JPS59113702A - 誘導電動機式電気車の制御装置 - Google Patents

誘導電動機式電気車の制御装置

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JPS59113702A
JPS59113702A JP57221881A JP22188182A JPS59113702A JP S59113702 A JPS59113702 A JP S59113702A JP 57221881 A JP57221881 A JP 57221881A JP 22188182 A JP22188182 A JP 22188182A JP S59113702 A JPS59113702 A JP S59113702A
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Japan
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frequency
slip
induction motor
idling
power supply
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JP57221881A
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Mutsuhiro Terunuma
睦弘 照沼
Masahiko Ibamoto
正彦 射場本
Tokunosuke Tanamachi
棚町 徳之助
Shigetoshi Okamatsu
茂俊 岡松
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • 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
    • 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
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    • B60L2220/10Electrical machine types
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    • 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
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Transportation (AREA)
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  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Multiple Motors (AREA)

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】 〔発明の対象〕 本発明は車両用誘導電動機の制御装置に係り、特に誘導
電動機駆動電気車における再粘着制御装置に関する。
〔従来技術〕
車両駆動用誘導電動機の制御は一般に第1図に示すよう
に行われる。すなわち、車輪1を駆動する誘導電動機(
以下、これをモータと略称する)2と車輪5を駆動する
モータ6は可変周波数の交流電源3により付勢される。
この交流電源3としては架線電圧の種類によりサイクロ
コンノく1夕又はインバータ(以下、これらを総称して
単にインバータという)が用いられるが、いずれにして
も出力電圧および周波数を変えられる構造になっている
通常はモータのトルり特性を直流直巻電動機、特にチョ
ッパ制御された場合のそれと合Aりせるように、すべり
周波数を一定に保ちさらに電圧対周波数比を一定に保つ
ように制御される。
このために一般にはモータ2,6の軸に直結して速度発
電機又はパルスジェネレータ(以下、これらを総称して
単に)(ルスジエネレータという)4.7を取や付け、
これらの出力周波数を検出し、比較器8で、カ行時は低
い周波数、回生時は高い周波数の方を基準周波数!8と
して採用する。このfnにすべり周波数f、を加算(力
行)あるいは減算(回生)して、インノ(−夕3の動作
周波数fとしている。ところが、この方法では車輪が空
転した場住、非空転側のモータの出力周波数でインバー
タ3を制御するだけで、積極的にモータのトルクを減少
させる手段をとらないので、空転を抑制できず大空転に
まで至ってしまう。また非空転側の車輪もモータがトル
クを発生し続けるため空転を生じやすい状態となってお
り、非空転の車輪も空転を生じると全軸空転となってし
まう。
このような欠点をなくすため、パルスジェネレータ出力
周波数の検出時に、モータの加速度およびその時間変化
率を求め、加速度またはその時間変化率が所定のリミッ
タ値を越えた場合空転と検知し、検知信号よりすべり周
波数を強制的に減少させ、再粘着を容易させる制御方式
が提案されている。この方式は車両駆動方式として有効
ではあるが、次のような問題点がある。
速度検出や加速度検出の精度を考慮すれば、リミッタ値
は通常の加速度よりも少なくとも50%以上高く設定さ
れるため(通常加速度α=3Km/h / sとすると
リミット値= 5−/ h / s以上)、空転検知に
遅れが生じ、円滑な栴粘着制御が期待できず、所定の加
速度を得られなくなる。また電車の編成を考えると、回
生ブレーキのかけ始めなどに付随車(いわゆるT車)か
ら押される場合があり、この時の衝撃で誤まって空転検
知行ってしまう。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、粘着
