JPS6216003A - 電気車の制御装置 - Google Patents
電気車の制御装置Info
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- JPS6216003A JPS6216003A JP60151380A JP15138085A JPS6216003A JP S6216003 A JPS6216003 A JP S6216003A JP 60151380 A JP60151380 A JP 60151380A JP 15138085 A JP15138085 A JP 15138085A JP S6216003 A JPS6216003 A JP S6216003A
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- control device
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- 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
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (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〕
この発明は電気車の制御装置に係シ、とくに粘着性能を
最大限に発揮することができるようにした電気車の空転
制御装置に関するものである。
最大限に発揮することができるようにした電気車の空転
制御装置に関するものである。
電気車両の駆動は車輪とレールとの間の粘着力によって
行われるため、この粘着力を最大限に利用することが車
両技術の基本である。第９図は車輪とレールとの間の粘
着係数とすベシ速度との関係を示す特性図で、粘着係数
の値自体はレールの表面状態、天候、走行速度等によっ
て大巾に変動する。車輪の引張力／軸重が第９図Ｐ点の
粘着係数を越えると大空転が発生し、主電動機、歯車装
置等の回転部分、レール表面、車輪踏面に機械的損傷が
発生するとともに引張力も低下するため、これを防止し
、しかもできるだけＰ点に近い状態で運転を行うのが大
きな課題である。一般にすベシ速度がＰ点以下の領域を
微小運転領域、即ちクリープ領域、Ｐ点以上をスリップ
領域と称す。
行われるため、この粘着力を最大限に利用することが車
両技術の基本である。第９図は車輪とレールとの間の粘
着係数とすベシ速度との関係を示す特性図で、粘着係数
の値自体はレールの表面状態、天候、走行速度等によっ
て大巾に変動する。車輪の引張力／軸重が第９図Ｐ点の
粘着係数を越えると大空転が発生し、主電動機、歯車装
置等の回転部分、レール表面、車輪踏面に機械的損傷が
発生するとともに引張力も低下するため、これを防止し
、しかもできるだけＰ点に近い状態で運転を行うのが大
きな課題である。一般にすベシ速度がＰ点以下の領域を
微小運転領域、即ちクリープ領域、Ｐ点以上をスリップ
領域と称す。
ところで、従来は空転の発生を検知してから引張力を低
減ずるいわゆる空転発生後の事後処理修正制御方式が採
用されていた。第１０図及び第１／図は従来の電気車の
制御装置における空転検知方式であり、それぞれ電圧比
較方式及び電流比較方式を示す。
減ずるいわゆる空転発生後の事後処理修正制御方式が採
用されていた。第１０図及び第１／図は従来の電気車の
制御装置における空転検知方式であり、それぞれ電圧比
較方式及び電流比較方式を示す。
これらの各方式を簡単に説明すると、第１０図の電圧比
較方式は各軸車電動機Ａ７及びＡユの電圧■ｍ７及び■
工、を比較して空転を検出するものであり、その検出感
度は６〜７ ｋｍ ／ ｈ程度である。
較方式は各軸車電動機Ａ７及びＡユの電圧■ｍ７及び■
工、を比較して空転を検出するものであり、その検出感
度は６〜７ ｋｍ ／ ｈ程度である。
第１／図の電流比較方式の場合は、各軸車電動機Ａ７及
びＡ、の電流を比較することによシ空転を検出するもの
であり空転電動機の電流が減少するという原理を用いて
いる。この場合、電流の変化は比較的緩慢であり、空転
検知が遅れるという性質がある。
びＡ、の電流を比較することによシ空転を検出するもの
であり空転電動機の電流が減少するという原理を用いて
