JPS59136005A - 電気車用制動制御装置 - Google Patents
電気車用制動制御装置Info
- Publication number
- JPS59136005A JPS59136005A JP895183A JP895183A JPS59136005A JP S59136005 A JPS59136005 A JP S59136005A JP 895183 A JP895183 A JP 895183A JP 895183 A JP895183 A JP 895183A JP S59136005 A JPS59136005 A JP S59136005A
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- JP
- Japan
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- current
- inverter
- circuit
- output
- voltage
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- Granted
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION 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
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/10—Electrical machine types
- B60L2220/12—Induction machines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、可変電圧・可変周波数インバータ（以下単
にインバータと呼ぶ）で誘導電動機（以下ＩＭと呼ぶ）
の速度制御を行うことによって駆動される電気車の制御
方法に関する。
にインバータと呼ぶ）で誘導電動機（以下ＩＭと呼ぶ）
の速度制御を行うことによって駆動される電気車の制御
方法に関する。
インバータでＩＭを制御して電気車を駆動するにあたり
、インバータの出力周波数すなわちＩＭの回転界磁周波
数をｆＩ？ｆｆ、ＩＭの回転周波数を島。
、インバータの出力周波数すなわちＩＭの回転界磁周波
数をｆＩ？ｆｆ、ＩＭの回転周波数を島。
すべり周波数をｆ８とすると
〃
カ行時は
ｆＩＮｖ ＝＝ ｆ 十 ｆＢ
・・・・・・・・・（ハ回生時は ｆ□ＮＶ ＝ ” Ｓ ・・・・・・・・
・（２）として、一定のすべり周波数制御を行うと同時
にインバータの出力電圧■の大きさと出力周波数ｆ工Ｎ
Ｖとの比Ｖ／ｆＩＮＶ が一定となるように出力電圧Ｖ
を制御し、ＩＭの出力トルクＴを一定とする。
・・・・・・・・・（ハ回生時は ｆ□ＮＶ ＝ ” Ｓ ・・・・・・・・
・（２）として、一定のすべり周波数制御を行うと同時
にインバータの出力電圧■の大きさと出力周波数ｆ工Ｎ
Ｖとの比Ｖ／ｆＩＮＶ が一定となるように出力電圧Ｖ
を制御し、ＩＭの出力トルクＴを一定とする。
第１図にＩＭを１次側から見た等節回路を示す。
第１図において、すはインバータ出力電圧すなわ転子電
流、〒８は励磁電流、ｒ、は固定子巻線抵抗、Ｘ、は固
定子巻線リアクタンス、ｒｊは回転子巻線リアクタンス
、ＸＪは励磁リアクタンス、Ｓけすべりでｆ８とｆｒＮ
Ｖとの比ｆ８／ｆアＮ’Ｖ で表わせる。
流、〒８は励磁電流、ｒ、は固定子巻線抵抗、Ｘ、は固
定子巻線リアクタンス、ｒｊは回転子巻線リアクタンス
、ＸＪは励磁リアクタンス、Ｓけすべりでｆ８とｆｒＮ
Ｖとの比ｆ８／ｆアＮ’Ｖ で表わせる。
ＩＭの出力トルクＴと各部の電圧、電流２周波数との関
係は、すべり周波数ｆ８の小さい範囲で次の（３）〜（
６）式で表わすことができる。
係は、すべり周波数ｆ８の小さい範囲で次の（３）〜（
６）式で表わすことができる。
Φ＝ Ｋ、 工ｅ ・・・・・・・
・・（６）ただし、６：回転界磁束、 Ｋ／ −Ｋ３ ：定数、１ｖｌ＝ｖである。
・・（６）ただし、６：回転界磁束、 Ｋ／ −Ｋ３ ：定数、１ｖｌ＝ｖである。
また、第１図中の各部の電圧、電流のベクトル図を第２
