JPS62163502A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPS62163502A JPS62163502A JP61002074A JP207486A JPS62163502A JP S62163502 A JPS62163502 A JP S62163502A JP 61002074 A JP61002074 A JP 61002074A JP 207486 A JP207486 A JP 207486A JP S62163502 A JPS62163502 A JP S62163502A
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- JP
- Japan
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- voltage
- motor
- inverter
- torque
- omega0
- 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.)
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- 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
Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は誘導電動機駆ｙｊＪ電気車のインバータ制御装
置に関する。
置に関する。
近時車両駆動電動機のブラシレス化と小形軽量化を目的
として、誘導電動機駆動方式が実用に供されるようにな
って来た。現在、各種の方式が研究開発あるいは実用に
供されているが、誘導電動機やインバータ装置をいかに
小形軽量にするかが省エネルギー性を高めるうえで重要
なポイントである。
として、誘導電動機駆動方式が実用に供されるようにな
って来た。現在、各種の方式が研究開発あるいは実用に
供されているが、誘導電動機やインバータ装置をいかに
小形軽量にするかが省エネルギー性を高めるうえで重要
なポイントである。
第１図は、例えば、特開昭５２−１５１８１２号公報に
開示されたような従来の実施例の回路図である。
開示されたような従来の実施例の回路図である。
このシステムは交流を電源とするインバータ制御システ
ムである。直流電源装置２はパンタグラフ１１および変
圧器１２を通じて交流を変電し、直流電圧Ｅｏを発生す
る。電圧検出器５２によって直流電圧ＥＤを検出して、
一定の直流基準電圧ＥＲと比較して、電圧制御装置５１
によって、直流電圧ＥＤを一定に制御している。
ムである。直流電源装置２はパンタグラフ１１および変
圧器１２を通じて交流を変電し、直流電圧Ｅｏを発生す
る。電圧検出器５２によって直流電圧ＥＤを検出して、
一定の直流基準電圧ＥＲと比較して、電圧制御装置５１
によって、直流電圧ＥＤを一定に制御している。
インバータ装置２は直流電圧Ｅｏを受けて、制御装置６
１によってパルス幅変調制御により、可変電圧可変周波
数の交流電圧を発生してモータ４を駆動する。インバー
タ制御装置６１には、モータの回転検出器６２よりモー
タ４の回転速度ω。
１によってパルス幅変調制御により、可変電圧可変周波
数の交流電圧を発生してモータ４を駆動する。インバー
タ制御装置６１には、モータの回転検出器６２よりモー
タ４の回転速度ω。
が、また電流検出器６３よりモータの電流がフィードバ
ックされ、トルクパターン発生部６４の指令によってト
ルク制御される。
ックされ、トルクパターン発生部６４の指令によってト
ルク制御される。
第２図は電圧、電流およびトルク特性図である。
モータ電圧Ｅには、インバータの周波数ω０ωｒにすべ
り回転速度ωＳを加えたものに対して０くωｏくω１の
範囲ではＥＭ／ω０がほぼ一定となるようが入ると思い
ますパルス幅制御変調制御される。ω。
り回転速度ωＳを加えたものに対して０くωｏくω１の
範囲ではＥＭ／ω０がほぼ一定となるようが入ると思い
ますパルス幅制御変調制御される。ω。
〉ω工の領域ではいわゆる１パルスモードとなり、イン
バータの出力電圧、つまりモータ電圧ＥＨはＥ阿＝＝
−ｐ： ｏ ・・・（１）なる関係によっ
て決まる最大値に達し、もはやインバータでは電圧制御
出来ない。
バータの出力電圧、つまりモータ電圧ＥＨはＥ阿＝＝
−ｐ： ｏ ・・・（１）なる関係によっ
