JPS61210801A - 電気車保護方式 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、可変電圧・可変周波数インバータを用いて
車両駆動用誘導電動機を制御することによシ駆動される
電気車の保護方式に関する。

〔従来の技術〕

第３図にインバータで誘導電動機を駆動する電気車の主
回路の一例を示す。図において、（１）はパンタグラフ
、（２）はスイッチ、（３）はフィルタリアクトル、（
４）はフィルタコンデンサ、（５）はサイリスタ（５ａ
）で構成され九インバータ、（６）は誘導電動機、（７
）は誘導電動機（６）の回転数検出器である。

次に動作について説明する。このような電気車における
誘導電動機（６）の発生トルクＴは、近似的に次式で示
される。

Ｖ　：イＶバー）出力電圧 ｆ□、：イ゛ンバータ周波数 ｆ８：すベシ周波数 Ｒ２：電動機２次抵抗 ｋ　：比例定数 （１）式より、ｖＺｆｘＪｌｖを一定に制御すると、発
生トルクＴはすべり周波数ｆ８に依存して変化させるこ
とができる。インバータ周波数は、カ行時はｆ、、ｖ＝
　ｆ、　＋　ｆＢ（２） ｆＭ：電動機回転周波数 により決定し、電気ブレーキ時は ｆＩＮＹ　”　ｆＭ　−ｆＢ　　　　　　　（３）によ
シ決定している。

なお、電動機２次抵抗Ｒ２の温度変化を補正して、所定
のトルクとするため、電動機電流が一定となるようにｆ
８ヲ補正して、（１）式中の（ｆ８／Ｒ，、）の変化を
防止している。

また、複数音の誘導電動機を並列接続して駆動する場合
には、電流指令値のみを誘導電動機の台数分の値として
制御する方式が一般に採用されている。

ただし、電動機が接続されている車輪の径の違いにより
、モータ回転周波数は各々、異なるため、全ての電動機
に回転数検出器を設け、過室、制御に使用する検出器を
使いわけている。すなわち、カ行時には、検出したモー
タ回転数の最小値にすべり周波数ｆ、を加算することに
より、インバータ周波数ｆ工、ｖ’ｋまず決定し、検出
したモータ回転数の最大値がとのｆ工、Ｖ以上の場合に
は、カ行であるにもかかわらず、すベシ周波数がマイナ
スとなシ、ブレーキモードとなるモータをなくすために
、インバータ周波ＷＫｆ工、７をモータ回転周波数の最
大値以上にしている。同様に、電気ブレーキ中に、カ行
モードのモータが存在しないようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、インバータ装置の利用率向上を目的として、
誘導電動機の並列台数を増加させた場合には、他車両の
誘導電動機をも一括制御する必要が生じる。このような
場合、回転数検出器の信号を車両間で伝送すると、耐ノ
イズ性、電源等の問題がある一方、車輪径が大きく異な
る車両を誤って接続してしまう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、回転数検出器を使用せずに、車両間の車輪径
差を検出し、保護できるようにするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電気車保護力式は、回転数非検出誘導電
動機群の電動機電流と、゛回転数検出誘導電動機群の電
動機電流を比較することＫより、車輪径差を検出し、そ
の値が許容値以上の場合に保護動作を行わしめるもので
ある。

〔作用〕

この発明における回転数非検出誘導電動機群の電動機電
流は、インバータ装置より直接供給されるものであり、
インバータ装置内部の電流検出器（ＣＴ）により直接検
出可能である０ 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（６ａ　）　、　（６ｂ）は回転数検出器
（７ａ）、（７ｂ）の付いた自軍誘導電動機で、（８ａ
）はその電流検出用ＣＴ、また、　（６ａ）、（６ｄ）
は回転数検出不能な他車誘導電動機で（８ｂ）はその電
流検出用ＣＴである。

他車の電動機回転数が、自車の電動機回転数よシも高い
時の、それぞれの電動機電流の速度変化ｔ−第２図（ａ
）　、　（ｂ）に示す。他車の電動機は、速度が高くな
るにつれて、すベシ周波数ｆ８（他車）＝ｆ工Ｍｖ−ｆ
Ｍ（他車）が小さくなるため、電動機電流が減少する。

尚、工Ｍ（自車）＋１Ｍ（他車）は定電流制御により一
定に制御される。

電動機電流は、すベシ周波数に比例するので、比測定＆
ｔ−にとすると、 工Ｍ（自車）　＝　Ｋ　Ｘ　ｆＢ（自車）（４）エラ（
他車）　＝　Ｋ　Ｘ　ｆＢ（他車）（５）（４）　、　
（５）式より １Ｍ（自軍）−工、ｉ（他車） ＝Ｋ（ｆＢ（自車）−ｆＢ（他車）〕 ＝Ｋ（（ｆ□ｊｌＶ　　’Ｍ’自車月−（ｆ工Ｎ、−ｆ
Ｍ（他車用〕＝ｘＣｒＭ（他車）−ｆＭ（自車）　）　
　　　　　　（６）よって、 となる。（７）式よシ、自車の電動機回転数ｆＭ（自軍
）。

自車の電動機回転数Ｍ（自車）、他車の電動機電流エラ
（他車）を検出することにより、他車の電動機回転＆を
算出することができる。

また、電動機回転数は、電動機の接続されている車輪の
径ＷＤに逆比例するので、車輪径差は、次式により算出
することができる。

車輪径差が大きいと、速度の増加とともに、電動機電流
のアンバランスが増加し、電動機電流が大きい電動機に
ついてはトルクが過大となるため車輪が粘着限界を越え
、空転し、電動機電流の小さい電動機については、カ行
指令であるにもかかわらず、高速域においてブレーキモ
ードとなる０このように、車輪径差が大きいと、制御が
不能となるため、（８）式によｐ車輪径差を算出し、そ
の値が許容値以上の場合には、インバータ制御装置を停
止させ、運転手に７１Ｌ輪径の異常を連絡する０なお、
上記実施例では回転数検出可能な誘導電動機群と非検出
群の電動機電流を検出する方式を示したが、全電流と検
出群、あるいは全電流と非検出群の電動機電流を検出し
て演算してもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、電動機の電流比較か
ら回転数を検出するので、回転数の検出不能な誘導電動
機群があっても、その電動機回転数及び車輪径差を検出
することができ、適切な電気車の保護が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による主回路接続図、第２
図は車輪径差がある場合の電動機電流の速度変化を示す
図、第３図は従来の主回路接続図である。 図において、（５）はインバータ、（６ａ）　、　（６
ｂ）　、（６ｃ）。 （６ｄ）は誘導電動機、（ｔｈ　）　＋　（７ｂ）は回
転数構出器、（８ａ）ｓ（８ｂ）は電流検出用ＣＴであ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可変電圧・可変周波数インバータにより並列接続した複
   数台の誘導電動機を制御し駆動される電気車で、回転周
   波数の検出可能な第１の誘導電動機群と回転周波数の検
   出不能な第２の誘導電動機群とを有し、第１の誘導電動
   機群の回転周波数によつて制御する方式において、上記
   第１及び第２の誘導電動機群のそれぞれの電動機電流を
   比較し、その差を検出することにより、上記第１の誘導
   電動機群に接続された車輪の径と第２の誘導電動機群に
   接続された車輪の径の差を検出し、その差が許容値以上
   の場合には保護することを特徴とした電気車保護方式。