JPS5858801A - 誘導電動機式電気車の後退検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両の後退検知の一手段であり、特に、誘導電
動機式電気車に用いるに好適な電動機逆転検知方式に関
する。

電気車が坂道発進をするとき、ブレーキをゆるめてから
マスコンを投入するまでの時間が長いと坂を下ってしで
う。従来の直流電動機式電気車の場合には、逆回転して
いる時に電圧が印加されると、通常の起動時と同等かあ
るいはそれ以上のトルクを発生して起動することが可能
である。

しかし、誘導電動機式電気車の場合には１、プラギング
状態となり、通常の起動時の１／２〜１／３のトルクし
か発生できなくなシ、そのままでは起動できない。

このため、車輪あるいはモータ軸が進行方向と逆に回転
していることを検出し、ブレーキをかける、あるいは、
起動トルクを増加させる等の坂道発進制御を行う必要が
ある。

このための逆回転検出の方法としては、従来がら二相パ
ルス発生器をモータ軸に取付ける方法等が知られている
。これは歯のついた円板を回転軸端に取付け、歯に対応
したノくルスを発生するノくルス発生器を２個設け、こ
・め２個のノ（へ゛ス発生器出力の位相が互いに９０°
異なるようにとておくものである。このようにすると円
板の回転方向によりいずれのパルスの位相が９０°・進
んでいるかが決まるので、両パルス発生器出力の位相関
係を調べることによシ回転方向を判別することができる
。

この回転方向判別信号と、マスコンの指令する前後進指
令信号とを比較すれば、坂道を進行方向と逆に落下中で
あることが判断でき、坂道発進制御を行うことができる
。

しかし、このような方法では、回転軸（主としてモータ
軸）に２個のパルス発生器を取付けなければならず、ま
た、これら、、の出力信号の位相関係から回転方向を判
別する論理回路が必要であり回路が複雑になるという欠
点がある。

本考案の目的は、回転方向判別用のパルス発生器等を用
いることなぐ、誘導電動機の逆回転状態を検出する方法
を提供するにある。

本発明の特徴は、誘導電動機自身の内部インピーダンス
を測定判断し、逆転状態であることを検出する。

以下、本発明の一実施例について図により説明する。第
１図は誘導電動機をインノ；−夕で制御する回路構成を
示す。直流電源１の直流電圧をインバータ２により三相
交流電圧に変換し誘導電動機３を付勢する。この三相交
流電圧は可変電圧可変周波数とする必要があるのでイン
バータ２は例えばパルス幅変調方式を用いるとする。三
相交流の電圧および周波数は変調器４により制御される
。

この変調器には周波数制御人力５と電圧制御入力６があ
り、それぞれ独立に制御することができる。

また、電圧リミッタ人カフは、出力電圧を制限子るもの
であり、′に圧制御人力６と電圧リミッタ人カフのいず
れか低い方により出力電圧が決められ　　　　　　、：
るものである。

誘導電動機３にはパルス発生器８が取付けられており、
ロータの回転周波数に見合った周波数パルスを発生する
。誘導電動機がトルクを出すためには「すべり」が必要
であるから、インバータ周波数ｆ１はこのロータ周波数
ｆｒにすべり周波数ｆ泡を加えた値（力行時）に制御す
る必要がある。

尚、回生制動時にはｆｌ＝ｆｒ−ｆ、とするが、これら
を精度高く行うためにマイクロコンピュータ等を用いた
ディジタル式周波数制御回路９を用いるのが普通である
。また車両用誘導電動機の場合はトルクを一定に制御す
るのが好ましいので、すべり周波数を一定に保つと共に
モータ電流を一定に制御するのが一般的である。このた
め、電流指令値Ｉ、とモータ電流Ｉ、とを突合わせ、偏
差信号を電圧制御人力６として変調器４に与える。