いる。この場合、電流の変化は比較的緩慢であり、空転
検知が遅れるという性質がある。
その他に、速度発電機方式がちシ、この場合は、各軸車
電動機の速度差を速度発電機にょシ検出して空転検出す
るもので検出感度は３ ｋｍ ／ ｈ程度である。
電動機の速度差を速度発電機にょシ検出して空転検出す
るもので検出感度は３ ｋｍ ／ ｈ程度である。
しかるに、上記のような従来の電気車の制御装置におい
ては、空転検知方式によってその検出感度に若干の差異
は認められるが、いずれも空転発生後即ちスリップ領域
での検出であるため第９図のＲ点近傍で空転を検知し、
Ｓ点まで引張力を下げて再粘着させる方式であり、実用
粘着係数が比較的低い領域で使用されることになｐ次の
ような欠点があった。即ち、電気機関車においては、動
軸数を増す必要性から製造コストが高くなシ、また動軸
数を一定にするとけん引荷重が小さくなる。
ては、空転検知方式によってその検出感度に若干の差異
は認められるが、いずれも空転発生後即ちスリップ領域
での検出であるため第９図のＲ点近傍で空転を検知し、
Ｓ点まで引張力を下げて再粘着させる方式であり、実用
粘着係数が比較的低い領域で使用されることになｐ次の
ような欠点があった。即ち、電気機関車においては、動
軸数を増す必要性から製造コストが高くなシ、また動軸
数を一定にするとけん引荷重が小さくなる。
そして、電気車においては一編成中の電動車比率（電動
車／付随車）が大きくなシ製作コスト及び保守コストが
高くなるという問題点があった。また、比較軸が同時空
転すると検知不可能になるという問題点もあった。
車／付随車）が大きくなシ製作コスト及び保守コストが
高くなるという問題点があった。また、比較軸が同時空
転すると検知不可能になるという問題点もあった。
この発明はこのような従来のものの欠点を解消するため
になされたもので、粘着性能を最大限に発揮することが
できる電気車の制御装置を提供することを目的とするも
のである。
になされたもので、粘着性能を最大限に発揮することが
できる電気車の制御装置を提供することを目的とするも
のである。
上記の目的を達成するため、この発明にかがる電気車の
制御装置では、空転前駆現象として車輪とレールの間に
すベシ速度が発生すると輪軸、でねじシ自励撮動が発生
し、とのねじり自励振動の固有振動周波数成分は車輪に
取付けられた加速度検出器及びフィルタによって角加速
度の信号レベルの特定周波数成分として検出される。そ
して、更に、この角加速度信号の特定周波数成分の信号
レベルを全体の加速度検出信号レベルによってユニット
化した信号と、上記加速度のユニット化した許容最大信
号基準値とを比較し、ユニット化した角加速度信号レベ
ルが一定になるように電気車の主電動機の引張力を制御
する電動機制御回路を備えたものである。
制御装置では、空転前駆現象として車輪とレールの間に
すベシ速度が発生すると輪軸、でねじシ自励撮動が発生
し、とのねじり自励振動の固有振動周波数成分は車輪に
取付けられた加速度検出器及びフィルタによって角加速
度の信号レベルの特定周波数成分として検出される。そ
して、更に、この角加速度信号の特定周波数成分の信号
レベルを全体の加速度検出信号レベルによってユニット
化した信号と、上記加速度のユニット化した許容最大信
号基準値とを比較し、ユニット化した角加速度信号レベ
ルが一定になるように電気車の主電動機の引張力を制御
する電動機制御回路を備えたものである。
この発明においては、空転前駆現象を輪軸の角加速度検
出信号として検出し、その検出信号のうち特定周波数成
分をフィルタによって抽出し、ユニット化した後、最大
の粘着係数にほぼ近い一定の規準値になるよう閉ループ
でクリープ制御を行う。
出信号として検出し、その検出信号のうち特定周波数成
分をフィルタによって抽出し、ユニット化した後、最大
の粘着係数にほぼ近い一定の規準値になるよう閉ループ
でクリープ制御を行う。
以下、この発明の実施例を図面について説明する。
第１図はこの発明を適用した第１の実施例における電気
車の制御装置の制御ブロックを示しておシ、第２図は電
気車の機械構造を示している。両図において、（Ｐａｎ
）はパンタグラフ、 （ＣＨ）はパンタグラフ（Ｐａ
ｎ ）からの直流入力を制御して台車（ＢＣ））内に組
込まれた主電動機（ＴＭ）に直流電流を供給するチョッ