て決まる最大値に達し、もはやインバータでは電圧制御
出来ない。
このようなＥＭパターンで制御されるモータの最大トル
ク、すなわち誘導電動機の停動トルクＴｍａｘの特性は
、第２図のＰ−Ｑ−Ｒの如き特性となり、モータのトル
クＴは、このＴｒｍａｘ特性の内側でしか利用できない
、ω０〉ω工の１パルスモードでは、Ｔｍａｘは なる関係となり、Ｅｏを一定とした時には、回転速度ω
０の二乗に反比例する。したがって、特に高速域におい
てトルクの減少が著しくなり、高速域で十分なトルクが
得られないという欠点がある。
ク、すなわち誘導電動機の停動トルクＴｍａｘの特性は
、第２図のＰ−Ｑ−Ｒの如き特性となり、モータのトル
クＴは、このＴｒｍａｘ特性の内側でしか利用できない
、ω０〉ω工の１パルスモードでは、Ｔｍａｘは なる関係となり、Ｅｏを一定とした時には、回転速度ω
０の二乗に反比例する。したがって、特に高速域におい
てトルクの減少が著しくなり、高速域で十分なトルクが
得られないという欠点がある。
高速域でのトルクを大きくするために、直流電圧ＥＤを
大きくすると、インバータ装置３のスイッチ素子３１の
耐圧を高くする必要があり、インバータ装置３が高価と
なる欠点がある。
大きくすると、インバータ装置３のスイッチ素子３１の
耐圧を高くする必要があり、インバータ装置３が高価と
なる欠点がある。
本発明は、安価なインバータ装置で高速域のトルクを増
大させることを目的とする。
大させることを目的とする。
本発明は、インバータ装置３に印加される直流電圧を１
パルス制御モードにおいてのみ上昇させることを特徴と
する。
パルス制御モードにおいてのみ上昇させることを特徴と
する。
第３図は本発明の一実施例を示す回路図である。
第１図の従来例と異なる点は、可変基準電圧発生部５３
を設け、回転速度ωｒに応じて直流電圧Ｅｎを制御する
ようにしたことである。
を設け、回転速度ωｒに応じて直流電圧Ｅｎを制御する
ようにしたことである。
第４図は本発明の一実施例の制御特性図であって、第２
図の従来例の特性に示すように、トルクＴが限界線Ｔｍ
ａｘに接近する回転速度０２以上の領域において、直流
電圧ＥＤを増加させる０例えばこの領域で ＥＤｏｃζ ・・・（３）なる関係に
すれば、（２）式より Ｔ＋＊ａｘぼ□ ・・・（４）ωＯ となり、限界線Ｔｍａｘは回転速度ω０に逆比例の関係
を保って減少する。したがって、ω０〉ω２なる高速域
において、従来例より大きなトルクが得られる。
図の従来例の特性に示すように、トルクＴが限界線Ｔｍ
ａｘに接近する回転速度０２以上の領域において、直流
電圧ＥＤを増加させる０例えばこの領域で ＥＤｏｃζ ・・・（３）なる関係に
すれば、（２）式より Ｔ＋＊ａｘぼ□ ・・・（４）ωＯ となり、限界線Ｔｍａｘは回転速度ω０に逆比例の関係
を保って減少する。したがって、ω０〉ω２なる高速域
において、従来例より大きなトルクが得られる。
次に１パルス領域においてｉ流電圧Ｅｏを太きくしでも
、インバータ装置３のスイッチング素子３１の耐圧を大
きくする必要のないことを説明する。
、インバータ装置３のスイッチング素子３１の耐圧を大
きくする必要のないことを説明する。
実施例のスイッチング素子３１には自己漏弧機能を有す
るゲートターンオフサイリスタＧＴＯが用いられている
。第５図はインバータ装置３の１アームの詳細回路図で
あって、ＧＴＯ素子３１、ダイオード３２と並列にスナ
バダイオード３３、スナバコンデンサ３４、スナバ抵抗
３５よりなるスナバ回路が接続されている。３６は源浮
インダクタンスである。
るゲートターンオフサイリスタＧＴＯが用いられている
。第５図はインバータ装置３の１アームの詳細回路図で
あって、ＧＴＯ素子３１、ダイオード３２と並列にスナ
バダイオード３３、スナバコンデンサ３４、スナバ抵抗
３５よりなるスナバ回路が接続されている。３６は源浮
インダクタンスである。
ＧＴ○素子３１が電流Ｉｐ をしゃ断した時の素子のア
ノード・カソード間電圧波形ＶＡＫは第６図のようにな
り、そのピーク値Ｖｐは で表わされる。Ｌは浮遊インダクタンス３６のインダク
タンス値、Ｃはスナバコンデンサ３４のキャパシタンス
値である。
ノード・カソード間電圧波形ＶＡＫは第６図のようにな
り、そのピーク値Ｖｐは で表わされる。Ｌは浮遊インダクタンス３６のインダク
タンス値、Ｃはスナバコンデンサ３４のキャパシタンス
値である。
さて、実際の運転状態でＧＴＯ素子３１のしゃ断する電
流値は、多パルスモードに比べて、１パルスモードの方