これらの周波数制御ループおよび電流制御ループにより
、誘導電動機３は一定のトルクを発生して回転し、それ
に伴って周波数が上昇して自動加速する。

このように制御すると、インバータ出力電圧が周波数に
比例して上昇するいわゆるＶ／ｆ一定時性となることが
知られている。（例えばＡ、Ｂ。

Ｐｌｕｎｋｅｔｔ他”　Ｉｎｖｅｒｔｅｒ−Ｉｎｄｕｃ
ｔｉｏｎ　ＭｏｔｏｒＤｒｉｖｅ　ｆｏｒ　’ｌ’ｒａ
ｎｓｉｔ　Ｃａｒｓ　１ｌＩＥＥＥ、　Ｔｒａｎｓ。

ＩＡ−１３，Ｎｏ　ｌ　）　　ところが車輪が空転する
などして速度が急変する過渡的状態においてこの関係が
保たれなくなる場合かあり、その時のために電圧リミッ
タを設けである。すなわち周波数に比例した電圧指令ｖ
Ｐをｆ−Ｖ変換器１２から発生させ、それとモータ電圧
を突合わせ、その偏差かマイナスになった場合には電圧
制限人カフを与えて電圧制限を行ない、過渡的状態にお
いても、常に、Ｖ／ｆ一定の関係を維持するようにした
ものである。

定常状態において、すべり周波数を一定に保ちながら定
電流制御するとＶ／ｆが一定になることは、第２図の等
何回路から次のように説明される。

第２図の全体のインピーダンスＺは（１）式のようにす
べり周波数ｆ８は一定であるから、このインピーダンス
Ｚは周波数ｆに対して第３図（イ）のように変化する。

このような電動機を定電流制御するのであるから、モー
タ電圧は周波数に対して第３図（ロ）のように変化し、
Ｖ／ｆ一定となる。したがって、パターン発生回路１０
から第３図（ハ）のようなパターン電圧を発生させ、こ
れと実際のモータ電圧とを比較器１１で比較しておけば
、通常はモータ電圧の方が太いのであるから、比較器１
１の出力はゼロとなる。

ところで、このような制御装置において、坂道発進など
の場合に車両が進行方向と逆に進行した場合を考える。

パルス発生器８には方向性がないので列車速度に比例し
た周波数のパルスを発生する。〔第３図に）〕インバー
タ周波数は、これにすべり周波数ｆ−を加えた値である
ので、第３図（ホ）のようになる。ところが実際のすべ
り周波数はロータが逆転しているのであるから第３図ｆ
、／のようになって、通常のすベシ周波数よりはるかに
大きくなってしまう。このため、インピーダンスＺは、
第２図（１）２ 式より分るとおり、２次抵抗Ｓ　が小さくなるので、同
じ周波数の正方向回転の場合に比べて小さくなり、第３
図（イ′）のような特性になる。したがって、定電流制
御を行なっているのであるから、モータ電圧ＶＭは第３
図（口′）のようになる。

パターン発生器１０は速度の関数としてパターン電圧を
出すから、第３図（ハ）のように対象的であり、このた
め、比較器１１の入力は逆転領域においては、モータ電
圧（口′）よりパターン電圧（ハ）の方が大きくなり、
比較器１１の出力は”■”となる。

すなわち、通常は比較器１１の出力はゼロであるから、
これが“１“になったことにより、後退していることを
検知できることになる。

本発明によれば、パルス発生器を複数個設ける必要がな
く、また複雑な位相弁別回路を設ける必要もないので装
置が簡単になると共に信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
誘導電動機の一相分の等何回路、第３図は本発明の方式
の原理図である。 ２・・・インバータ、３・・・誘導電動機、４・・・変
調器、８・・・パルス発生器、９・・・周波数制御回路
、１２・・・周波数−電圧変換器、１０・・・パターン
発生器、１１・・・比較器。 第１　目

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　直流電源より供給される直流電圧を、可変周波数
   の交流可変電圧に変換するインバータ、このインバータ
   の出力によって付勢される車両駆動用の誘導電動機、こ
   の誘導電動機の軸に連結されたパルス発生器、このパル
   ス発生器の出力周波数にすべり周波数を加減算する周波
   数制御回路、この周波数制御回路の出力に応じた電圧に
   変換する同波数−電圧変換器、前記インバータの周波数
   および出力電圧を制御する変調器４を備えた車両用誘導
   電動機制御装置において、前記周波数−電圧変換器の出
   力電圧を受け、所定の速度関数電圧を発生するパターン
   発生器、このパターン発生器の出力電圧と前記誘導電動
   機の電圧の検出電圧とを比較する比較器を設け、この比
   較器の出力にょシ前記誘導電動機が付勢方向と逆方向に
   回転していることを検出することを特徴とする誘導電動
   機式電気車の後退検出方式。