パ回路、（ＡＤ）は台車（ＢＣ））の輪軸（Ａｘ）の角
加速度を検出する加速度検出器、（ＤＦ）は加速度検出
器（ＡＤ ）で検出した輪軸（ＡＸ）の角加速度のうち
空転前駆現象となる特定周波数成分ノ信号しベルのみを
抽出するディジタルフィルタ回路である。このディジタ
ルフィルタ回路（ＤＦ）はその人力部に増幅器（図示せ
ず）を設け、所定の範囲の周波数帯を通過せしめ、その
中がら空転前駆現象としての輪軸（ＡＸ）の角加速度の
周波数成分をマイクロプロセッサを使って、ディジタル
的に処理して抽出する周知のものでよく、信号処理時間
は数ｍｓ程度と極めて速い信号処理を行うことができる
ものを使用する。そして加速度検出器（ＡＤ）とディジ
タルフィルタ回路（ＤＦ）とドよシ、加速度検出回路（
ＡＣＣ）を構成する。
車の制御装置の制御ブロックを示しておシ、第２図は電
気車の機械構造を示している。両図において、（Ｐａｎ
）はパンタグラフ、 （ＣＨ）はパンタグラフ（Ｐａ
ｎ ）からの直流入力を制御して台車（ＢＣ））内に組
込まれた主電動機（ＴＭ）に直流電流を供給するチョッ
パ回路、（ＡＤ）は台車（ＢＣ））の輪軸（Ａｘ）の角
加速度を検出する加速度検出器、（ＤＦ）は加速度検出
器（ＡＤ ）で検出した輪軸（ＡＸ）の角加速度のうち
空転前駆現象となる特定周波数成分ノ信号しベルのみを
抽出するディジタルフィルタ回路である。このディジタ
ルフィルタ回路（ＤＦ）はその人力部に増幅器（図示せ
ず）を設け、所定の範囲の周波数帯を通過せしめ、その
中がら空転前駆現象としての輪軸（ＡＸ）の角加速度の
周波数成分をマイクロプロセッサを使って、ディジタル
的に処理して抽出する周知のものでよく、信号処理時間
は数ｍｓ程度と極めて速い信号処理を行うことができる
ものを使用する。そして加速度検出器（ＡＤ）とディジ
タルフィルタ回路（ＤＦ）とドよシ、加速度検出回路（
ＡＣＣ）を構成する。
（ＲＡ）はディジタルフィルタ回路（ＤＦ）かラノ出力
としての空転前駆現象となる特定周波数成分の信号レベ
ルを全体の加速度信号レベルによってユニット化するた
めの回路である。これは加速度検出器（ＡＤ）による検
出信号レベルが、車輪とレール面の摩擦状態（輪重、車
速等によって変化）によって変化するため、ユニット化
回路（ＲＡ ）によって、輪重及び車速等の影響をなく
すことができる。（ＣＰＲ）は上記加速度周波数成分の
ユニット化した許容最大振幅基準値（Ａｓ ）とユニッ
ト化回路（ＲＡ）からの出力とを比較する比較器、（Ｓ
Ｃ）は比較器（（’ＰＲ）からの出力がありたとき、こ
れを受けてクリープ量を制御する制御信号を出力するク
リープ制御器、（ＡＭＰ）はクリープ制御器（ＳＣ）か
らの制御信号と車両加速のための電流指令値（工ｐ）と
直流変成器（ＤＣＣＴ＞にょシ検出した主電動機電流（
ＩＭ）とを入力して、チョッパ回路（ＣＨ）にゲート信
号を出力する増幅器である。そして、チョッパ回路（Ｃ
Ｈ）、ユニット化回路（ＲＡ ）、ユニット化された許
容最大振幅基準値（Ａｓ）、比制御装置１半５唸を構成
する。
としての空転前駆現象となる特定周波数成分の信号レベ
ルを全体の加速度信号レベルによってユニット化するた
めの回路である。これは加速度検出器（ＡＤ）による検
出信号レベルが、車輪とレール面の摩擦状態（輪重、車
速等によって変化）によって変化するため、ユニット化
回路（ＲＡ ）によって、輪重及び車速等の影響をなく
すことができる。（ＣＰＲ）は上記加速度周波数成分の
ユニット化した許容最大振幅基準値（Ａｓ ）とユニッ
ト化回路（ＲＡ）からの出力とを比較する比較器、（Ｓ
Ｃ）は比較器（（’ＰＲ）からの出力がありたとき、こ
れを受けてクリープ量を制御する制御信号を出力するク
リープ制御器、（ＡＭＰ）はクリープ制御器（ＳＣ）か
らの制御信号と車両加速のための電流指令値（工ｐ）と
直流変成器（ＤＣＣＴ＞にょシ検出した主電動機電流（
ＩＭ）とを入力して、チョッパ回路（ＣＨ）にゲート信
号を出力する増幅器である。そして、チョッパ回路（Ｃ
Ｈ）、ユニット化回路（ＲＡ ）、ユニット化された許
容最大振幅基準値（Ａｓ）、比制御装置１半５唸を構成
する。
第３図は輪軸（ＡＸ）の回転角加速度の特定周波数成分
の信号レベルが、車輪とレールの間の相対すべり軍と密
接な相関を持っていることを示す。
の信号レベルが、車輪とレールの間の相対すべり軍と密
接な相関を持っていることを示す。