が小さい、第７図は多パルスモードのモータ電流波形例
であって、リプルを含んだ正弦波形となる。ＧＴ○素子
３１はＰｚ、 Ｐｚ・・・のようにリプルのピーク値で
電流をしゃ断する。その最大値Ｉｐは、モータ電流の基
本波実効値をｒｓとすれば、 Ｉ Ｐ ＝ ｋ−Ｅ・工に ・・・（６）で表
わされる。ｋはリプル係数であって、モータの内部イン
ダクタンスやパルス幅変調度によって異なるが、おおよ
そに＝１．３〜１．４である。
流値は、多パルスモードに比べて、１パルスモードの方
が小さい、第７図は多パルスモードのモータ電流波形例
であって、リプルを含んだ正弦波形となる。ＧＴ○素子
３１はＰｚ、 Ｐｚ・・・のようにリプルのピーク値で
電流をしゃ断する。その最大値Ｉｐは、モータ電流の基
本波実効値をｒｓとすれば、 Ｉ Ｐ ＝ ｋ−Ｅ・工に ・・・（６）で表
わされる。ｋはリプル係数であって、モータの内部イン
ダクタンスやパルス幅変調度によって異なるが、おおよ
そに＝１．３〜１．４である。
これに対し、１パルスモードでは、モータ電流波形は第
８図のようになり、ＧＴＯ素子３１は１サイクル１回、
Ｑ点で電流をしゃ断する。Ｑ点の電流値ＩＱは、モータ
電流、基本波実効値ＩＮに対し、 ＩＱ＝（０，７〜０．８） Ｆｉ：・ＩＮ （７）で
表わされる。
８図のようになり、ＧＴＯ素子３１は１サイクル１回、
Ｑ点で電流をしゃ断する。Ｑ点の電流値ＩＱは、モータ
電流、基本波実効値ＩＮに対し、 ＩＱ＝（０，７〜０．８） Ｆｉ：・ＩＮ （７）で
表わされる。
（６）、（７）式より
１ｏ＜Ｉｐ （８）であるから
、多パルスモードから１パルスモードへ移行すると、Ｉ
Ｍが同一であっても、（５）式の過充電成分ｘｐｉΣ石
が小さくなるので、その分、直流電圧Ｅｏを上昇させて
も、ＧＴ○素子３１のＡ−に間型圧のピーク値Ｖｐは大
きくならない。
、多パルスモードから１パルスモードへ移行すると、Ｉ
Ｍが同一であっても、（５）式の過充電成分ｘｐｉΣ石
が小さくなるので、その分、直流電圧Ｅｏを上昇させて
も、ＧＴ○素子３１のＡ−に間型圧のピーク値Ｖｐは大
きくならない。
本発明の実施例においては、１パルスに移行する回転速
度ω１より大きい回転速度ω２から直流電圧Ｅｎは除々
に上昇させる例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではない必要に応じて。
度ω１より大きい回転速度ω２から直流電圧Ｅｎは除々
に上昇させる例を示したが、本発明はこれに限定される
ものではない必要に応じて。
１パルスに移行した直後から直流電圧ＥＤを任意のパタ
ーンで上昇させてもよい。
ーンで上昇させてもよい。
また、実施例では、回転速度ω、に対して直流電圧Ｅｏ
を上昇させるパターンを発生させるものを示したが、こ
れに限定されるものではなく１例えば、インバータ制御
袋＠６１より１パルスモードに移行した信号をもらって
、直流電圧Ｅｏを上昇させるパターンを発生させてもよ
い。
を上昇させるパターンを発生させるものを示したが、こ
れに限定されるものではなく１例えば、インバータ制御
袋＠６１より１パルスモードに移行した信号をもらって
、直流電圧Ｅｏを上昇させるパターンを発生させてもよ
い。
実施例においては、直流電源装置として交流を置換して
直流電圧を得る変換易を例示したが、これに限定される
ものではなく、例えば、直流電圧を受けて可変直流電圧
を発生するチョッパ式の直流−直流電力変換装置でもよ
い。
直流電圧を得る変換易を例示したが、これに限定される
ものではなく、例えば、直流電圧を受けて可変直流電圧
を発生するチョッパ式の直流−直流電力変換装置でもよ
い。
以上の如く、本発明によれば、インバータ装置３のスイ
ッチング素子（ＧＴＯ）３１の耐圧を上昇させることな
く、モータのトルク限界を大きくすることが出来る。
ッチング素子（ＧＴＯ）３１の耐圧を上昇させることな
く、モータのトルク限界を大きくすることが出来る。
第１図は従来の実施例の回路図、第２図は従来例の説明
図、第３図は本発明の実施例の回路図。 第４図は本発明の詳細な説明図、第５図はインバータの
１アームの部分詳細図、第６図はスイッチング素子の電
圧波形、第７図、第８図はモータの電流波形図である。 ２・・・直流電源装置、３・・・インバータ装置、４・
・・モータ、５１・・・電圧制御装置、５３・・・可変
電圧基準発生部、６１・・・インバータ制御装置。
図、第３図は本発明の実施例の回路図。 第４図は本発明の詳細な説明図、第５図はインバータの
