JPS61116905A - 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
- JPS61116905A JPS61116905A JP23641984A JP23641984A JPS61116905A JP S61116905 A JPS61116905 A JP S61116905A JP 23641984 A JP23641984 A JP 23641984A JP 23641984 A JP23641984 A JP 23641984A JP S61116905 A JPS61116905 A JP S61116905A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- regenerative
- inverter
- power supply
- slip frequency
- 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.)
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は寓回生制動による電気制動時の制御の安定化を
図るようにした電気車の制御方法に関するものである。
図るようにした電気車の制御方法に関するものである。
第８図は可変電圧可変周波数インバータ（以下インバー
タと称す）で制御される誘導電動機を有する電気車の回
路図を示す。図において、（１）は電源、（２）はフィ
ルタリアクト／’％（３）はフィルタコンデンサ、上記
（２）と（３）とでフィルタ回路を構成し、電源（１）
からインバータ（４）、あるいはインバータ（４）から
電源（１）への外乱を吸収するようにしている。
タと称す）で制御される誘導電動機を有する電気車の回
路図を示す。図において、（１）は電源、（２）はフィ
ルタリアクト／’％（３）はフィルタコンデンサ、上記
（２）と（３）とでフィルタ回路を構成し、電源（１）
からインバータ（４）、あるいはインバータ（４）から
電源（１）への外乱を吸収するようにしている。
（５）はインバータ（４）により制御される誘導電動機
である。
である。
このような電気車の回生制動は、次のように制御される
。
。
ｆｌＮｖ＝ｆｌ−ｆｓ （Ｌ）Ｐ＝
５・ｖＭ・工Ｍ （４） ただしｆＩＮｖ：インバータ周波数（誘導電動機の回転
界磁周波数）、ｆｒ：回転子周波数、ｆ５’すべり周波
数、ｖＭ：電動機線間電圧、ＩＭ：電動機相電流１Ｐ：
回生出力、ｋｌ＋ｋｔは定数である・すなわち、回転磁
界の周波数ＣｆＩＮＶ ）を回転子周波数げｒ）より小
さくすることにより制動動作となる。
５・ｖＭ・工Ｍ （４） ただしｆＩＮｖ：インバータ周波数（誘導電動機の回転
界磁周波数）、ｆｒ：回転子周波数、ｆ５’すべり周波
数、ｖＭ：電動機線間電圧、ＩＭ：電動機相電流１Ｐ：
回生出力、ｋｌ＋ｋｔは定数である・すなわち、回転磁
界の周波数ＣｆＩＮＶ ）を回転子周波数げｒ）より小
さくすることにより制動動作となる。
このとき、インバータの損失を無視すると、（４）式の
回生電力が得られ、第８図に示す矢印の経路で電源へ電
力を帰還することができる。ところが、この回生電力を
十分に消費する負荷があれば１電源（１）側の電圧、フ
ィルタコンデンサ（３）の電圧は上昇しないが、回生電
力の方が負荷より多いときは、電源（１）とフィルタコ
ンデンサ（３）の電圧は上昇していくことになる。この
まま電圧の上昇が継続すると、インバータ（４）および
電源（１）に接続−されている機器（図示せず）が過電
圧による保護が動作し１、 ＧＩＩｎｆｔ“ｆｆＺ
ｅ、！に＆６・このため従来は、（２）式から電動機線
間電圧−はインバータ周波数げＩＮＶ）に依存している
ので、すべり周波数げ、）を零に近づけるこ−とにより
、（４）式より回生出力（Ｐ）を減少させ、インバータ
（４）等の各機器が動作可能な最大電圧で動作するよう
にすべり周波数（ｆｓ）を制御する。これにより、定常
的には回生出力（Ｐ）が各機器の動作可能な最大電圧を
こクランプされるように制御され、負荷が投入されたと
き（こは、電源（１）の電圧が減少するためすべり周波
数σ、）を増加させて最大電圧になるよう鴬回生電力（
Ｐ）を増加させる。このようにして電力の回生量をその
ときの状頗で常昏ζ最大になるよう制御される。