図に示す。第１図から分るよう＊ ＜ｓ）式は固定子巻
線抵抗ｒ１が無視できる程度に小さいため導出できるも
のである。ｖ／ｆ、Ｎｖを一定にするとｉ８は大きさが
（３）式で示される値で÷より９５＄＜ ４ｒねた一定
電流となる。よって（４１）式よりＩ ｉＲｌ＝ｌ Ｉ
Ｍ Ｉ８ ｌ °°゛叫−（７１となるので
、ＩＩＭＩを一定に制御すれば、１Ｉｎｌは一定となり
、ｖ／ｆ工ＮＶが一定であるので（３）式より出力トル
クＴは一定とできる。以上まとめると。
図に示す。第１図から分るよう＊ ＜ｓ）式は固定子巻
線抵抗ｒ１が無視できる程度に小さいため導出できるも
のである。ｖ／ｆ、Ｎｖを一定にするとｉ８は大きさが
（３）式で示される値で÷より９５＄＜ ４ｒねた一定
電流となる。よって（４１）式よりＩ ｉＲｌ＝ｌ Ｉ
Ｍ Ｉ８ ｌ °°゛叫−（７１となるので
、ＩＩＭＩを一定に制御すれば、１Ｉｎｌは一定となり
、ｖ／ｆ工ＮＶが一定であるので（３）式より出力トル
クＴは一定とできる。以上まとめると。
Ｖ／ｆｌＮＶを一定とし、１〒Ｍ１が一定となるよう忙
ｆ８を補正するトルク一定制御方式が電気車用インバー
タ制御方式としては一般的忙行われている。
ｆ８を補正するトルク一定制御方式が電気車用インバー
タ制御方式としては一般的忙行われている。
第３図はインバータとＩＭの回路構成の一例を示す。図
においてｌは直流電源、コはしゃ断器、３はフィルタリ
アクトル、りはフィルタコンデンサ、ｊはインバータ主
回路、６はＩＭ、７はＩＭの回転周波数ｆＲを検出する
ための回転周波数センサ、ざはＩＭの入力電流ＩＭを検
出するためのｋＯＣＴ、 ９は出力トルクＴが指令値Ｔ
“となるようにｆＲと工、に基づいてインバータ出力電
圧÷と出力周波数ｆｚｕｖを決定し、インバータ主回路
Ｓのサイリスタ等の可制御整流素子に点弧信号を与える
制御回路である。
においてｌは直流電源、コはしゃ断器、３はフィルタリ
アクトル、りはフィルタコンデンサ、ｊはインバータ主
回路、６はＩＭ、７はＩＭの回転周波数ｆＲを検出する
ための回転周波数センサ、ざはＩＭの入力電流ＩＭを検
出するためのｋＯＣＴ、 ９は出力トルクＴが指令値Ｔ
“となるようにｆＲと工、に基づいてインバータ出力電
圧÷と出力周波数ｆｚｕｖを決定し、インバータ主回路
Ｓのサイリスタ等の可制御整流素子に点弧信号を与える
制御回路である。
この制御回路９の一例を第グ図忙詳しく示す。
図中、ｉｏはトルク指令値Ｔ＊より電流ノくターンＩｐ
を決定する電流パターン回路、／／は電流ノ（ターンＩ
Ｐよりすべり周波数パターンｆｌｌｌＰを決定するすべ
り周波数パターン回路、１２は電流）くターンＩＰとＪ
Ｍ入力電流ＩＭの大きさＩＩＭＩ とを比較して増巾す
る比較増巾回路、／３はすべり周波数パターンｆ８Ｐと
比較増巾回路／：ｌの出力Δｆ８とを加算してすべり周
波数ｆｓを決定する加算器、／ｑ力 はＩＭ回転周波数ｆＲとすべり周波数ｆｓをカ行、回生
側に加減算してインバータ出力周波数ｆ１１ｉＶを決定
する加減算器、／３はＶ ／ を一定時性を得るために
インバータ出力周波数ｆＩＮＶに比例したインバータ出
力電圧パターンデを決定する増巾回路、１６はｆＸＮＶ
とＶ＊よりインバータ主回路３の可制御整流素子の点弧
信号を発生する変調回路である。
を決定する電流パターン回路、／／は電流ノ（ターンＩ
Ｐよりすべり周波数パターンｆｌｌｌＰを決定するすべ
り周波数パターン回路、１２は電流）くターンＩＰとＪ
Ｍ入力電流ＩＭの大きさＩＩＭＩ とを比較して増巾す
る比較増巾回路、／３はすべり周波数パターンｆ８Ｐと
比較増巾回路／：ｌの出力Δｆ８とを加算してすべり周
波数ｆｓを決定する加算器、／ｑ力 はＩＭ回転周波数ｆＲとすべり周波数ｆｓをカ行、回生
側に加減算してインバータ出力周波数ｆ１１ｉＶを決定
する加減算器、／３はＶ ／ を一定時性を得るために
インバータ出力周波数ｆＩＮＶに比例したインバータ出
力電圧パターンデを決定する増巾回路、１６はｆＸＮＶ
とＶ＊よりインバータ主回路３の可制御整流素子の点弧
信号を発生する変調回路である。
さて、ここで回生制動において、回生負荷がないなどの
理由によりインバータの電源電圧が過電圧となることが
ある。過電圧になると、インノ（−タおよびＩＭに影響