第３図によれば、すベラ率が増大すると上記輪軸（ＡＸ
）の角加速度の特定周波数成分の信号レベルもすべり率
に比例して増大していることがわかる。
）の角加速度の特定周波数成分の信号レベルもすべり率
に比例して増大していることがわかる。
一方、加速度検出器（ＡＤ）の測定値αがら、以下の（
１）及び（２）式によってそれぞれトルクでおよびねじ
シひずみγを求めることができるので、（２）式から、
振動角周波数を求めて輪軸（ＡＸ）のねじり固有振動周
波数に換算できる。
１）及び（２）式によってそれぞれトルクでおよびねじ
シひずみγを求めることができるので、（２）式から、
振動角周波数を求めて輪軸（ＡＸ）のねじり固有振動周
波数に換算できる。
ＬＴ
２、Ｒ６・ 町°（ｘ）
ここで、ｄ：車輪径
０：横弾性係数
■：断断面２極極モーメン
ト二車軸長
Ｒ：加速度検出器の取付は半径
α：測定加速度
ω：：動加速度
次に、上記のように構成されたこの発明の第１の実施例
としての電気車の制御装置の動作を説明する。
としての電気車の制御装置の動作を説明する。
台車ＩＣ））に組込まれた主電動機（ＴＭ）によって輪
軸（ＡＸ）が駆動されるが、車輪とレールの間にすべり
速健が発生すると輪軸（ＡＸ）にねじシ振動が発生する
。そして、このねじり自励振動の固有振動周波数成分は
車輪に取付けられた加速度検出器（第２図ではＡＤ、）
によって検出される。これは上記（２）式からも明らか
であり、また実測データによっても確認されている。
軸（ＡＸ）が駆動されるが、車輪とレールの間にすべり
速健が発生すると輪軸（ＡＸ）にねじシ振動が発生する
。そして、このねじり自励振動の固有振動周波数成分は
車輪に取付けられた加速度検出器（第２図ではＡＤ、）
によって検出される。これは上記（２）式からも明らか
であり、また実測データによっても確認されている。
第３図に示すように、車輪とレール間の相対すペシ率が
増大すると上記輪軸（ＡＸ）の角加速度の特定周波数成
分の信号レベルもすべり率に比例して増大するとともに
、この特定周波数成分信号は第９図に示すように車両速
度にほぼ比例して増加するので、車両速度等の影響を除
去するため、前記ユニット化回路（ＲＡ）を設けである
。即ち、このユニット化回路（ＲＡ）ではその特定周波
数成分の信号レベルを全体の角加速度信号レベルで割っ
てユニット（規準）化を図シ車両速度成分や軸重成分を
除去している。
増大すると上記輪軸（ＡＸ）の角加速度の特定周波数成
分の信号レベルもすべり率に比例して増大するとともに
、この特定周波数成分信号は第９図に示すように車両速
度にほぼ比例して増加するので、車両速度等の影響を除
去するため、前記ユニット化回路（ＲＡ）を設けである
。即ち、このユニット化回路（ＲＡ）ではその特定周波
数成分の信号レベルを全体の角加速度信号レベルで割っ
てユニット（規準）化を図シ車両速度成分や軸重成分を
除去している。
従って、加速度検出器（ＡＤ）によセ上記ねじシ振動成
分を輪軸（ＡＸ）の角加速度αの形で検出し、これから
ディジタルフィルタ回路（ＤＦ）によ如その固有振動周
波数成分のみを取出すが、これが上記の特定周波数成分
の信号レベルに相当している。
分を輪軸（ＡＸ）の角加速度αの形で検出し、これから
ディジタルフィルタ回路（ＤＦ）によ如その固有振動周
波数成分のみを取出すが、これが上記の特定周波数成分
の信号レベルに相当している。
更にディジタルフィルタ回路（：ＤＦ）の出力をユニッ
ト化回路（ＲＡ）でユニット化し、このユニット化され
た固有振動周波数成分と第１図のＰ点に限シなく近い０
点に対応する予め実験によって求められた許容最大振幅
基準値（Ａｓ ）とを比較器（ＣＰＲ）で比較し、その
基準値（Ａｓ）をユニット化出力が越えたときクリープ
制御器（ＳＣ）を介して増幅器（ＡＭｐ）に入力される
。そして、車両加速のための電流指令値（工ｐ）を受け
た増幅器（ＡＭＰ）はチョッパ回路（ＣＨ）のゲート制
御回路を制御し、上記輪軸（ＡＸ）の角加速度で検出す
るねじυ振動成分が第９図のＱ点近傍に対応する値を維
持するように主電動機電流指令値（工、）を減じて主電
動機（ＴＭ）の引張力を減少させる。
ト化回路（ＲＡ）でユニット化し、このユニット化され
た固有振動周波数成分と第１図のＰ点に限シなく近い０
点に対応する予め実験によって求められた許容最大振幅
