JPS59216406A - 電気車制御装置の制御方法 - Google Patents

電気車制御装置の制御方法

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JPS59216406A
JPS59216406A JP58090283A JP9028383A JPS59216406A JP S59216406 A JPS59216406 A JP S59216406A JP 58090283 A JP58090283 A JP 58090283A JP 9028383 A JP9028383 A JP 9028383A JP S59216406 A JPS59216406 A JP S59216406A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
frequency
inverters
output current
electric vehicle
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Pending
Application number
JP58090283A
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English (en)
Inventor
Ikuo Yasuoka
育雄 安岡
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59216406A publication Critical patent/JPS59216406A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/08Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency
    • 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
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は可変電圧・可変周波数インバータ(以下、Vv
VFインバータと略称する)にて誘導電動機を駆動する
電気車制御装置の制御方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
第1図は、従来の代表的なYVVFインバータにて誘導
電動機を駆動する電気車制御装置の主回路部の構成を示
すものである。図において、1は図示しない架線よシ直
流電力を受給するパンタグ2フで、該直流電力をしゃ断
器2を介してフィルタリアクトル3.フィルタコンデン
サ4で平滑し、これを複数個のスイッチング素子からな
る複数N台(図では2台)のインバータ部6.7に与え
る。この第1.第2のインバータ部6,7では、後述す
る制御部からの制御信号を基に上記直流電力を3相の交
流電力に鎚換し、2台の誘導電動機8,9.10.11
に与えてそれを駆動するようにしている。一方、5は上
記フィルタコンデンサ4の端子電圧を検出する電圧検出
器、12.13,14.15は各誘導電動機8,9,1
0.11の回転数を検出するノ4ルスジェネレータ、1
6.17は上記誘導電動4ti4B+9.io、11の
3相各相の電流を検出する電流検出器を夫々示すもので
ある。
ここで、2台のインバータ6.7はその相互間で、共通
のインバータ周波数fで位相差を60°/N=60°/
2=30°ずらして相差運転を行なわせるようにしてい
る。かようにすれば、インバータの入力電流の基本脈動
周波数は、単一インバータ時に6f→6f×2=12f
  となるので、入力側のフィルタリアクトル3および
フィルタコンデンサ4を小形化することができる。
第2図は、上述のようなVVVFインバータの制御部の
構成をブロック図にて示したものである。
図において、21は上記ノ9ルスジェネレータ12.1
3,14.15の出力信号PGI、J。
3.4を入力し、これよ多回転周波数frを算出する回
転周波数演算部であシ、カ行時は最低値、回生時は最高
値を選択する。22はマスコン指令MC1ノツチ指令お
よびブレーキ指令P/Bを与えるマスコンおよびブレー
キ弁、23はこのマスコン指令MCおよび応荷重指令V
Lを入力し、これに応じて電流指令値工、を算出する電
流指令値演算部、24は上記ノツチ指令およびブレーキ
指令P/Bを入力し、これによって力行Pまたはブレー
キBを判別するカ行・回生判別部、25は第1.第2°
の各インバータ6゜7の出力電流IMI 、 1M2の
平均値工MAVを算出する平均値演算部である。また、
26は上記電流指令値I、を入力し、これよシ基準すベ
シ周波数fa0を算出する基準すベシ周波数演算部、2
7は上記電流指令値■。と電流平均値IMAvの偏差稲
によシ補正すベシ周波数f8  を算出する補正す! ベシ周波数演算部でおる。