を与え、絶縁破壊を起す可能性がある。そのため通常、
しゃ断器コを開放してインバータ主回路３を止めなけれ
ばならない。
理由によりインバータの電源電圧が過電圧となることが
ある。過電圧になると、インノ（−タおよびＩＭに影響
を与え、絶縁破壊を起す可能性がある。そのため通常、
しゃ断器コを開放してインバータ主回路３を止めなけれ
ばならない。
この発明は、第３図に示したＩＭ単一駆動の場合と図示
しないＩＭ並列駆動の場合についてなされたもので、イ
ンバータの電源電圧が過電圧になると、すみやかに電源
電圧を低下させる電気車制御方法を提供することを目的
としたものである。
しないＩＭ並列駆動の場合についてなされたもので、イ
ンバータの電源電圧が過電圧になると、すみやかに電源
電圧を低下させる電気車制御方法を提供することを目的
としたものである。
第３図はこの発明の一実施例である制御回路９Ａの一部
を示す。
を示す。
図において、ｌりは電源電圧と過電圧セット値の偏差演
算回路で、電源電圧Ｖ＝が上記セット値以上になると電
流パターン回路１０においてトルク指令値ＴＩより得ら
れる電流パターンｒｐｚから偏差演算回路／りのＶ出力
ｒｖを減算器／ざで引きさり、電流パターンＩＰ＝ Ｉ
Ｐ、 −ｒｖを減少させる。
算回路で、電源電圧Ｖ＝が上記セット値以上になると電
流パターン回路１０においてトルク指令値ＴＩより得ら
れる電流パターンｒｐｚから偏差演算回路／りのＶ出力
ｒｖを減算器／ざで引きさり、電流パターンＩＰ＝ Ｉ
Ｐ、 −ｒｖを減少させる。
これにより、すべり周波数が減少し、次の（ｇ）式から
回転子電流ＩＲが減少し、（り）式より、ＩＭ入力電流
ｌＩＭｌを減少させることができる。
回転子電流ＩＲが減少し、（り）式より、ＩＭ入力電流
ｌＩＭｌを減少させることができる。
ＩＩＲＩ ＝に＊ ａｌΦ１・ｆ８ ・・・・・
・・・・＜ｇ＞ただし、Ｋ２：定数である。
・・・・＜ｇ＞ただし、Ｋ２：定数である。
ＩＭ入力電流１九１が減少することにより、電源電圧Ｖ
Ｅを下げることができ、インバータ主回路およびＩＭを
保誇することが可能となる。つまり、もし過電圧になっ
たときも、第３図中のしゃ断５−２を開放せずに、イン
バータ主回路３を動作させることができ、高効率な回生
特性を得ることができる。
Ｅを下げることができ、インバータ主回路およびＩＭを
保誇することが可能となる。つまり、もし過電圧になっ
たときも、第３図中のしゃ断５−２を開放せずに、イン
バータ主回路３を動作させることができ、高効率な回生
特性を得ることができる。
この電流パターンのしぼりこみ目標値は、最終的にはＩ
Ｐ／ ＩＶの値をＩＭの励磁電流に相当する′ｔＩｓ
＊でしぼりこむのである。つまり、励磁電流相当量以上
しぼりこむとトルクＴが負となり、回生トルクが生ぜず
従って回生ブレーキがきかなくなるため、このしぼりこ
み間の回生効率が下がることになる。
Ｐ／ ＩＶの値をＩＭの励磁電流に相当する′ｔＩｓ
＊でしぼりこむのである。つまり、励磁電流相当量以上
しぼりこむとトルクＴが負となり、回生トルクが生ぜず
従って回生ブレーキがきかなくなるため、このしぼりこ
み間の回生効率が下がることになる。
また、ＩＭが複数台並列接続されたときはそのしぼりこ
み目標値を並列接続されたＩＭの励磁電流の総和に相当
する値ＩＢ／とすれば良い。
み目標値を並列接続されたＩＭの励磁電流の総和に相当
する値ＩＢ／とすれば良い。
第６図は、電流パターンしぼりこみ方法を示す。
電源電圧Ｖｐ、が時刻ｔ、ＶＣおいてセット値をこえた
ことにより偏差演算回路／７が働き、電流パターンＩ’
Ｐをしぼりこみ始め、最終しぼりこみ値工８あるいはＩ
ｓ／までしぼりこむ。時刻を−において電源電圧ｖ８が
セット値を下回り、電流パターンを元の制御目標に戻し
ている。
ことにより偏差演算回路／７が働き、電流パターンＩ’
Ｐをしぼりこみ始め、最終しぼりこみ値工８あるいはＩ
ｓ／までしぼりこむ。時刻を−において電源電圧ｖ８が
セット値を下回り、電流パターンを元の制御目標に戻し
ている。
以上、この発明によれば、ＩＭの回生制動をいかんなく
発揮することができ、高効率な回生特性を得ることが可
能となる。
発揮することができ、高効率な回生特性を得ることが可
