JPS59136007A - 電気車制御装置 - Google Patents
電気車制御装置Info
- Publication number
- JPS59136007A JPS59136007A JP58012040A JP1204083A JPS59136007A JP S59136007 A JPS59136007 A JP S59136007A JP 58012040 A JP58012040 A JP 58012040A JP 1204083 A JP1204083 A JP 1204083A JP S59136007 A JPS59136007 A JP S59136007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- inverter
- pulses
- speed range
- electric vehicle
- 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
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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
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
-
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
-
- 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
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (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】
本発明は可変電圧・可変周波数インバータにより電気車
駆動用の誘導電動機を駆動する電気車制御装置に関する
。
駆動用の誘導電動機を駆動する電気車制御装置に関する
。
車載用インバータは、通常、第１図に示すような回路で
構成される。第１図において、（１）は架線、（２）は
集電器、（３）は断流器、（４）はフィルタリアクトル
、（５）はフィルタコンデンサ、（６）〜αυはサイリ
スク、（２）〜ａηはダイオードである。
構成される。第１図において、（１）は架線、（２）は
集電器、（３）は断流器、（４）はフィルタリアクトル
、（５）はフィルタコンデンサ、（６）〜αυはサイリ
スク、（２）〜ａηはダイオードである。
上記構成において、各サイリスタ（６）〜０υの導通非
導通を調整することにより、種々のパルス状電圧を三相
誘導電動機ｏ樽に印加する。
導通を調整することにより、種々のパルス状電圧を三相
誘導電動機ｏ樽に印加する。
インバータが三相誘導電動機のＵ−Ｖ相間に印加する電
圧波形の一例を第２図に示す。インバータ出力電圧の半
周期がｎ個のパルスで構成されるとき、この状態をｎパ
ルスモードと呼ぶと、第２図は８パルスモードである。
圧波形の一例を第２図に示す。インバータ出力電圧の半
周期がｎ個のパルスで構成されるとき、この状態をｎパ
ルスモードと呼ぶと、第２図は８パルスモードである。
第２図（ａ）において、ｏ呻はＵ相変調波、勾はＶ相変
調波、ＱｐはＷ相変調波、りは搬送波である。各相の変
調波＜ＩＩ−０１）と搬送波に）とを比較することによ
り、得られた各相のゲート信号を第２図（ｂ） （ｃ）
（ｄ）に示す。
調波、ＱｐはＷ相変調波、りは搬送波である。各相の変
調波＜ＩＩ−０１）と搬送波に）とを比較することによ
り、得られた各相のゲート信号を第２図（ｂ） （ｃ）
（ｄ）に示す。
各相のゲート信号の高位は、上側のサイリスタ（６）〜
（８）の導通状態を表わし、低位は下側のサイリスタ（
９）〜Ｑυの導通状′態を表わす。第２図（ｅ）はＵ−
Ｖ間の出力波形を示す。なお、後述の各相間のパルスモ
ードは搬送波に）と変調波（１１〜０υとの周波数比を
変えることによって切換える。さらに、パルス巾は搬送
波に）と変調波Ｈ〜Ｑｐとの波高値比を変えることによ
って調整できる。
（８）の導通状態を表わし、低位は下側のサイリスタ（
９）〜Ｑυの導通状′態を表わす。第２図（ｅ）はＵ−
Ｖ間の出力波形を示す。なお、後述の各相間のパルスモ
ードは搬送波に）と変調波（１１〜０υとの周波数比を
変えることによって切換える。さらに、パルス巾は搬送