基準値（Ａｓ ）とを比較器（ＣＰＲ）で比較し、その
基準値（Ａｓ）をユニット化出力が越えたときクリープ
制御器（ＳＣ）を介して増幅器（ＡＭｐ）に入力される
。そして、車両加速のための電流指令値（工ｐ）を受け
た増幅器（ＡＭＰ）はチョッパ回路（ＣＨ）のゲート制
御回路を制御し、上記輪軸（ＡＸ）の角加速度で検出す
るねじυ振動成分が第９図のＱ点近傍に対応する値を維
持するように主電動機電流指令値（工、）を減じて主電
動機（ＴＭ）の引張力を減少させる。
上記のように、この発明の一実施例においては。
基準値（ＡＳ）に基づき、電気車は第９図の０点におけ
るすべり速度ｖＢで運転することになシ、レールの表面
状態や天候等の条件に関係なく、車輪とレールの間の最
大粘着係数（Ｐ点）にほぼ近い値を利用できるので、電
気機関車の場合にあっては動軸数を減少させることがで
き（例えば６動軸から弘動軸に減少可能）、電気機関車
の製作コストの大巾な低減、省資源が図られ、また主電
動機等の単機容量の増大によって効率向上による省エネ
ルギー化を図ることができる。更に電車の場合には粘着
係数の改善によって一編成列車における電動車比率を低
減ずることができ、初期投資の大巾な節減と省資源、ま
た列車重量の低減による省エネルギー化と保守費の低減
を図ることができる。
るすべり速度ｖＢで運転することになシ、レールの表面
状態や天候等の条件に関係なく、車輪とレールの間の最
大粘着係数（Ｐ点）にほぼ近い値を利用できるので、電
気機関車の場合にあっては動軸数を減少させることがで
き（例えば６動軸から弘動軸に減少可能）、電気機関車
の製作コストの大巾な低減、省資源が図られ、また主電
動機等の単機容量の増大によって効率向上による省エネ
ルギー化を図ることができる。更に電車の場合には粘着
係数の改善によって一編成列車における電動車比率を低
減ずることができ、初期投資の大巾な節減と省資源、ま
た列車重量の低減による省エネルギー化と保守費の低減
を図ることができる。
第５図はこの発明を適用した第２の実施例における電気
車の制御装置の制御ブロック図で、第１図のチョッパ回
路（ＣＨ）に代わり、７次側がパンタグラフ（Ｐａｎ）
に接続された主変圧器（ＭＴＲ）とその２次側に接続さ
れたサイリスクブリッジ回路（ＴＨＢ）とが採用されて
おシ、これに加え、ユニット化回路（ＲＡ）、ユニット
化された許容最大振幅基準値（Ａｓ）、比較器（ＣＰＲ
）、クリープ制御器（ＳＣ）及び増幅器（ＡＭＰ）を含
めて電動機制御回路としてのサイリスタ位相制御装置（
ＴＭ（Ｊ）を構成している。この場合、交流電気車とし
て、上記第１の実施例の場合と同様の効果を達成するこ
とができる。
車の制御装置の制御ブロック図で、第１図のチョッパ回
路（ＣＨ）に代わり、７次側がパンタグラフ（Ｐａｎ）
に接続された主変圧器（ＭＴＲ）とその２次側に接続さ
れたサイリスクブリッジ回路（ＴＨＢ）とが採用されて
おシ、これに加え、ユニット化回路（ＲＡ）、ユニット
化された許容最大振幅基準値（Ａｓ）、比較器（ＣＰＲ
）、クリープ制御器（ＳＣ）及び増幅器（ＡＭＰ）を含
めて電動機制御回路としてのサイリスタ位相制御装置（
ＴＭ（Ｊ）を構成している。この場合、交流電気車とし
て、上記第１の実施例の場合と同様の効果を達成するこ
とができる。
第６図は第１図のディジタルフィルタ回路（ＤＦ）をア
ナログフィルタ回路（ＡＦ）と検波回路（ＤＥＴ）とで
構成した第３の実施例を示し、加速度検出器（ＡＤ）に
よる輪軸（ＡＸ）の角加速度検出によって輪軸（ＡＸ）
のねじれ振動のうち固有振動周波数成分ト検出する方式
である。
ナログフィルタ回路（ＡＦ）と検波回路（ＤＥＴ）とで
構成した第３の実施例を示し、加速度検出器（ＡＤ）に
よる輪軸（ＡＸ）の角加速度検出によって輪軸（ＡＸ）
のねじれ振動のうち固有振動周波数成分ト検出する方式
である。
第１図は第Ｓ図におけるディジタルフィルタ回路（ＤＦ
）をアナログフィルタ回路（ＡＦ ）と検波回路（ＤＥ
Ｔ）とで構成した第ダの実施例を示し、加速度検出器（
ＡＤ）による輪軸（ＡＸ）の角加速度の検出によって輪
軸（Ａｘ）のねじり振動のうち、固有振動周波数成分を
検出する方式である。
）をアナログフィルタ回路（ＡＦ ）と検波回路（ＤＥ
Ｔ）とで構成した第ダの実施例を示し、加速度検出器（
ＡＤ）による輪軸（ＡＸ）の角加速度の検出によって輪