能となる。
第１図はＩＭの等価回路図、第２図は第１図中の各部の
電圧・電流ベクトル図、第３図はインバータをＩＭの回
路構成の一例を示す図、第７図は従来の制御回路を示す
ブロック図、第Ｓ図はこの発明を実施した制御回路一部
のブロック図、第６図はこの発明における電流パターン
しぼりこみ図である。 ９Ａは制御回路、／θ′は電流パターン回路、７２′は
比較増巾回路、／７は偏差演算回路、／ざは減算器であ
る。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 幣１図 第２図。 Φ 旭６図 ｈ ｔｚ 叶Ｍ幣３
図 ら 第４図
電圧・電流ベクトル図、第３図はインバータをＩＭの回
路構成の一例を示す図、第７図は従来の制御回路を示す
ブロック図、第Ｓ図はこの発明を実施した制御回路一部
のブロック図、第６図はこの発明における電流パターン
しぼりこみ図である。 ９Ａは制御回路、／θ′は電流パターン回路、７２′は
比較増巾回路、／７は偏差演算回路、／ざは減算器であ
る。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 幣１図 第２図。 Φ 旭６図 ｈ ｔｚ 叶Ｍ幣３
図 ら 第４図
Claims (1)
- （１）可変重圧・可変周波数インバータで誘導電動機の
速度制御を行うことによって駆動される電気車の回生制
動において、上記インバータの電源電圧が過電圧となっ
たとき、上記誘導電動機の出力電流の制御目標値を上記
誘導電動機の励磁電流に相当する大きさまでしぼりこむ
ことを特徴とした電気車制御方法。 （コ）誘導電動機が複数台並列接続さね、インバータの
電源電圧が過電圧となったとき、上記並列接続された誘
導電動機の出力電流を合算した制御目標値を、上記誘導
電動機の並列接続台数分の励磁電流に相当する大きさま
でしぼりこむことを特徴とする特￥Ｆ晴求の範囲第１項
記載の電気車制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP895183A JPS59136005A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP895183A JPS59136005A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136005A true JPS59136005A (ja) | 1984-08-04 |
| JPH0520962B2 JPH0520962B2 (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=11706974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP895183A Granted JPS59136005A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59136005A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019080419A (ja) * | 2017-10-24 | 2019-05-23 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置およびその制御方法 |
-
1983
- 1983-01-21 JP JP895183A patent/JPS59136005A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019080419A (ja) * | 2017-10-24 | 2019-05-23 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置およびその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0520962B2 (ja) | 1993-03-23 |
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