JPS6154802A - 電気車の制御方法 - Google Patents
電気車の制御方法Info
- Publication number
- JPS6154802A JPS6154802A JP59176916A JP17691684A JPS6154802A JP S6154802 A JPS6154802 A JP S6154802A JP 59176916 A JP59176916 A JP 59176916A JP 17691684 A JP17691684 A JP 17691684A JP S6154802 A JPS6154802 A JP S6154802A
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- JP
- Japan
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- variable
- voltage
- modulation region
- output voltage
- torque
- Prior art date
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- 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
- B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
- B60L9/16—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors
- B60L9/18—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines
- B60L9/22—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using ac induction motors fed from dc supply lines polyphase 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
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Sustainable Energy (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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、誘導電動機を駆動する可変電圧可変周波数
インバータの制御性能を改善するようにした電気車の制
御方法に関する。
インバータの制御性能を改善するようにした電気車の制
御方法に関する。
インバータによる誘導電動機の周波数制御には、い制御
、すべり周波数制御、ベクトル制御などが実用化され、
それぞれ特徴ある制御特性が得られている。本発明は、
このうち、Ｖ／Ｆ制御とすべり周波数制御に関するもの
である。
、すべり周波数制御、ベクトル制御などが実用化され、
それぞれ特徴ある制御特性が得られている。本発明は、
このうち、Ｖ／Ｆ制御とすべり周波数制御に関するもの
である。
第１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）はゲートターンオフサイリ
スタ（ＧＴＯ） （５ａ）で構成されたインバータ、（
６）は誘導電動機である。
回路を示す。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）はゲートターンオフサイリ
スタ（ＧＴＯ） （５ａ）で構成されたインバータ、（
６）は誘導電動機である。
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。
クＴは、近似的に次式で示される。
Ｔ＝に×（ｖ／Ｆ）２Ｘｆ３ ・・・・・・ （１
ンＶ：モータ電圧 Ｆ：インバータ周波数 ｆｓ二すべり周波数 に：比例定数 （１）式より、η乍を一定に制御すると、発生トルクＴ
はすべり周波数ｆｓに依存して変化させることができる
。これによって、一般的に低速域では、力行時は Ｆ”
ｆＭ＋ｆｓ ・・・・・・ （２）ｆＭ：モータ回
転周波数 電気ブレーキ時は Ｆ＝ｆＭ−ｆｓ ・・・・・・
（３）としてインバータ周波数Ｆを決定するとともに、
出力電圧Ｖを変調してＶ／Ｆが一定となるようにし、さ
らにすべり周波数ｆｓを所定のトルクとなるように制御
している。
ンＶ：モータ電圧 Ｆ：インバータ周波数 ｆｓ二すべり周波数 に：比例定数 （１）式より、η乍を一定に制御すると、発生トルクＴ
はすべり周波数ｆｓに依存して変化させることができる
。これによって、一般的に低速域では、力行時は Ｆ”
ｆＭ＋ｆｓ ・・・・・・ （２）ｆＭ：モータ回
転周波数 電気ブレーキ時は Ｆ＝ｆＭ−ｆｓ ・・・・・・
（３）としてインバータ周波数Ｆを決定するとともに、
出力電圧Ｖを変調してＶ／Ｆが一定となるようにし、さ
らにすべり周波数ｆｓを所定のトルクとなるように制御
している。
このように、低速域では、Ｖ／Ｆ制御−及びすべり周波
数制御を行っているが、中速域では、出力電圧Ｖの変調
を終了して、出力電圧Ｖを一定とした非変調領域に切り
換えることが一般的に行われている。これ以上の速では
、すべり周波数ｆｓを制御して出力トルクＴを制御する
。第２図は、変調領域の一実施例で、半周期に８パルス
出力のモータ電圧波形（ａ）と非変調領域の１パルス出
力のモータ電圧波形（ｂ）を示している。
数制御を行っているが、中速域では、出力電圧Ｖの変調
を終了して、出力電圧Ｖを一定とした非変調領域に切り
換えることが一般的に行われている。これ以上の速では
、すべり周波数ｆｓを制御して出力トルクＴを制御する
。第２図は、変調領域の一実施例で、半周期に８パルス
出力のモータ電圧波形（ａ）と非変調領域の１パルス出
力のモータ電圧波形（ｂ）を示している。
８パルス出力のモータ電圧は、第３図に示すように、出
力パルス巾を制御することにより電圧値が調整される。
力パルス巾を制御することにより電圧値が調整される。
第８図中（ａ）と（ｂ）を比較すると（ｂ）の方が出力
電圧が大きい場合である。（Ｃ）に変調領域における出
力電圧最大の場合を示す。第３図（ｃ） Ｅおいてｔｍ
ｉｎを最小オンオフ時間を呼ぶ。これは、主回路スイッ
チング素子、例えば、サイリスタ、トランジスタ等のス
イッチング速度に起因した、転流時間、ターンオフ時間
、ターンオン時間等によって決まる。、よって、主回路
スイッチング素子の高速化をはかり、３パルスから１パ
ルスへの切り換え時の電圧ジャンプの低減を行っている
。
電圧が大きい場合である。（Ｃ）に変調領域における出
力電圧最大の場合を示す。第３図（ｃ） Ｅおいてｔｍ
ｉｎを最小オンオフ時間を呼ぶ。これは、主回路スイッ
チング素子、例えば、サイリスタ、トランジスタ等のス
イッチング速度に起因した、転流時間、ターンオフ時間
、ターンオン時間等によって決まる。、よって、主回路
スイッチング素子の高速化をはかり、３パルスから１パ
ルスへの切り換え時の電圧ジャンプの低減を行っている
。
例えば第１図に示すような、ＧＴＯ（ゲートターンオフ
）サイリスクを使用したインバータの場合は、ｔｍｉｎ
が１５０μＳ程度となる。この場合のＶ削性から決まる
切り換えインバータ周波数Ｆ０を５０Ｈｚ とすると、
出力電圧のジャンプは４．５％程度になる。
）サイリスクを使用したインバータの場合は、ｔｍｉｎ
が１５０μＳ程度となる。この場合のＶ削性から決まる
切り換えインバータ周波数Ｆ０を５０Ｈｚ とすると、
出力電圧のジャンプは４．５％程度になる。
また、インバータによって駆動される誘導電動機でカ行
再ノツチ運転又は、電気ブレーキ時には、インバータ出
力電圧を零出力より立とげてｖＡ一定時性として、電動
機の回転界磁の立上げを行い過電流を防止する必要があ
る。
再ノツチ運転又は、電気ブレーキ時には、インバータ出
力電圧を零出力より立とげてｖＡ一定時性として、電動
機の回転界磁の立上げを行い過電流を防止する必要があ
る。
この場合、すべり周波数を必要とするトルク値となるよ
う高値一定とするか、電圧■の１界に合せて必要とする
トルク値となる値までＯＨｚより１界させて、トルクの
ソフトスタートを行うのが一般的である。
う高値一定とするか、電圧■の１界に合せて必要とする
トルク値となる値までＯＨｚより１界させて、トルクの
ソフトスタートを行うのが一般的である。
ところが、高速域において、カ行再ノツチ又は、電気ブ
レーキ運転する場合に、ａパルスから１パルスへ切り換
えると、出力電圧ジャンプにより、第４図に示すように
電動機電流の過電流となったり、出力トルクジャンプを
生ずることがあるという欠点があった。
レーキ運転する場合に、ａパルスから１パルスへ切り換
えると、出力電圧ジャンプにより、第４図に示すように
電動機電流の過電流となったり、出力トルクジャンプを
生ずることがあるという欠点があった。
これは、インバータ周波数２００Ｈｚとするとｔｍｉｎ
が１５０μｓで出力電圧ジャンプが約１８％にも達する
からである。
が１５０μｓで出力電圧ジャンプが約１８％にも達する
からである。
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、電気車の高
速における再カ行又は、電気ブレーキ運転開始時に、す
べり周波数を零又は、所定の値にしておき、出力社圧を
非変調領域まで立上げたのち、すべり周波数を制御して
必要とするトルクを得ることにより、変調領域から非変
調領域へ切り換え時のトルクショック及びモータ電流の
オーバシュートを防止するインバータの制御方法を提供
する。
速における再カ行又は、電気ブレーキ運転開始時に、す
べり周波数を零又は、所定の値にしておき、出力社圧を
非変調領域まで立上げたのち、すべり周波数を制御して
必要とするトルクを得ることにより、変調領域から非変
調領域へ切り換え時のトルクショック及びモータ電流の
オーバシュートを防止するインバータの制御方法を提供
する。
第４図にこの発明の一実施例を示す。図のものは、イン
バータの出力を変調領域から非変調領域への切換を、す
べり周波数ｆｓを零にして行うことにより、モータ電流
ＩＭを励磁電流のみとし、オーバシュートを小さく通常
使用する電流以下となるようにしている。これによると
、出力トルり（よ殆んど発生しない。
バータの出力を変調領域から非変調領域への切換を、す
べり周波数ｆｓを零にして行うことにより、モータ電流
ＩＭを励磁電流のみとし、オーバシュートを小さく通常
使用する電流以下となるようにしている。これによると
、出力トルり（よ殆んど発生しない。
上記実施例では、すべり周波数ｆｓを牢番こして運転す
るようにしたが、電動機の特性によっては、特定の４圧
領域で不安定現象を起すことが、文献にュードライブエ
レクトロニクス、土山直彦編著、電気書院Ｐ８６〜Ｐ８
７）に示されている。
るようにしたが、電動機の特性によっては、特定の４圧
領域で不安定現象を起すことが、文献にュードライブエ
レクトロニクス、土山直彦編著、電気書院Ｐ８６〜Ｐ８
７）に示されている。
第６図にこの様な場合に対応した制御の一実施例を示す
。これは請求の範囲第二項の内容を説明したもので、各
特性は第５図と同一のものであるが、インバータの起動
と同時に所定のすべｑ周波数を印加しておくことにより
、特定電圧領域での不安定現象を防止するようにしてい
る。また、第７図は、インバータ起動時はすべり周波数
を零；こし、電圧の印加とともに所定の低すべり周波数
まですべり周波数を増加させたのちに、変調領域から非
変調領域への切り換えを行うものである。この場合には
、起動時のトルク出力をソフトにスタートできる。
。これは請求の範囲第二項の内容を説明したもので、各
特性は第５図と同一のものであるが、インバータの起動
と同時に所定のすべｑ周波数を印加しておくことにより
、特定電圧領域での不安定現象を防止するようにしてい
る。また、第７図は、インバータ起動時はすべり周波数
を零；こし、電圧の印加とともに所定の低すべり周波数
まですべり周波数を増加させたのちに、変調領域から非
変調領域への切り換えを行うものである。この場合には
、起動時のトルク出力をソフトにスタートできる。
以上説明したように、この発明によれば、インバータの
出力を変調領域から非変調領域へ切換えるとき、すべり
周波数を零または所定の値とすることにより、モータ電
流及びトルクのオーバシュートを小さくすることができ
る。これによって乗心地の向とを期待できる。
出力を変調領域から非変調領域へ切換えるとき、すべり
周波数を零または所定の値とすることにより、モータ電
流及びトルクのオーバシュートを小さくすることができ
る。これによって乗心地の向とを期待できる。
第１図は電気車の主回路図、第２図及び第３図はそれぞ
れインバータ制御の波形図、第４図は従来の特性曲線図
、第５図はこの発明の一実施例による特性曲線図、第６
図及び第７図はそれぞれ他の実施例による特性曲線図で
ある。 図において、（５）はインバータ、（６）は誘導電動機
、（ＩＭ）はモータ電流、（ｆｓ）はスベリ周波数、（
１）はトルクである。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
れインバータ制御の波形図、第４図は従来の特性曲線図
、第５図はこの発明の一実施例による特性曲線図、第６
図及び第７図はそれぞれ他の実施例による特性曲線図で
ある。 図において、（５）はインバータ、（６）は誘導電動機
、（ＩＭ）はモータ電流、（ｆｓ）はスベリ周波数、（
１）はトルクである。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (3)
- （１）出力電圧が最大の非変調領域と出力電圧が可変の
変調領域を有する可変電圧可変周波数インバータで誘導
電動機を制御し、上記可変電圧可変周波数インバータの
出力電圧と上記誘導電動機のすべり周波数を制御して上
記誘導電動機のトルクを制御する電気車の制御方法にお
いて、電気車の走行中に所定のトルクを要する運転では
、可変電圧可変周波数インバータの出力電圧を変調領域
で増加させて出力しうる最大電圧で非変調領域へ切り換
えて所望のトルク出力となるように誘導電動機のすべり
周波数を増加させることを特徴とする電気車の制御方法
。 - （２）出力電圧が最大の非変調領域と出力電圧が可変の
変調領域を有する可変電圧可変周波数インバータで誘導
電動機を制御し、上記可変電圧可変周波数インバータの
出力電圧と上記誘導電動機のすべり周波数を制御して上
記誘導電動機のトルクを制御する電気車の制御方法にお
いて、電気車の走行中に所定のトルクを要する運転では
、可変電圧可変周波数インバータの出力電圧を変調領域
で増加させるとともに所定のすべり周波数を印加し、上
記可変電圧可変周波数インバータの出力電圧を上記変調
領域の出力しうる最大電圧で非変調領域へ切り換えて上
記すべり周波数を入力された値から誘導電動機に所望さ
れるトルク出力となるすべり周波数となるまで増加する
ことを特徴とする電気車の制御方法。 - （３）出力電圧が最大の非変調領域と出力電圧が可変の
変調領域を有する可変電圧可変周波数インバータで誘導
電動機を制御し、上記可変電圧可変周波数インバータの
出力電圧と上記誘導電動機のすべり周波数を制御して上
記誘導電動機のトルクを制御する電気車の制御方法にお
いて、電気車の走行中に所定のトルクを要する運転では
、可変電圧可変周波数インバータの出力電圧を変調領域
で増加させるとともにすべり周波数を所定の値まで増加
させ、上調変調領域で出力しうる最大電圧で非変調領域
へ切換えて誘導電動機に所望されるトルク出力となるま
ですべり周波数を増加する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 |
|---|---|---|---|
| JP59176916A JPS6154802A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 電気車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59176916A JPS6154802A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 電気車の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6154802A true JPS6154802A (ja) | 1986-03-19 |
Family
ID=16022000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59176916A Pending JPS6154802A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | 電気車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6154802A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259881A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | Shimizu Corp | 書き替え可能な記憶素子付バンド |
| CN1089652C (zh) * | 1997-04-24 | 2002-08-28 | 株式会社神户制钢所 | 双规片的中间材料及其制造方法和双规片的制造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5839201A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電気車制御装置 |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP59176916A patent/JPS6154802A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5839201A (ja) * | 1981-08-31 | 1983-03-07 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 電気車制御装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01259881A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-17 | Shimizu Corp | 書き替え可能な記憶素子付バンド |
| CN1089652C (zh) * | 1997-04-24 | 2002-08-28 | 株式会社神户制钢所 | 双规片的中间材料及其制造方法和双规片的制造方法 |
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