軸（Ａｘ）のねじり振動のうち、固有振動周波数成分を
検出する方式である。
第６図および第１図に示す実施例においても、ユニット
化した角加速度信号レベルと加速度周波数成分のユニッ
ト化した許容最大振幅基準値（Ａｓ）とを比較し、ユニ
ット化した角加速度信号レベルが一定になるよう主電動
機（ＴＭ）の引張力を制御することにより、輪軸（ＡＸ
）の固有振動周波数成分が一定になるように制御される
ので、すベシ率を許容しながら粘着性能を最大限に発揮
することができる電気車の制御装置を構成している。
化した角加速度信号レベルと加速度周波数成分のユニッ
ト化した許容最大振幅基準値（Ａｓ）とを比較し、ユニ
ット化した角加速度信号レベルが一定になるよう主電動
機（ＴＭ）の引張力を制御することにより、輪軸（ＡＸ
）の固有振動周波数成分が一定になるように制御される
ので、すベシ率を許容しながら粘着性能を最大限に発揮
することができる電気車の制御装置を構成している。
第Ｓ図は電動機制御装置として、第１図のチョッパ回路
（ＣＨ）の代わシに可変電圧可変周波数制御回路（ＶＶ
ＶＦ）を使用したサイリスタ可変電圧可変周波数制御装
置（ＴＭＣ）を適用した場合のこの発明の第Ｓの実施例
を示し、この場合主電動機（ＴＭ）として３相かご形誘
導電動機を使用した電気車の制御装置を構成している。
（ＣＨ）の代わシに可変電圧可変周波数制御回路（ＶＶ
ＶＦ）を使用したサイリスタ可変電圧可変周波数制御装
置（ＴＭＣ）を適用した場合のこの発明の第Ｓの実施例
を示し、この場合主電動機（ＴＭ）として３相かご形誘
導電動機を使用した電気車の制御装置を構成している。
尚、上記各実施例では第二図に示す如く、加速度検出器
（ＡＤ、）はλ個／組として、車輪の同−半径上の対向
する位置に取付けている。これによって、加速度検出器
に加わる重力の成分を相殺し、車輪の角加速度成分のみ
を検出することが可能となる。また、輪軸（ＡＸ）は主
電動機（ＴＭ）から歯車装置（Ｇ）を介してトルクが伝
達され、回転体としては一体に構成されているので、第
２図における別の加速度検出器（ＡＤユ）を用いて主電
動機（ＴＭ）の回転子上に取付けても同様に角加速度α
を検出できる。
（ＡＤ、）はλ個／組として、車輪の同−半径上の対向
する位置に取付けている。これによって、加速度検出器
に加わる重力の成分を相殺し、車輪の角加速度成分のみ
を検出することが可能となる。また、輪軸（ＡＸ）は主
電動機（ＴＭ）から歯車装置（Ｇ）を介してトルクが伝
達され、回転体としては一体に構成されているので、第
２図における別の加速度検出器（ＡＤユ）を用いて主電
動機（ＴＭ）の回転子上に取付けても同様に角加速度α
を検出できる。
この発明は以上説明したように、電気車の輪軸が大空転
に至る前の空転前駆現象としての輪軸のねじり振動の固
有振動周波数成分を角加速度の形で加速度計によシ検出
し、この検出信号レベルのうち特定周波数成分の信号レ
ベルを全体の加速度検出信号レベルによってユニット化
することにより、検出信号の速度、軸重依存性をなくし
た上で、同じくユニット化した許容最大信号基準値と比
較し、ユニット化した加速度信号レベルがその基準値に
なるように主電動機の引張力を制御する構成としたので
、車輪とレールの間の最大粘着係数にほぼ近い粘着係数
を利用した空転のない電気車の運転ができ、且つ動軸数
を減らすことができコストの低減が図れるといり効果が
ある。
に至る前の空転前駆現象としての輪軸のねじり振動の固
有振動周波数成分を角加速度の形で加速度計によシ検出
し、この検出信号レベルのうち特定周波数成分の信号レ
ベルを全体の加速度検出信号レベルによってユニット化
することにより、検出信号の速度、軸重依存性をなくし
た上で、同じくユニット化した許容最大信号基準値と比
較し、ユニット化した加速度信号レベルがその基準値に
なるように主電動機の引張力を制御する構成としたので
、車輪とレールの間の最大粘着係数にほぼ近い粘着係数
を利用した空転のない電気車の運転ができ、且つ動軸数
を減らすことができコストの低減が図れるといり効果が
ある。
第１図はこの発明の第１の実施例における電気車の制御
装置の制御ブロック図、第２図は電気車の機械的構造の
一部を概略的に示す図、第３図は輪軸の角加速度の特定
周波数成分の信号レベルとすべり率との関係を示すグラ
フ図、第ｑ図は車両速度と輪軸の角加速度の特定周波数
成分の信号レベルとの関係を示すグラフ図、第５図ない
し第に図はこの発明のそれぞれ第２ないし第５の実施例
における電気車の制御装置の制御ブロック図、第９図は
車輪とレールとの間のすペシ速度（率）と粘着係数との
関係を示す特性図、そして第１Ｏ図及び第１／図は従来
の電気車の制御装置における空転検知方式としてのそれ
ぞれ電圧比較方式及び電流比較方式を示す概略図、であ
る。 図において、（ＴＭ）は電動機としての主電動機、（Ａ
ＣＣ）は加速度検出回路、（ＲＡ）はユニット化回路、
（ＣＰＲ）は比較器、（ｓａ）はクリープ制御器、（Ａ
Ｓ）はユニット化した許容最大信号レベル基準値、（Ｔ
ＭＣ／）〜（ＴＭＣ，？）は電動機制御回路、（ＣＨ）
はチョッパ回路、（ＴＨＢ ）はサイリスタ位相制御装
置、（ＶＶＶＦ）は可変電圧可変周波数制御回路、（Ｄ
Ｆ）はディジタルフィルタ回路、（ＡＦ）はアナログフ
ィルタ回路、（ＤＥＴ”ｌは検波回路、（ＡＸ）は輪軸
、（０）は歯車装置である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
装置の制御ブロック図、第２図は電気車の機械的構造の
一部を概略的に示す図、第３図は輪軸の角加速度の特定
周波数成分の信号レベルとすべり率との関係を示すグラ
フ図、第ｑ図は車両速度と輪軸の角加速度の特定周波数
成分の信号レベルとの関係を示すグラフ図、第５図ない
し第に図はこの発明のそれぞれ第２ないし第５の実施例
における電気車の制御装置の制御ブロック図、第９図は
車輪とレールとの間のすペシ速度（率）と粘着係数との
関係を示す特性図、そして第１Ｏ図及び第１／図は従来
の電気車の制御装置における空転検知方式としてのそれ
ぞれ電圧比較方式及び電流比較方式を示す概略図、であ
る。 図において、（ＴＭ）は電動機としての主電動機、（Ａ
ＣＣ）は加速度検出回路、（ＲＡ）はユニット化回路、
（ＣＰＲ）は比較器、（ｓａ）はクリープ制御器、（Ａ
Ｓ）はユニット化した許容最大信号レベル基準値、（Ｔ
ＭＣ／）〜（ＴＭＣ，？）は電動機制御回路、（ＣＨ）
はチョッパ回路、（ＴＨＢ ）はサイリスタ位相制御装
置、（ＶＶＶＦ）は可変電圧可変周波数制御回路、（Ｄ
Ｆ）はディジタルフィルタ回路、（ＡＦ）はアナログフ
ィルタ回路、（ＤＥＴ”ｌは検波回路、（ＡＸ）は輪軸
、（０）は歯車装置である。 なお各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (9)
- （１）電動機によつて駆動される輪軸のねじり自励振動
における固有振動周波数成分に対応する特定周波数成分
を輪軸の角加速度検出信号として出力する加速度検出回
路、及び 上記角加速度検出信号の特定周波数成分の信号レベルを
全体の角加速度信号レベルによつてユニット化する第１
手段と、このユニット化した角加速度検出信号と輪軸の
角加速度のユニット化した許容最大信号基準値とを比較
する第２手段と、上記ユニット化した角加速度検出信号
レベルが該基準値になるように上記電動機の引張力を制
御する第３手段とを有する電動機制御回路、 を備えたことを特徴とする電気車の制御装置。 - （２）加速度検出回路は、輪軸に取り付けられ該輪軸の
ねじり自励振動における固有振動周波数成分を角加速度
の信号として検出する加速度検出器と、上記角加速度信
号を入力して上記角加速度信号のうちから上記固有振動
周波数成分に対応する特定周波数成分を取り出すフィル
タ回路と、から構成されている特許請求の範囲第１項記
載の電気車の制御装置。 - （３）加速度検出器は、輪軸と歯車装置を介して取り付
けられる電動機の回転子に取り付けられ、上記輪軸のね
じり自励振動を上記電動機の回転子上で角加速度の形で
検出するものである特許請求の範囲第２項記載の電気車
の制御装置。 - （４）フィルタ回路は、ディジタルフィルタ回路である
特許請求の範囲第２項又は第３項記載の電気車の制御装
置。 - （５）フィルタ回路は、アナログフィルタ回路と検波回
路とから構成されている特許請求の範囲第２項又は第３
項記載の電気車の制御装置。 - （６）電動機制御回路の第３手段は、チョッパ回路を使
用して電動機電流を制御している特許請求の範囲第１項
乃至第５項のいずれかに記載の電気車の制御装置。 - （７）電動機制御回路の第３手段は、サイリスタブリッ
ジ回路を使用して電動機電流を制御している特許請求の