一方、30は上記フィルタコンデンサ4の端子電圧E、
の微分補償量Δfsを算出する微分補償器でちる。そし
て、カ行時には回転周波数f。
と基準すベシ周波数fs  と補正すベシ周波数fsl
と微分補償量Δf8とを加算し、インバータ周波数fと
する。また、回生時には回転周波数frから基準すベシ
周波数f8oと補正すペカ周波数f3、と微分補償量Δ
f8を減算し、インバータ周波数fとする。また、41
は上記フィルタコンデンサ4の端子電圧ECとインバー
タ周波数fを入力し、これよシインパータの出力電圧を
決める変調率γを算出する変調率演算部である。
さらに、51および52はインバータ周波数fと変調率
γに従ってノ9ルス幅変調を行なう界壓変調部であシ、
両者は位相差30°の相差制御を行なうものでおる。
ここで、微分補償量Δf8の意味について述べる。第3
図は、第1図の等価回路を示したものである。図におい
て、フィルタリアクトル3とフィルタコンデンサ4よシ
構成されるフィルタ回路と、誘導電動機側の励磁リアク
タンス一との間で流れようとする振動電流に対してダン
ピング要素となるものは、工法抵抗R1’と等価2次抵
抗R2/Sであシ、原理的に1次抵抗R1は大きい程、
等価2次抵抗R2/Sが小さい程ダンピング効果は大き
いが、1次抵抗R1はもともと非常に小さくまた等価2
次抵抗R,/8は通常すベシが小さいので、ダンピング
効果は期待できない。そとで、このダンピングを強化す
るために、フィルタコンデンサ4の端子電圧ECの変動
分、すなわち微分量に対してすベシ周仮数を調整して、
等価2次抵抗R2/Sを過渡的に小さくすることが考え
られている。
然乍ら、第1図に示したような2台のインバータを相差
制御するものでは、第1のイン・り−タ6の負荷である
誘導電動機8,9と、第2のインバータ7の負荷である
誘導電動機10.11の間で無効電力の授受を行ない、
各インバータの出力電流つまシ各電動機電流IMIと1
M2の振動位相が逆位相となる現象が起こり得ることが
実験的に確認されている。この場合、フィルタコンデン
サ4の端子電圧ECは殆んど変動しないので、第2図に
示した微分補償量Δf8は殆んど零となシダンピング効
果を失なう為、主回路に上記振動が発生した場合にこれ
を抑制することができず、安定な制御特性が得られない
という問題がある。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、そ
の目的は複数台のインバータを相差制御するYVVFイ
ンバータにより誘導電動機を駆動する電気車制御装置に
おいて、各インバータの出力電流の振動位相が逆位相と
なる主回路の振動現象を抑制して安定な制御特性を得る
ことが可能な電気車制御装置の制御方法が提供できる。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために本発明では、回転周波数に基
準すベシ周波数と補正すベシ周波数をカ行時は加算、回
生時は減算した値を共通のインバータ周波数とするN台
(N≧2)の可変電圧・可変周波数インバータを並列接
続構成し、各インバータ相互間で60/N度の位相差を
もたせるように運転して電気車駆動用の誘導電動機を制
御する電気車制御装置において、前記各インバータの出
力電流の微分補償量を前記共通のインバータ周波数に対
して個別にカ行時は加算、回生時は減算した値を、前記
各イン・ぐ−タのインバータ周波数として夫々得るよう
にしたことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面に示ず一実施例について説明する。
第4図は、本発明による電気車制御装置の制御部の構成
例をブロック的に示したもので、第2図と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。
つまり、第4図は第2図におけるフィルタコンデンサ4
の端子電圧ECの微分補償要素Δfsを算出する微分補
償器30を削除し、これに代えて第1.第2の各インバ
ータ6.7の出力゛電流IMI 、 IM2の夫々の微
分補償量ΔfB、rΔfs□を算出する微分補償器31
.32を設け、各インバータ周波数としては回転周波数
frに基準すベシ周波数f8゜と補正すベシ周波数fB
1を加・減算した共通のインバータ周波数に対し、微分
補償量Δf8□、Δf8□をカ行時には加算、回生時に
は減算して、個別の各インバータ周波数f1およびf2
を得るようにしている。また、41および42はフィル
タコンデンサ4の端子電圧ECと上記各インバータ周波
数f1およびf2によシ、各インバータ6お′↓び7の
出力電圧を決める変調率γ里およびγ2を算出する変調
率演算部、51および52は上記各インバータ周波数f
1およびf2と変調率γ1およびγ2に従ってパルス幅
変調を行なうPWM変調部であシ、両者は位相差30°
の相差制御を行なうものである。
次に、本発明による電気車制御装置の制御方法を述べる