波に）と変調波Ｈ〜Ｑｐとの波高値比を変えることによ
って調整できる。
パルスモードすなわちインバータ出力電圧の半周期に含
まれるパルス数は、 で表わされる。なお、上式において変調周波数は搬送波
（２）の周波数である。インバータ周波数は変調波ｍ〜
Ｑ］）の周波数である。
まれるパルス数は、 で表わされる。なお、上式において変調周波数は搬送波
（２）の周波数である。インバータ周波数は変調波ｍ〜
Ｑ］）の周波数である。
電気車の起動時においては、インバータ周波数は低いの
で、電源側に流出する高調波をフィルタリアクトル（４
）とフィルタコンデンサ（５）で取り除くのは困難であ
る。そのため、多数のパルスでインバータの出力波形を
構成して高調波の発生を避けるようにされている。一方
、高速時においては、インバータ周波数が高いので、高
調波はフィルタリアクトル（４）とフィルタコンデンサ
（５）で容易に除去される。また、変調１周波数は、主
回路スイッチング素子のスイッチング時間の制約で上限
が存在するため、高速時にはインバータ出力電圧を構成
するパルス数を少なくする。以上のような理由からイン
バータ周波数の増減すなわち電気車の加減速にともなっ
てパルスモードを変化させる。
で、電源側に流出する高調波をフィルタリアクトル（４
）とフィルタコンデンサ（５）で取り除くのは困難であ
る。そのため、多数のパルスでインバータの出力波形を
構成して高調波の発生を避けるようにされている。一方
、高速時においては、インバータ周波数が高いので、高
調波はフィルタリアクトル（４）とフィルタコンデンサ
（５）で容易に除去される。また、変調１周波数は、主
回路スイッチング素子のスイッチング時間の制約で上限
が存在するため、高速時にはインバータ出力電圧を構成
するパルス数を少なくする。以上のような理由からイン
バータ周波数の増減すなわち電気車の加減速にともなっ
てパルスモードを変化させる。
第８図は、従来のインバータパルスモード遷移図の一例
である。図において、インバーター波数がθ〜１８田に
相当する車両の速度域では４５パルス、１８〜２８出で
は２７パルスというように順次設定する。
である。図において、インバーター波数がθ〜１８田に
相当する車両の速度域では４５パルス、１８〜２８出で
は２７パルスというように順次設定する。
インバータ周波数及び車両速度とパルスモードとの関係
は、架線電圧２乗車率等によって変化する。
は、架線電圧２乗車率等によって変化する。
パルスモードの切り換えは、インバータ周波数ｆｌＮＶ
をそれぞれのパルスモード切り換え周波数１〜ｆａ）と
比較することにより行う。例えば、第８図において、２
７パルスモードでカ行中に、インバータ周波数が２８田
になると、パルスモードを１５パルスモードに切り換え
る。
をそれぞれのパルスモード切り換え周波数１〜ｆａ）と
比較することにより行う。例えば、第８図において、２
７パルスモードでカ行中に、インバータ周波数が２８田
になると、パルスモードを１５パルスモードに切り換え
る。
従来、このパルスモード切り換え周波数は固定としてい
たので、自動列車運転装置から定速運転指令が出た時、
あるいは推進運転時にインバータ周波数が一定となり、
高い変調周波数で連続運転を行う可能性があった。その
ため、 （１） サイリスクに急激な電圧が印加するのを防止
するスナバ回路。
たので、自動列車運転装置から定速運転指令が出た時、
あるいは推進運転時にインバータ周波数が一定となり、
高い変調周波数で連続運転を行う可能性があった。その
ため、 （１） サイリスクに急激な電圧が印加するのを防止
するスナバ回路。
（２） サイリスタを導通状態から非導通状態にする
ための転流回路。
ための転流回路。
（３） サイリスタのかわりにゲート・ターン・オフ
・サイリスタ（ＧＴＯ）を用いる場合に、ＧＴＯの導通
・非導通状態を制御するゲート回路。
・サイリスタ（ＧＴＯ）を用いる場合に、ＧＴＯの導通
・非導通状態を制御するゲート回路。
等を熱容量的に大きく設計する必要があった。
本発明は上記に鑑みてなされたもので、高い変調周波数
での連続運転を回避することによって、インバータの構
成部品の熱的負担を軽減し、装置の小形化を図ることが
できる電気車制御装置を提供する。
での連続運転を回避することによって、インバータの構
成部品の熱的負担を軽減し、装置の小形化を図ることが
できる電気車制御装置を提供する。
以下、図について説明する。第４図において、（至）は