性能の優れた車両用誘導電動機の制御装置を提供するに
ある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するだめ、本発明は電車の車輪径にばら
つきがあることに着目し、電車の惰行中の各車輪のパル
スジェネレータ出力周波数の順位とカ行、回生中のパル
スジェネレータ出力周波数の順位を比較して車輪の空転
を検知し、まだ各ノくシスジェネレータ出力周波数間の
速度差を求めて同様に車輪の空転を検知して、空転が生
じるとすべり周波数を強制的に減少させるようにしたこ
とを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
第2図は本発明の一実施例に係るインノく一夕制御誘導
屯動機駆動方式を示す概略構成図である。
第1図と同一のものには同一番号を付している。
ここで説明の繁雑さを避けるためモータ2と6の特性は
同一とする。また車輪1の車輪径が車輪5の車輪径より
大きい場合について以下説明する。
パルスジェネレータ4,7はそれぞルモータ2゜6に直
結されており、その出力周波数f+、f2は周波数制御
部9に一定のサンプリング周期で取り込まれ、走行条件
によりfl、f2のどちらかが基準周波数f、とじて採
用され、第1図と同様fRにすべり周波数f、を加算(
力行)あるいは減算(回生)シ、インバータ動作周波数
fとしてインバータ3に与えられる。周波数制御部9は
各パルスジェネレータ出力周波数を取り込んでft。
f2を計算するが、この時電車の惰行中にft と12
の大小を判定し順位を決め記憶しておく。カ行、回生中
にもflとf2の大小を判定し順位を決める。また常に
J’l とf2との速度差を算出する。カ行、回生中の
順位が惰行中の順位と同じならば、空転が生じていない
と判断してパターン絞り出力DSは零にする。走行中に
車輪1が空転を生じると、パルスジェネレータ4の出方
周波数ftは急上昇し、パルスジェネレータ7の出方周
波数f2を越えた時点で、惰行中の順位と異なるので空
転と見なし、パターン絞り出力DSが出力され、すべり
周波数指令値fspとの減算のため、すべり周波数f、
は急激に減少される。したがってモータの出力トルクが
減少し容易に再粘着される。この制御でのモータのトル
ク特性は第3図に示すようになっている。すなわちモー
タ2,6が各々トルク曲&TのA点、B点で制御されて
いる場合に車輪1に空転が生じると、出力周波数f1が
f2を越えたB点で空転を検知するので、空転速度が小
さい範囲で容易に再粘着可能なので、大きな加速度で1
庇車を運転できる。
周波数制御部9の構成と空転検知時の動作について第4
図を用いて説明する。すなわちパルスジェネレータ4.
7の出力周波数fr、fmをF−D変換器10で変換し
一定のサンプリング周期でマイクロコンピュータ(以下
マイコンと略称する)16に取り込む。この取り込まれ
た値から周波数演算部11でf+ 、fxを演算して、
基準周波数選択部12で走行条件でf+、f2のどちら
かが基準周波数fRで採用される。すべり周波数パター
ンfg pはマイコン16内のパターン発生部15から
出力され、パターン絞り出力DSとの差をとってすべり
周波数18となる。f、とf8を加算(力行)、減算(
回生)し、D−F変換器14で周波数に変換し、インバ
ータ3に与えると共に、空転を検知する周波数演算部1
1の出力8LPで、パターン絞り回路13の出力DSを
制御して、すべり周波数18の制御を行っている。
第3図において車輪5が空転した場合には、出力周波数
f2の速度が点線で示す矢印の方向に髄、上昇する。し
かし、flとf2の順位は変わらないことになる。この
場合には各パルスジェネレータの出力周波数の差を常に
検出しておくことが有効となる。すなわち車輪5が空転
し、出力周波数f2が急上昇しても、fx と12との
差が所定のリミッタ値より大きくなったら空転と判断シ
フ、空転検出信号SLPを出力させるようにする。
以上のような処理を行うマイコンの流れ図は第5図のよ
うになる。
以上説明した本発明の実施例によれば空転が生じると直
ちに空転を検出し、すべり周波数を減少させるので、空
転速度は低く抑えられ再粘着が容易となり、電気車の加
速度を高くとることができる。さらに付随車から押され
た場合には、各車輪は同時に速度が上昇するので、誤ま
った空転検知を行うことがない。なおモータが2siI
の場合について述べてきたが、通常の電車は1つの制御
装置で4〜8個のモータを駆動する。このような場合、
上記の効果は更に大きくなる。また電車について説明し
たが、電気機関車等にも応用できる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、粘着性能の優れた誘導電動機式電気車
の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来におけるインバータ制御誘導電動機駆動方
式を示す概略構成図、第2図は本発明の一実施例に係る
インバータ制御誘導電動機駆動方式を示す概略構成図、
第3図は第2図を補足説明する図、第4図は第2図に示
した周波数制御装置の具体的構成を示す図、第5図は空
転検知を行うためのプログラムの流れ図を示す図である
。 1.5・・・駆動車輪、2,6・・・誘導電動機、3・
・・交流電源、4.7・・・パルスジェネレータ、8・
・・比較器、9・・・周波数制御部、10・・・F−D
変換器、11・・・周波数演算部、12・・・基準周波
数選択部、13・・・パターン絞り回路、14・・・D
−F変換器、15・・・パターン発生部、16・・・マ
イクロコンピュータ。 代理人 弁理士 高橋明芙昌 5.ノー、゛・f い−一