１アームの部分詳細図、第６図はスイッチング素子の電
圧波形、第７図、第８図はモータの電流波形図である。 ２・・・直流電源装置、３・・・インバータ装置、４・
・・モータ、５１・・・電圧制御装置、５３・・・可変
電圧基準発生部、６１・・・インバータ制御装置。
Claims (1)
- １、直流電源装置、該直流電源装置の直流出力電圧をパ
ルス幅変調して可変電圧可変周波数の交流電圧に変換し
誘導電動機を駆動するインバータ装置を有する電気車の
インバータ制御装置において、直流電源装置の直流出力
電圧を、インバータ装置の１パルス制御モードで、多パ
ルス制御モードの直流出力電圧よりも上昇させることを
特徴とする電気車のインバータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002074A JPH088792B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61002074A JPH088792B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5225461A Division JPH06189412A (ja) | 1993-08-01 | 1993-09-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62163502A true JPS62163502A (ja) | 1987-07-20 |
| JPH088792B2 JPH088792B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=11519193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61002074A Expired - Lifetime JPH088792B2 (ja) | 1986-01-10 | 1986-01-10 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088792B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007074810A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Hitachi Ltd | 交流電気車用電力変換装置 |
| JP2010288451A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-12-24 | Hitachi Ltd | 交流電気車用電力変換装置及びその制御方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999903A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | 電気車制御装置の制御方法 |
-
1986
- 1986-01-10 JP JP61002074A patent/JPH088792B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5999903A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-08 | Toshiba Corp | 電気車制御装置の制御方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007074810A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Hitachi Ltd | 交流電気車用電力変換装置 |
| JP4607717B2 (ja) * | 2005-09-06 | 2011-01-05 | 株式会社日立製作所 | 交流電気車用電力変換装置 |
| JP2010288451A (ja) * | 2010-08-06 | 2010-12-24 | Hitachi Ltd | 交流電気車用電力変換装置及びその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088792B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |