JPS6126405A - 車両用直流分巻界磁電動機の制御方法 - Google Patents
車両用直流分巻界磁電動機の制御方法Info
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- JPS6126405A JPS6126405A JP14493384A JP14493384A JPS6126405A JP S6126405 A JPS6126405 A JP S6126405A JP 14493384 A JP14493384 A JP 14493384A JP 14493384 A JP14493384 A JP 14493384A JP S6126405 A JPS6126405 A JP S6126405A
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- Japan
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- current
- conduction rate
- motor
- conductivity
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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
- B60L15/02—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit
- B60L15/08—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles characterised by the form of the current used in the control circuit using pulses
-
- 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
-
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Direct Current 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は例えば鉄道車両用の主電動機として使用される
直流分巻界磁電動機をこの電機子と界磁巻線をそれぞれ
チョッパを介して制御する車両用直流分巻界磁電動機の
制御方法に関する。
直流分巻界磁電動機をこの電機子と界磁巻線をそれぞれ
チョッパを介して制御する車両用直流分巻界磁電動機の
制御方法に関する。
第３図は、鉄道車両に使用されている直流分巻界磁電動
機の主回路構成を示すもので、１はパンタグラフ、２は
車輪、３は入力フィルタリアクトル、４は入力フィルタ
コンデンザである。また５は電機子６および界磁巻線７
を備えた直流分巻界磁電動機、８は電機子６と直列に接
続された電機子チョッパ、９は電機子６の両端間に接続
されたフライホイールダイオードである。さらに１０は
直流分巻界磁電動機（以下電動機と称す）５の界磁巻線
７に与える界磁電流を制御する界磁チョッパである。
機の主回路構成を示すもので、１はパンタグラフ、２は
車輪、３は入力フィルタリアクトル、４は入力フィルタ
コンデンザである。また５は電機子６および界磁巻線７
を備えた直流分巻界磁電動機、８は電機子６と直列に接
続された電機子チョッパ、９は電機子６の両端間に接続
されたフライホイールダイオードである。さらに１０は
直流分巻界磁電動機（以下電動機と称す）５の界磁巻線
７に与える界磁電流を制御する界磁チョッパである。
このような構成のものにおいて、カ行時には電機子チョ
ッパ８の通流率をαとし、界磁チョッパ１０の通流率は
、界磁電流ＩＦが電機子電流ＩＡに対して所定の割合に
維持されるように制御が行なわれる。
ッパ８の通流率をαとし、界磁チョッパ１０の通流率は
、界磁電流ＩＦが電機子電流ＩＡに対して所定の割合に
維持されるように制御が行なわれる。
第４図は電機子チョッパ８の通流率αの従来の制御方法
をブロック図で示したもので、１１は電機子電流指令値
演算部、１３はフィードバック制御部、１４はダンピン
グ制御部、１５は加算器である。電機子電流指令値演算
部１１で演算された電機子電流指令値ＩＣはフィードバ
ック制御部１３に与えられる。フィードバック制御部１
３は第５図に示すように構成され、指令値ＩＣと電機子
電流１’Ａとの偏差ΔＩを減算器１９により求め、さら
にこの偏差Δ■を１次遅れ要素２０により増巾しフィー
ドバック通流率α −Ｋ（、／（１十Ｔｏ−８）を得る
。ここでＫ。は増巾ゲインでありＴ。は遅れ時定数であ
る。一方、ダンピング制御部１４は過渡的な安定性を強
化するもので、フィードバック制御部１３だけでは抑制
できないハンチングを防止する。第６図はダンピング制
御部１４の詳細を示したもので微分器２１で電機子電流
ＩＡを微分し微分器２２でフィルタコンデンサ電圧ＥＣ
を微分し、それぞれの出力α３１．α３２を減算器２３
に与え、α３２からα３１を減じることによりダンピン
グ通流率α３を得る。そしてフィードバック通流率α２
とダンピング通流率α３を加算器１５により加算し電機
子チョッパ通流率αを得る。
をブロック図で示したもので、１１は電機子電流指令値
演算部、１３はフィードバック制御部、１４はダンピン
グ制御部、１５は加算器である。電機子電流指令値演算
部１１で演算された電機子電流指令値ＩＣはフィードバ
ック制御部１３に与えられる。フィードバック制御部１
３は第５図に示すように構成され、指令値ＩＣと電機子
電流１’Ａとの偏差ΔＩを減算器１９により求め、さら
にこの偏差Δ■を１次遅れ要素２０により増巾しフィー
ドバック通流率α −Ｋ（、／（１十Ｔｏ−８）を得る
。ここでＫ。は増巾ゲインでありＴ。は遅れ時定数であ
る。一方、ダンピング制御部１４は過渡的な安定性を強
化するもので、フィードバック制御部１３だけでは抑制
できないハンチングを防止する。第６図はダンピング制
御部１４の詳細を示したもので微分器２１で電機子電流
ＩＡを微分し微分器２２でフィルタコンデンサ電圧ＥＣ
を微分し、それぞれの出力α３１．α３２を減算器２３
に与え、α３２からα３１を減じることによりダンピン
グ通流率α３を得る。そしてフィードバック通流率α２
とダンピング通流率α３を加算器１５により加算し電機
子チョッパ通流率αを得る。
以上の制御により電機子電流ＩＡは大略電機子電流指令
値ＩＣに等しく制御されるが、この方法には次のような
不具合があった。
値ＩＣに等しく制御されるが、この方法には次のような
不具合があった。
この制御の応答性は主にＫ とＴ。に依存し、Ｋ が大
きいほどまたＴｏが小さいほど応答が早い。しかし反面
、安定性は相反の関係にあり、安定性を失なわないでか
つ、車両における架線電圧の急変などの大きな外乱に対
して十分な速さの応答を確保することは次の理由により
困難である。
きいほどまたＴｏが小さいほど応答が早い。しかし反面
、安定性は相反の関係にあり、安定性を失なわないでか
つ、車両における架線電圧の急変などの大きな外乱に対
して十分な速さの応答を確保することは次の理由により
困難である。
第３図に示すように直流分巻電動機５の電機子チョッパ
８の回路には、界磁巻線がなく、しかも主平滑リアクト
ルが除去されているので回路のインピーダンスは電機子
６の分だｔプであり、直流直巻型ａ機を用いたチョッパ
回路に比して、極端にインピーダンスが小さい。従って
、架線電圧変動などに対して電機子チョッパ８がきわめ
て高速の応答が要求され、とうてい安定性と両立づ”る
ことができない。
８の回路には、界磁巻線がなく、しかも主平滑リアクト
ルが除去されているので回路のインピーダンスは電機子
６の分だｔプであり、直流直巻型ａ機を用いたチョッパ
回路に比して、極端にインピーダンスが小さい。従って
、架線電圧変動などに対して電機子チョッパ８がきわめ
て高速の応答が要求され、とうてい安定性と両立づ”る
ことができない。
これを改善する方法として、第７図に示すような方法が
ある。第７図は第４図の制御ブロック図にフィードフォ
ワード制御部１２を付加したものである。
ある。第７図は第４図の制御ブロック図にフィードフォ
ワード制御部１２を付加したものである。
フィードフォワード制御部１２の詳細を第８図に示し、
その作用を説明する。
その作用を説明する。
関数器２４は電動機の磁化特性を関数として有しており
、界磁電流ＩＦを入力すると界磁束にΦが求められる。
、界磁電流ＩＦを入力すると界磁束にΦが求められる。
そして乗算器２５でこの界磁束にΦと電動機回転数ＶＬ
Ｃを乗じ電動機逆起電力ＥＭを求める。そして電動機の
電機子抵抗をＲとすると、フィルタコンデンサ電圧がＥ
Ｃの時に電機子電流指令値ＩＣ，！：電機子電流ＩＡが
等しくなるための通流率α１は ＥＭ＋Ｒ−ＩＣ で与えられる。この演算を実行するのが関数器２６であ
り結果をフィトフォワード通流率α１として出力する。
Ｃを乗じ電動機逆起電力ＥＭを求める。そして電動機の
電機子抵抗をＲとすると、フィルタコンデンサ電圧がＥ
Ｃの時に電機子電流指令値ＩＣ，！：電機子電流ＩＡが
等しくなるための通流率α１は ＥＭ＋Ｒ−ＩＣ で与えられる。この演算を実行するのが関数器２６であ
り結果をフィトフォワード通流率α１として出力する。
α１を求める過程で電機子電流ＩＡを用いないので、フ
ィードフォワード制御と呼ぶ。
ィードフォワード制御と呼ぶ。
このようにしてα１を求めるということはあらゆる架線
電圧、回転数においてＩＣ＝ＩＡになるべき通流率を計
算出力することになるので、架線電圧急変でＥＣが急変
してもそれに応じて適正な通流率を指令することになり
、ＩＡはＩＣから大きく逸脱することがない。
電圧、回転数においてＩＣ＝ＩＡになるべき通流率を計
算出力することになるので、架線電圧急変でＥＣが急変
してもそれに応じて適正な通流率を指令することになり
、ＩＡはＩＣから大きく逸脱することがない。
こうして求めたα１は電動機回路の諸特性が演算に用い
た値と完全に一致していれば、フィードバック通流率α
２がなくてもＩＣ＝ＩＡになるはずであるが、実際には
磁化特性のずれ、電機子抵抗値Ｒの温度変化などにより
必ずしもＩＣ−ＩＡにはならない。したがってこれを補
正づ゛るために第７図においてもフィードバック制御部
１３は依然として必要であるが、その役割は単なる定電
流補正であり、架線電圧急変などの急峻な外乱の吸収は
前述したようにほとんどすべてフィードフォワード制御
部１２が受は持つので内部の１次遅れのゲインＫ。はそ
れほど大きくする必要がなくまた遅れ時定数Ｔ。も十分
に大きな値にすることが可能である。すなわち安定性を
犠牲にして、無理に応答を速くする必要がないのである
。
た値と完全に一致していれば、フィードバック通流率α
２がなくてもＩＣ＝ＩＡになるはずであるが、実際には
磁化特性のずれ、電機子抵抗値Ｒの温度変化などにより
必ずしもＩＣ−ＩＡにはならない。したがってこれを補
正づ゛るために第７図においてもフィードバック制御部
１３は依然として必要であるが、その役割は単なる定電
流補正であり、架線電圧急変などの急峻な外乱の吸収は
前述したようにほとんどすべてフィードフォワード制御
部１２が受は持つので内部の１次遅れのゲインＫ。はそ
れほど大きくする必要がなくまた遅れ時定数Ｔ。も十分
に大きな値にすることが可能である。すなわち安定性を
犠牲にして、無理に応答を速くする必要がないのである
。
しかしこの第７図の方法でも下記の問題点がある。すな
わち起動時にαとしてはフィードフォワード通流率α１
がステップ状に出力されることになり、前述したように
、特性のずれなどでフィードバック通流率α２による補
正が必要な場合、特にＣ１だけでは位相を開きすぎにな
るような場合には電流のオーバーシュートを生じ、過電
流を引き起こす可能性が大きい。
わち起動時にαとしてはフィードフォワード通流率α１
がステップ状に出力されることになり、前述したように
、特性のずれなどでフィードバック通流率α２による補
正が必要な場合、特にＣ１だけでは位相を開きすぎにな
るような場合には電流のオーバーシュートを生じ、過電
流を引き起こす可能性が大きい。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、そ
の目的は、カ行時の電機子電流制御特性として十分な安
定性と連応性を確保しつつ、かつ起動時の電流オーバー
シュートを起こさない、車両用直流分巻界磁電動機の制
御方法を提供しようとするものである。
の目的は、カ行時の電機子電流制御特性として十分な安
定性と連応性を確保しつつ、かつ起動時の電流オーバー
シュートを起こさない、車両用直流分巻界磁電動機の制
御方法を提供しようとするものである。
（発明の概要）
本発明は上記目的を達成するために、通流率の変化量を
制限する変化リミッタを従来の制御装置に追加したもの
である。
制限する変化リミッタを従来の制御装置に追加したもの
である。
第１図は本発明の一実施例を示したもので、第７図の制
御ブロック図に変化リミッタ１６を付加したものである
。
御ブロック図に変化リミッタ１６を付加したものである
。
この変化リミッタ１６は、通流率α。の変化率ｄα ／
ｄｔを所定値０１以下に制限するものである。即ち、第
２図に示すように、通流率α。がステップ状に変化した
り（ｔ１＋’−ｔ３） 、急変に変化して（ｔ５）、そ
の変化率ｄαｏ／ｄｔが所定値Ｃ１を超えたときは、通
流率をＣ１で変化させ、これをα。の値に等しくなるま
で（ｔ２゜１４．１６＞まで続ける。
ｄｔを所定値０１以下に制限するものである。即ち、第
２図に示すように、通流率α。がステップ状に変化した
り（ｔ１＋’−ｔ３） 、急変に変化して（ｔ５）、そ
の変化率ｄαｏ／ｄｔが所定値Ｃ１を超えたときは、通
流率をＣ１で変化させ、これをα。の値に等しくなるま
で（ｔ２゜１４．１６＞まで続ける。
Ｃ１の大きさを通常層り得る過渡外乱に対してこれを安
定吸収できる程度にしておレプば、通常の安定性応答性
には影響を与えることなく、起動時に通流率の変化を抑
え、ソフトスタートを行なわせることができる。
定吸収できる程度にしておレプば、通常の安定性応答性
には影響を与えることなく、起動時に通流率の変化を抑
え、ソフトスタートを行なわせることができる。
以上述べた本発明によればカ行時電機子電流制御特性と
して十分な安定性と連応性を確保しつつ、かつ起動時の
電流オーバシュートを起こさない、車両用直流分巻界磁
電動機の制御方法を提供できる。
して十分な安定性と連応性を確保しつつ、かつ起動時の
電流オーバシュートを起こさない、車両用直流分巻界磁
電動機の制御方法を提供できる。
第１図は本発明の制御方法に用いる電機子チョッパ通流
率を演算する制御ブロック図、第２図は第１図の変化リ
ミッタ１６の作用を示すタイムチャート、第３図は鉄道
車両用の直流分巻界磁電動機の主回路構成を示す図、第
４図は第３図の主回路を制御する従来の制御部のうち、
電機子チョッパ通流率を演算する制御ブロック図、第５
図は第４図中のフィードバック制御部１３の詳細を示す
ブロック図、第６図は第４図中のダンピング制御部１４
の詳細を示すブロック図、第７図は第４図の改良制御方
法のブロック図、第８図は第７図中のフィードフォワー
ド制御部１２の詳細を示すブロック図である。 ３・・・入力フィルタリアクトル、４・・・入力フィル
タコンデンサ、５・・・直流分巻界磁電動機、６・・・
電機子、７・・・界磁巻線、８・・・電機子チョッパ、
１０・・・界磁チョッパ、１１・・・電機子電流演算部
、１２・・・フィードフォワード制御部、１３・・・フ
ィードバック制御部、１４・・・ダンピング制御部、１
５・・・加算器、１６・・・変化リミッタ。 出願人・代理人 猪 股 清耗３ 罠 ５５ 図
率を演算する制御ブロック図、第２図は第１図の変化リ
ミッタ１６の作用を示すタイムチャート、第３図は鉄道
車両用の直流分巻界磁電動機の主回路構成を示す図、第
４図は第３図の主回路を制御する従来の制御部のうち、
電機子チョッパ通流率を演算する制御ブロック図、第５
図は第４図中のフィードバック制御部１３の詳細を示す
ブロック図、第６図は第４図中のダンピング制御部１４
の詳細を示すブロック図、第７図は第４図の改良制御方
法のブロック図、第８図は第７図中のフィードフォワー
ド制御部１２の詳細を示すブロック図である。 ３・・・入力フィルタリアクトル、４・・・入力フィル
タコンデンサ、５・・・直流分巻界磁電動機、６・・・
電機子、７・・・界磁巻線、８・・・電機子チョッパ、
１０・・・界磁チョッパ、１１・・・電機子電流演算部
、１２・・・フィードフォワード制御部、１３・・・フ
ィードバック制御部、１４・・・ダンピング制御部、１
５・・・加算器、１６・・・変化リミッタ。 出願人・代理人 猪 股 清耗３ 罠 ５５ 図
Claims (1)
- 車両用主電動機として直流分巻界磁電動機を使用し、こ
の電機子と電気的に接続される主電源との間に電機子チ
ョッパを設け、フィルタコンデンサ電圧、界磁電流、電
動機回転数及び電機子電流指令値から関数演算で求めた
フィードフォワード通流率と電機子電流の偏差を増巾し
て求めたフィードバック通流率と、フィルタコンデンサ
電圧微分及び電機子電流微分より求めたダンピング通流
率の和に基いて前記電機子チョッパの通流率を定めるに
当たり、前記通流率の和の変化を改定値以下に制限する
ことを特徴とする車両用直流分巻界磁電動機の制御方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144933A JPH0755008B2 (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 車両用直流分巻界磁電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59144933A JPH0755008B2 (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 車両用直流分巻界磁電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6126405A true JPS6126405A (ja) | 1986-02-05 |
| JPH0755008B2 JPH0755008B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=15373568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59144933A Expired - Lifetime JPH0755008B2 (ja) | 1984-07-12 | 1984-07-12 | 車両用直流分巻界磁電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755008B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63199752A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-08-18 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ２成分系ポリカーボネートブレンド |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4993823A (ja) * | 1973-01-13 | 1974-09-06 | ||
| JPS545084A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Eitarou Suzuki | Rotary aging machine for bread or noodle dough |
| JPS5892002A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-06-01 | Fuji Electric Co Ltd | Ｐｉｄ制御方式 |
-
1984
- 1984-07-12 JP JP59144933A patent/JPH0755008B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4993823A (ja) * | 1973-01-13 | 1974-09-06 | ||
| JPS545084A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Eitarou Suzuki | Rotary aging machine for bread or noodle dough |
| JPS5892002A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-06-01 | Fuji Electric Co Ltd | Ｐｉｄ制御方式 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63199752A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-08-18 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ２成分系ポリカーボネートブレンド |
| JP2531718B2 (ja) * | 1986-12-16 | 1996-09-04 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ２成分系ポリカ―ボネ―トブレンド |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0755008B2 (ja) | 1995-06-07 |
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