後に早く上昇させるようにしてもよい。従って
実磁束推定値Φが充分立ち上がっていないときはトルク
指令値T* を小さくさせ、その後実磁束推定値Φが立ち
上がってきてからトルク指令値T* を大きくさせるので
トルク電流指令値Iq * は大きくならずにすみ、かつト
ルクが急激に変化しないので乗り心地のよい起動を行な
うことができる。
導電動機の起動時間を短縮するとともに、乗り心地の良
い起動制御を行なう電気車制御装置を提供することがで
きる。
成図である。
ク指令値パターンを示す図である。
ク指令値の他のパターンを示す図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 直流電力を交流電力に変換する電力変換
装置の交流出力側に接続された誘導電動機と、 この誘導電動機の磁束が立ち上がっていない状態から前
記誘導電動機にトルクをかけるための磁束指令値を発生
する磁束指令値発生部と、 前記磁束指令値から磁束電流指令値を演算する磁束電流
指令値演算部と、 前記磁束指令値から前記誘導電動機の実磁束を推定する
実磁束推定部と、 前記実磁束とトルク指令値とからトルク電流指令値を演
算するトルク電流指令値演算部と、 前記実磁束と前記トルク指令値とからすべり周波数を演
算するすべり周波数演算部と、 前記磁束電流指令値と前記トルク電流指令値と前記すべ
り周波数とに基づいて前記電力変換装置の出力電圧指令
値を出力する電圧指令値演算部とを有する電気車制御装
置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電気車制御装置におい
て、前記実磁束推定部は、前記磁束指令値に対し前記誘
導電動機の回路定数で定まる一次遅れをもつものとして
前記実磁束を推定することを特徴とする電気車制御装
置。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の電気車制
御装置において、 前記実磁束が立上ってから所定時間経過後に定比率で上
昇する前記トルク指令値を出力するトルク指令値発生部
を有する電気車制御装置。 - 【請求項4】 請求項1又は請求項2に記載の電気車制
御装置において、 前記トルク指令値を出力するトルク指令値発生部を有
し、前記トルク指令値を時間と共に上昇させ、上昇率を
時間と共に増加させる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 |
---|---|---|---|
JP06222696A JP3678374B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06222696A JP3678374B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 電気車制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09261999A true JPH09261999A (ja) | 1997-10-03 |
JP3678374B2 JP3678374B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=13194041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP06222696A Expired - Lifetime JP3678374B2 (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3678374B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6275000B1 (en) | 2000-05-25 | 2001-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of controlling an induction motor and apparatus for carrying out the same |
JP2008187794A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Hitachi Ltd | 電動機制御システム、シリーズハイブリッド車両、電動機制御装置、及び電動機制御方法 |
JP2013188074A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Nissan Motor Co Ltd | 誘導モータの制御装置および制御方法 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP06222696A patent/JP3678374B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6275000B1 (en) | 2000-05-25 | 2001-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of controlling an induction motor and apparatus for carrying out the same |
JP2008187794A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Hitachi Ltd | 電動機制御システム、シリーズハイブリッド車両、電動機制御装置、及び電動機制御方法 |
JP4486654B2 (ja) * | 2007-01-29 | 2010-06-23 | 株式会社日立製作所 | 電動機制御システム、シリーズハイブリッド車両、電動機制御装置、及び電動機制御方法 |
JP2013188074A (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-19 | Nissan Motor Co Ltd | 誘導モータの制御装置および制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3678374B2 (ja) | 2005-08-03 |
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