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、可変周波数および可変電圧の交流を出力する交流電
    源装置と、この交流電源装置によって給電され電気車を
    推進する様数の誘導電動機と、上記電気車の各車軸の回
    転速度を検出する手段と、上記籟数の誘導電動機のすべ
    り周波数を設定する手段と、上記速度検出値と上記すべ
    り周波数とを加減算して上記交流電源装置に対する周波
    数指令を演算する演算部と、この周波数指令に応じて上
    記交流電源装置の出力周波数を制御する手段とを備えだ
    ものにおいて、上記誘導電動機の各車軸の回転速度の順
    位を比較して車輪の空転を検知し、空転検出信号を出力
    する手段、およびこの空転検出信号に応じて上記すべり
    周波数を制御することを特徴とする誘導電動機式電気車
    の制御装置。 2、特許請求の範囲第1項において、上記誘導電動機の
    各車軸の回転速度の順位を比較して車輪の空転を検知す
    る手段として、上記誘導・電動機に直結されたパルスジ
    ェネレータの出力周波数を、周波数−ディジタル変換し
    てマイクロコンピュータに入力し、電気車が惰行状態の
    上記出力周波数値の順位と電気車が駆動状態の上記出力
    周波数値の順位とが異なった時、空転状態であると判断
    して空転検知信号を出力し、この出力に応動して上記す
    べり周波数を減少させる手段を設けて成る誘導電動機式
    電気車の制御装置。 3、可変周波数および可変電圧の交流を出力する交流電
    源装置と、この交流電源装置によって給電され電気車を
    推進する複数の誘導電動機と、上記電気車の各車軸の回
    転速度を検出する手段と、上記複数の誘導電動機のすべ
    り周波数を設定する手段と、上記速度検出値と上記すべ
    り周波数とを加減算して上記交流電源装置に対する周波
    数指令を演算する演算部と、この周波数指令に応じて上
    記交流電源装置の出力周波数を制御する手段とを備えた
    ものにおいて、上記誘導電動機の各車軸の回転速度の順
    位を比較して車輪の空転を検知する手段と、上記誘導電
    動機の各車軸間の回転速度の差が予め設定されたリミッ
    タ値を上回った時、空転状態であることを検知する手段
    とを設は空転時空転検出信号を出力する手段、およびこ
    の空転検出信号に応じて上記すべり周波数を制御するこ
    とを特徴とする誘導電動機式電気車の制御装置。
JP57221881A 1982-12-20 1982-12-20 誘導電動機式電気車の制御装置 Pending JPS59113702A (ja)

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JP57221881A JPS59113702A (ja) 1982-12-20 1982-12-20 誘導電動機式電気車の制御装置

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JP57221881A JPS59113702A (ja) 1982-12-20 1982-12-20 誘導電動機式電気車の制御装置

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JPS59113702A true JPS59113702A (ja) 1984-06-30

Family

ID=16773639

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57221881A Pending JPS59113702A (ja) 1982-12-20 1982-12-20 誘導電動機式電気車の制御装置

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JP (1) JPS59113702A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62100104A (ja) * 1985-10-23 1987-05-09 Mitsubishi Electric Corp 電気車の制御方法
JP2007113977A (ja) * 2005-10-19 2007-05-10 Hara Doki Kk 多機能巻尺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62100104A (ja) * 1985-10-23 1987-05-09 Mitsubishi Electric Corp 電気車の制御方法
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