定速運転判定器で、インバータ周波数ｆｌＮＶの変化が
８０秒間に５庵以内の時は、定速運転になったと判定し
て出力電圧が高位になる。その結果、インバータ周波数
ｆｌＮＶがＡＮ、Ｄ回路（ハ）を通ってパルスモード切
り換え器（２）に入力される。パルスモード切り換え器
（ハ）は、インバータ周波数ｆｌＮＶが１１〜１８Ｈｚ
、 １８〜２８Ｈｚ 、 ８８〜８８Ｈｚ 、 ４９
〜５２Ｈｚの時には、パルスモードを４６→２７ 、２
７→１５ 、１５→９，５→８に切り換える信号を変調
回路（ホ）に出力する。そして、変調回路（ハ）によっ
てそれぞれのパルスモードに応じたゲート信号を得る。
定速運転判定器で、インバータ周波数ｆｌＮＶの変化が
８０秒間に５庵以内の時は、定速運転になったと判定し
て出力電圧が高位になる。その結果、インバータ周波数
ｆｌＮＶがＡＮ、Ｄ回路（ハ）を通ってパルスモード切
り換え器（２）に入力される。パルスモード切り換え器
（ハ）は、インバータ周波数ｆｌＮＶが１１〜１８Ｈｚ
、 １８〜２８Ｈｚ 、 ８８〜８８Ｈｚ 、 ４９
〜５２Ｈｚの時には、パルスモードを４６→２７ 、２
７→１５ 、１５→９，５→８に切り換える信号を変調
回路（ホ）に出力する。そして、変調回路（ハ）によっ
てそれぞれのパルスモードに応じたゲート信号を得る。
第６図は、本発明の一実施例におけるインバータパルス
モード遷移図である。図において実線はインバータの出
力周波数の時間に対する変化率が所定の値以上の時のパ
ルスモード遷移を示す。定速時すなわち、インバータの
出力周波数の時間に対する変化率が所定の値以下になっ
たときにインバータ周波数が図中矢印（→）の範囲内に
ある時は、パルスモードが電気車の高速側に対応したパ
ルスモードに切り換わる。すなわち、定速時におけるパ
ルスモード遷移は、第６図の破線となる。
モード遷移図である。図において実線はインバータの出
力周波数の時間に対する変化率が所定の値以上の時のパ
ルスモード遷移を示す。定速時すなわち、インバータの
出力周波数の時間に対する変化率が所定の値以下になっ
たときにインバータ周波数が図中矢印（→）の範囲内に
ある時は、パルスモードが電気車の高速側に対応したパ
ルスモードに切り換わる。すなわち、定速時におけるパ
ルスモード遷移は、第６図の破線となる。
なお、上記実施例では定速時のインバータ周波数を判定
してパルスモードの切り換えを行なったが、定速時にパ
ルスモード切り換え周波数（ｆｌ。
してパルスモードの切り換えを行なったが、定速時にパ
ルスモード切り換え周波数（ｆｌ。
ｈ、 ｉｓ、 ｆ４． ｆｓ、ｆ６）を（ｆｌｔ 、
ｆｓ５ ｂｔ・ｆ４．ｆｓ。
ｆｓ５ ｂｔ・ｆ４．ｆｓ。
ｆｓ ）に変更することによっても、上記実施例と同様
の効果を奏する。
の効果を奏する。
また、定速運転時には、加速力を必要とせず、走行抵抗
に相当するモータ電流を供給すればよい。
に相当するモータ電流を供給すればよい。
それ故、定速運転になったことを検知し、適切な変調周
波数にすると同時に、モータ電流を低くして、安定な定
速運転を実現する。
波数にすると同時に、モータ電流を低くして、安定な定
速運転を実現する。
この発明によると、定速運転時に高斐調周波数での連続
運転を回避することができるので、スナバ回路・ＧＴＯ
のゲート回路・サイリスタの転流回路等の各構成部品を
熱容量的に小さく設計することができる。すなわち、小
形軽量で安価なインバータを用いて電気車を制御するこ
とができる。
運転を回避することができるので、スナバ回路・ＧＴＯ
のゲート回路・サイリスタの転流回路等の各構成部品を
熱容量的に小さく設計することができる。すなわち、小
形軽量で安価なインバータを用いて電気車を制御するこ
とができる。
第１図はインバータの回路構成図、第２図は従来のイン
バータの変調方式による各部の波形を示す説明図で、（
ａ）は各相の変調波と搬送波、（ｂ）はＵ相のゲート信
号、（ｃ）はＶ相のゲート信号、（ｄ）はＷ相のゲート
信号、（ｅ）はＵ−Ｖ相間の出カ電圧波形テアル。第８
図は従来のインバータのパルスモード遷移図、第４図は
本発明の一実施例を示す制御回路の構成図、第５図は第
４図によるパルスモード遷移図である。 図ニオいて、に）は定速運転判定器、（２）はパルスモ
ード切り換え器、に）は変調回路で°ある。 代理人 葛野信−
バータの変調方式による各部の波形を示す説明図で、（
ａ）は各相の変調波と搬送波、（ｂ）はＵ相のゲート信
号、（ｃ）はＶ相のゲート信号、（ｄ）はＷ相のゲート