回生電力が得られ、第８図に示す矢印の経路で電源へ電
力を帰還することができる。ところが、この回生電力を
十分に消費する負荷があれば１電源（１）側の電圧、フ
ィルタコンデンサ（３）の電圧は上昇しないが、回生電
力の方が負荷より多いときは、電源（１）とフィルタコ
ンデンサ（３）の電圧は上昇していくことになる。この
まま電圧の上昇が継続すると、インバータ（４）および
電源（１）に接続−されている機器（図示せず）が過電
圧による保護が動作し１、 ＧＩＩｎｆｔ“ｆｆＺ
ｅ、！に＆６・このため従来は、（２）式から電動機線
間電圧−はインバータ周波数げＩＮＶ）に依存している
ので、すべり周波数げ、）を零に近づけるこ−とにより
、（４）式より回生出力（Ｐ）を減少させ、インバータ
（４）等の各機器が動作可能な最大電圧で動作するよう
にすべり周波数（ｆｓ）を制御する。これにより、定常
的には回生出力（Ｐ）が各機器の動作可能な最大電圧を
こクランプされるように制御され、負荷が投入されたと
き（こは、電源（１）の電圧が減少するためすべり周波
数σ、）を増加させて最大電圧になるよう鴬回生電力（
Ｐ）を増加させる。このようにして電力の回生量をその
ときの状頗で常昏ζ最大になるよう制御される。
従来の電気車の制御方法は以上のように行われるので、
電源側の電圧の急変、すなわち、負荷の投入、しゃ断等
があるとき、その変化の割合によっては、回生電力の制
御の応答よりも先（ζインバータの過電圧の保護により
１停止する可能性がある。
電源側の電圧の急変、すなわち、負荷の投入、しゃ断等
があるとき、その変化の割合によっては、回生電力の制
御の応答よりも先（ζインバータの過電圧の保護により
１停止する可能性がある。
したがって、過電圧保護動作以降の制動はすべて電気制
動ではなく、空気制動１こよりまかなわれることになる
。これは回生効率を極力あげるため１最大電圧にクラン
プするように制御することに反し、かえって回生効率が
低下するという問題点があった。
動ではなく、空気制動１こよりまかなわれることになる
。これは回生効率を極力あげるため１最大電圧にクラン
プするように制御することに反し、かえって回生効率が
低下するという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、回生効率の向上を図るようにした電気車の
制御方法を得ることを目的とする。
れたもので、回生効率の向上を図るようにした電気車の
制御方法を得ることを目的とする。
この発明に係る電気車の制御方法は、誘導電動機に回生
制動をかけるとき、インバータの電源側の電圧がインバ
ータの動作可能な最大値に近くなるとすべり周波数を零
に近づけ、電源電圧の上昇を抑制できないときは誘導電
動機の電圧を電源電圧を抑制できる割合だけ減少させ、
誘導電動機の制動中は誘導電動機の電圧減少率を保持す
るようにしたものである。
制動をかけるとき、インバータの電源側の電圧がインバ
ータの動作可能な最大値に近くなるとすべり周波数を零
に近づけ、電源電圧の上昇を抑制できないときは誘導電
動機の電圧を電源電圧を抑制できる割合だけ減少させ、
誘導電動機の制動中は誘導電動機の電圧減少率を保持す
るようにしたものである。
この発明における電気車の制御方法は、過渡変動によっ
てインバータの電圧が上昇し所定の値に近くなるとすべ
り周波数を減少し、電源電圧の上昇を抑制できないとき
は誘導電動機の電圧を電源電圧を抑制できる割合だけ減
少させ、誘導電動機の制動中は誘導電動機の電圧減少率
を保持する。
てインバータの電圧が上昇し所定の値に近くなるとすべ
り周波数を減少し、電源電圧の上昇を抑制できないとき
は誘導電動機の電圧を電源電圧を抑制できる割合だけ減
少させ、誘導電動機の制動中は誘導電動機の電圧減少率
を保持する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図は上記式（２）の電動機線間電圧（ｖＭ３の係数に１
をかえたときの誘導電動機の特性を示すものである。図
において、曲線Ｉ１１の係数ｋｔ ｔ ｋｔｔ 、曲線
−の係数ｋｚをに話とすると、ｋｎ ＞ ｋｔｔのとき
のすべり周波数−電動機電流特性で１すべり周波数をｆ
ｓｓからｆｓｔに変化させたとき、電動機電流の変化は
・曲線＠０の方が曲ｆｌＩ−より太きい。このことは、
逆に制御の安定という点からすると曲線−の方が安定で
あることを示している。すなわち、すべり周波数に対す