。第3図にて説明したように、ダンピングを強化するた
めには、等価2次抵抗R2/Sを主回路振動分に対して
過渡的に小さくできればよい。このためには、主回路振
動分を確実に検出できる各インバータ出力電流IMIお
よびIM2の変化分に対して、すベシ周波数つまシすベ
シSを調整すればよい〇 すなわち、カ行時には第1のインバータ6の出力電流I
MIの微分補償量Δf11  を、回転周波数frと基
準すべり周波数f8oと補正すべり周波数fs1の和に
対して加算することによシ、出力電流IMIが増加しよ
うとすると等価2次抵抗R2/Sが小さくなシ、第3図
に示した励磁インダクタンスL に流れ込む電流が増加
しないように作用する。反対に、出力電流IMIが減少
しようとすると等価2次抵抗R2/Sが太きくなシ、励
磁インダクタンスL に流れ込む電流が減少しないよう
に作用する。なお、これは第2のインバータ7の出力電
流IM2についても同様である。かかる作用は、インバ
ータ出力電流つまシミ動機電流IMIおよびIM2に振
動分が重畳しても励磁インダクタンスL の電流を一定
に保とうとするものであシ、振動分を等価2次抵抗R2
/Sの過渡的変化によシ吸収するものである。
以上のように、第1および第2の各インバータ6および
7の主回路振動分を個別にとらえることによシ、インバ
ータ出力電流つまシミ動機電流IMI 、 IM2が逆
位相で振動しても、極めて大きなダンピング効果が得ら
れ、主回路の振動を抑制することができる。なお、第1
.第2のインバータ6.7は個別にダンビンダ制御を行
なうため、夫々のインバータ周波数fx−f2は微分補
償項ΔfB+Δf8  についてのみ異なる2 が、この微分補償項ΔfB、rΔf8□は定数項fBに
比べれば小さく、シかも平均的には零に近いものである
ため、インバータの相差制御特性上は何んら問題がない
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、複数台の各インバ
ータの出力電流の微分補償量を共通のインバータ周波数
に対して個別に、カ行時は加算2回生時には減算するこ
とによシ個別の各インバータ周波数を得るようにしたの
で、複数台のVVVFインバータを相差制御して誘導電
動機を駆動する゛電気車制御装置において、各インバー
タの出力電流の振動位相が逆位相になる主回路の振動現
象を抑制して安定な制御特性を得ることが可能な極めて
信頼性の高い電気車制御装置の制御方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は電気車制御装置の主回路部を示す構は本発明の
一実施例を示すブロック図である。 1・・・パンタグラフ、2・・・しゃ断器、3・・・フ
ィルタリアクトル、4・・・フィルタコンデンサ、5・
・・電圧検出器、6,7・・・インバータ部、8.9゜
10.11・・・誘導電動機、12.13.14゜15
・・・パルスジェネレータ、2ノ・・・回転周波数演算
部、22・・・マスコンおよびブレーキ弁、23・・・
電流指令値演算部、24・・・力行・回生判別部、25
・・・平均値演算部、26・・・基準すベシ周波数演算
部、27・・・補正すベシ周波数演算部、31.32・
・・微分補償器、41,42・・・変調率演算部、51
.52・・・圃菱調部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 回転周波数に基準すベシ周波数と補正すベシ周波数をカ
    行時は加算、回生時は減算した値を共通のインバータ周
    波数とするN台(N22)の可変電圧・可変周波数イン
    バータを並列接続構成し、各インバータ相互間で60/
    N度の位相差をもたせるように運転して電気車駆動用の
    誘導電動機を制御する電気車制御装置において、前記各
    インバータの出力電流の微分補償量を前記共通のインバ
    ータ周波数に対して個別にカ行時は加算、回生時は減算
    した値を、前記各インバータのインバータ周波数として
    夫々得るようにしたことを特徴とする電気車制御装置の
    制御方法。
JP58090283A 1983-05-23 1983-05-23 電気車制御装置の制御方法 Pending JPS59216406A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5846895A (ja) * 1981-09-14 1983-03-18 Hitachi Ltd 誘導電動機のインバ−タ制御方式
JPS5883595A (ja) * 1981-11-11 1983-05-19 Toshiba Corp 誘導電動機の制御方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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