信号、（ｅ）はＵ−Ｖ相間の出カ電圧波形テアル。第８
図は従来のインバータのパルスモード遷移図、第４図は
本発明の一実施例を示す制御回路の構成図、第５図は第
４図によるパルスモード遷移図である。 図ニオいて、に）は定速運転判定器、（２）はパルスモ
ード切り換え器、に）は変調回路で°ある。 代理人 葛野信−
Claims (2)
- （１）可変電圧・可変周波数インバータの出力周波数と
この周波数の半周期中に含まれるパルス数とから変調周
波数を決定し、パルス巾変調によって上記インバータを
制御して電気車駆動用の誘導電動機を駆動するものにお
いて、上記電気車の速度域を複数個に分割して、上記電
気車の速度が高くなるに従って上記各速度域に対応した
パルス数が上記各速度域ごとに所定の関係で少なくなる
ようにし、上記速度域の所定の区域にあって所定のパル
ス数で上記インバータが制御されているとき、上記変調
周波数が所定の値を超え、上記出力周波数の時間に対す
る変化率が所定の値以下になったとき、上記パルス数を
上記電気車の高速度側に対応した上記パルス数に切り換
えることを特徴とする電気車制御装置。 - （２）可変電圧・可変周波数インバータの出力周波数と
この周波数の半周期中に含まれるノくルス数とから変調
周波数を決定し、パルス巾変調によって上記インバータ
を制御して電気車駆動用の誘導電動機を駆動するものに
おいて、上記電気車の速度域を複数個に分割して、上記
電気車の速度が高（なるに従って上記各速度域に対応し
た）−ｅルス数が上記各速度域ごとに所定の関係で少な
くなるようにし、上記速度域の所定の区域にあって所定
のノ（ルス数で上記インバータが制御されているとき、
上記変調周波数が所定の値を超え、上記出力周波数の時
間に対する変化率が所定の値以下になったとき、上記パ
ルス数を上記電気車の高速度側に対応した上記パルス数
に切り換えて上記変調周波数を低くするとともに、上記
誘導電動機の電流を所定の値まで低くすることを特徴と
する電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58012040A JPS59136007A (ja) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | 電気車制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58012040A JPS59136007A (ja) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | 電気車制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136007A true JPS59136007A (ja) | 1984-08-04 |
Family
ID=11794482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58012040A Pending JPS59136007A (ja) | 1983-01-25 | 1983-01-25 | 電気車制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59136007A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014195391A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP2015006063A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置及び電気車制御システム |
-
1983
- 1983-01-25 JP JP58012040A patent/JPS59136007A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014195391A (ja) * | 2013-03-01 | 2014-10-09 | Toshiba Corp | 電気車制御装置 |
| JP2015006063A (ja) * | 2013-06-20 | 2015-01-08 | 株式会社東芝 | 電気車制御装置及び電気車制御システム |
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