る電動機電流の変化が小さい。
図は上記式（２）の電動機線間電圧（ｖＭ３の係数に１
をかえたときの誘導電動機の特性を示すものである。図
において、曲線Ｉ１１の係数ｋｔ ｔ ｋｔｔ 、曲線
−の係数ｋｚをに話とすると、ｋｎ ＞ ｋｔｔのとき
のすべり周波数−電動機電流特性で１すべり周波数をｆ
ｓｓからｆｓｔに変化させたとき、電動機電流の変化は
・曲線＠０の方が曲ｆｌＩ−より太きい。このことは、
逆に制御の安定という点からすると曲線−の方が安定で
あることを示している。すなわち、すべり周波数に対す
る電動機電流の変化が小さい。
次に本発明の一実施例を第１図に示す。図において、（
８）はインバータの入力端のフィルタコンデンサの電圧
、（９）は電動機のすべり周波数、αＧは式（２）の係
数ｋｌ、（ロ）は回生量である。
８）はインバータの入力端のフィルタコンデンサの電圧
、（９）は電動機のすべり周波数、αＧは式（２）の係
数ｋｌ、（ロ）は回生量である。
この第１図で、時刻ｔ１において回生負荷が減少し、コ
ンデンサ電圧（８）が上昇し、このコンデンサ電圧（８
）がすべり周波数ｆｓ Ｌぼりこみ開始電圧（７２をこ
えたことによりすべり周波数（９）を減少させ、回生量
α刀を減少させて、コンデンサ電圧（８）が７１の過電
圧保護セット値りυを超えるのを抑制している。
ンデンサ電圧（８）が上昇し、このコンデンサ電圧（８
）がすべり周波数ｆｓ Ｌぼりこみ開始電圧（７２をこ
えたことによりすべり周波数（９）を減少させ、回生量
α刀を減少させて、コンデンサ電圧（８）が７１の過電
圧保護セット値りυを超えるのを抑制している。
このとき、時刻ｔ２においてすべり周波数（９）のみで
過渡変動時過電圧を抑制することができる抑制限界値−
を下回ると、電動機電圧（ＶＭ）の係数に１を小さくす
ることで制御の安定化を計っている・これにより、コン
デンサ電圧（８）が過電圧設定値ケυにクランプされて
いる間の過渡変動においても、過電圧の保護により回生
ブレーキを失効させることなく嶌時刻ｔｓに回生負荷が
復帰したときには、すべり周波数（９）を元に戻し、回
生量（ロ）を増加させることが可能となる。
過渡変動時過電圧を抑制することができる抑制限界値−
を下回ると、電動機電圧（ＶＭ）の係数に１を小さくす
ることで制御の安定化を計っている・これにより、コン
デンサ電圧（８）が過電圧設定値ケυにクランプされて
いる間の過渡変動においても、過電圧の保護により回生
ブレーキを失効させることなく嶌時刻ｔｓに回生負荷が
復帰したときには、すべり周波数（９）を元に戻し、回
生量（ロ）を増加させることが可能となる。
これによって、回生効率の増大のみならず１空気制動を
減らすことによる、ブレーキシュー等の摩耗を減少させ
ることが可能となる。
減らすことによる、ブレーキシュー等の摩耗を減少させ
ることが可能となる。
、 上記実施例では、一度すべり周波数げＳ）が抑
制限界値σ＝の値を下回ると係数（ｋｌ）を減少させた
ままであるが、これは回生負荷が復帰したときに戻すこ
とも可能である。
制限界値σ＝の値を下回ると係数（ｋｌ）を減少させた
ままであるが、これは回生負荷が復帰したときに戻すこ
とも可能である。
以上のように、本発明によれば、回生負荷減少に伴い電
源側電圧の上昇をすべり周波数を減少させることで回生
量を減らし、過電圧になるのを防止するが、このような
回生量を多くとれない状態においては、電圧を減少させ
ろことでより制御が安定となり回生失効するのを極力減
らし、回生負荷が増大するのを待機することができる。
源側電圧の上昇をすべり周波数を減少させることで回生
量を減らし、過電圧になるのを防止するが、このような
回生量を多くとれない状態においては、電圧を減少させ
ろことでより制御が安定となり回生失効するのを極力減
らし、回生負荷が増大するのを待機することができる。
これにより、回生失効による回生効率の減少を防ぐこと
が可能となる。
が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例による電気車の制御方法を
示す曲線図、第２図は電動機の特性曲線図、第８図は従
来及びこの発明に用いるインバータによる誘導電動機の
駆動回路図である。 図において、（１）は電源、（３）はフィルタコンデン
サ、（４）はインバータ、（５）は誘導電動機、ｔ７＋
１は過電圧設定値、（７２は周波数減少開始値、（７３
１は抑制限界 ｎ値、（８）はフィルタコンデンサ
電圧、（９）は電動機すべり周波数、Ｑｌｌは回生量で
ある。 なお各図中同一符号は同−又は和尚部分を示す。
示す曲線図、第２図は電動機の特性曲線図、第８図は従
来及びこの発明に用いるインバータによる誘導電動機の
駆動回路図である。 図において、（１）は電源、（３）はフィルタコンデン
サ、（４）はインバータ、（５）は誘導電動機、ｔ７＋
１は過電圧設定値、（７２は周波数減少開始値、（７３
１は抑制限界 ｎ値、（８）はフィルタコンデンサ
電圧、（９）は電動機すべり周波数、Ｑｌｌは回生量で
ある。 なお各図中同一符号は同−又は和尚部分を示す。
Claims (2)
- （１）可変電圧可変周波数インバータで誘導電動機を駆
動する電気車の制御方法において、上記インバータで上
記誘導電動機に電気制動をかけるとき上記インバータの
電源側の電圧が上記インバータ又は、上記電源と接続さ
れた機器が動作可能な最大値に近くなると、すべり周波
数を零に近づけ、さらに電源電圧の上昇を抑制できない
とき、上記誘導電動機の電圧を上記電源電圧の上昇を抑
制可能な一定割合だけ減少させ、上記電気車の制動期間
内は上記減少率を保持することを特徴とする電気車の制
御方法。 - （２）特許請求の範囲第１項において、電源電圧が低下
したときには減少率を零に戻すことを特徴とする電気車
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23641984A JPS61116905A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23641984A JPS61116905A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116905A true JPS61116905A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0524723B2 JPH0524723B2 (ja) | 1993-04-08 |
Family
ID=17000471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23641984A Granted JPS61116905A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61116905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10014805B2 (en) | 2016-05-06 | 2018-07-03 | The Boeing Company | Method and apparatus for adjusting motor commutation phase and period |
| US10050574B2 (en) * | 2016-05-06 | 2018-08-14 | The Boeing Company | Management of motor regeneration |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP23641984A patent/JPS61116905A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10014805B2 (en) | 2016-05-06 | 2018-07-03 | The Boeing Company | Method and apparatus for adjusting motor commutation phase and period |
| US10050574B2 (en) * | 2016-05-06 | 2018-08-14 | The Boeing Company | Management of motor regeneration |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0524723B2 (ja) | 1993-04-08 |
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