範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の電気車の制御
装置。 - （８）電動機は３相かご形誘導電動機であり、電動機制
御回路の第３手段は、サイリスタ可変電圧可変周波数制
御装置を使用して電動機の電流を制御している特許請求
の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の電気車の制
御装置。 - （９）電動機制御回路の第３手段は、第２手段に応答し
て電気車の加速のための電流指令値を減ずるクリープ制
御器を含んでいる特許請求の範囲第６項乃至第８項のい
ずれかに記載の電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60151380A JPH0757043B2 (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60151380A JPH0757043B2 (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 電気車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6216003A true JPS6216003A (ja) | 1987-01-24 |
| JPH0757043B2 JPH0757043B2 (ja) | 1995-06-14 |
Family
ID=15517302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60151380A Expired - Lifetime JPH0757043B2 (ja) | 1985-07-11 | 1985-07-11 | 電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757043B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009226447A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Toshiba Mach Co Ltd | 成形機の射出装置 |
| JP2020145863A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 駆動制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6098804A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の制御装置 |
-
1985
- 1985-07-11 JP JP60151380A patent/JPH0757043B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6098804A (ja) * | 1983-10-31 | 1985-06-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電気車の制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009226447A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Toshiba Mach Co Ltd | 成形機の射出装置 |
| JP2020145863A (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 駆動制御装置 |
| WO2020179266A1 (ja) * | 2019-03-07 | 2020-09-10 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 駆動制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0757043B2 (ja) | 1995-06-14 |
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