JPH0132721B2 - - Google Patents
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- JPH0132721B2 JPH0132721B2 JP56080552A JP8055281A JPH0132721B2 JP H0132721 B2 JPH0132721 B2 JP H0132721B2 JP 56080552 A JP56080552 A JP 56080552A JP 8055281 A JP8055281 A JP 8055281A JP H0132721 B2 JPH0132721 B2 JP H0132721B2
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- 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
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/048—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using AC supply for only the rotor circuit or only the stator circuit
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- 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
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-
- H—ELECTRICITY
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- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
Description
本発明は電気車の制御装置に係り、特に粘着性
能を向上させるのに好適な電気車の制御装置に関
する。 一般に電気車においては、乗り心地を良くする
ため、一定加速度となるように定トルク制御を行
つている。 誘導電動機を用いて定トルク制御を行う一般的
な方法として、電気車においてはすべり周波数s
と電動機電流Ｉを一定に制御することを行い、結
果としてインバータ出力の基本波電圧V1とイン
バータ周波数INVとの比V1／FINVを一定に保つこ
とである。 すなわち、第１図に示すような制御方法がとら
れている。図において、１は直流架線、２はパン
タグラフであり、交流き電の場合には、整流後の
直流結合回路に相当する。３と４は、平滑目的を
もつたそれぞれフイルタリアクトルとフイルタコ
ンデンサである。５は入力直流電圧を可変電圧・
可変周波数の交番電圧に変換する高周波パルス巾
変調可変電圧可変周波数インバータである。イン
バータ５の出力電圧は誘導電動機６ａ，６ｂに供
給される。７は誘導電動機６ａの回転周波数Mを
検出するために設けられたパルス発生器である。
８は前記回転周波数Mと一定のすべり周波数Sを
加減算しインバータ５の出力周波数INVを演算す
る加減算器である。 力行時は INV＝M＋S …… 回生時は INV＝M−S …… として一定のすべり周波数制御を行う。９は電動
機電流Ｉを検出する電流検出器、１０は検出され
た電動機電流Ｉと定電流基準値Ipとを比較しその
差を増巾する比較増巾器であり、その出力がイン
バータ５の出力可変電圧の変調の度合を示す変調
度PMFとなる。１１は加減算器８の出力である
インバータの出力周波数INVと比較増巾器１０の
出力である変調度とを入力してインバータ５の動
作を決定する位相器である。第２図に位相器１１
の詳細機能の一実施例を示す。 第２図において、２１は搬送波であり、２２は
変調波である。ここで、搬送波２１の波高値に対
する変調波２２の波高値の割合を変調度PMFと
いう。すなわち、搬送波２１の波高値を１とする
と変調波２２の波高値は第２図に示すように
PMFとなる。また、加減算器８の出力周波数INV
は変調波２２の周波数となる。 第２図中、２３は搬送波２１と変調波２２とを
比較し、搬送波２１の方が大の場合を“０”と
し、逆の場合を“１”としたＵ相変調信号であ
る。２４は変調波２２の１周期としたとき、Ｕ相
変調信号２３より1/3周期遅れたＶ相変調信号で
ある。 第２図には示していないが、Ｖ相変調信号２４
よりさらに1/3周期おくれたＷ相変調信号２５を
作る。そして上記２３，２４，２５の３相変調信
号を第３図に示すインバータ５の詳細図中の可制
御素子点弧信号とする。 第３図において、２７，２８はサイリスタ等か
らなるＵ相可制御素子、同様に２９，３０はＶ相
可制御素子、３１，３２はＷ相可制御素子であ
る。Ｕ相変調信号２３が“１”の場合を上側のＵ
相可制御素子２７の点弧信号とし、“０”を下側
のＵ相可制御素子２８の点弧信号とする。他Ｖ，
Ｗ相も同様とする。このとき第３図中Ｕ−Ｖ相出
力線間には第２図２６に示すようなパルス状の交
番電圧が発生する。他相線間にも図示しないが２
６と1/3周期ずつ位相のずれた交番電圧が発生す
る。 第４図に、第２図に比べて変調度PMFの大き
い場合を示す。第４図からわかるように変調度
PMFを大きくすると各相出力線間の交番電圧は
パルス巾が太くなり、電圧としては大きくなる。
以上のように、変調度PMFを変化させ出力電圧
の大きさを調整することにより定電流制御を行う
ことができ、一定のすべり周波数とすることがで
きる。 このような制御方法において、誘導電動機６ｂ
が空転を起したときには、インバータ５の出力周
波数は上昇しないので空転した誘導電動機６ｂの
すべり周波数が減少し、この結果電流が減少す
る。この場合、定電流制御を行うので出力電圧が
大きくなる。よつて、他の空転していない誘導電
動機６ａの電流が大きくなり空転を誘発させるこ
とがあつた。 本発明の目的は、空転を起した誘導電動機の影
響により健全な誘導電動機も空転を誘発すること
を防止する電気車の制御装置を提供することにあ
る。 以下、本発明の一実施例を図にとづいて説明す
る。第５図は本発明の一実施例を示している。本
実施例が第１図に示した従来のものと異る点はリ
ミツタ回路１２をもうけた点である。リミツタ回
路１２は、比較増巾器１０の出力をそのまま変調
度PMFとはせず、インバータ周波数に対応した
変調度最大値を超えることのないように制限する
機能がある。インバータ周波数に対応した変調度
最大値の一実施例を第６図に示す。第６図におい
て、0は誘導電動機６ａ，６ｂの定格周波数であ
り、一点鎖線はインバータ周波数INVが0のとき
に「１」となるような周波数比例直線３１であ
り、この直線に制御余裕分△PMFを加えた直線
で最大値が「１」で飽和するものをインバータ周
波数に対応した変調度最大値とする。 したがつて、本実施例によれば、誘導電動機６
ｂに空転が発生し、誘導電動機６ｂの電流が減少
しても、変調度PMFの値はインバータ周波数に
対応した値以上には上がらないので、インバータ
出力電圧は上がらず、誘導電動機６ａのトルクが
増大し、空転を誘発するということがない。 第７図には、本発明の他の実施例が示されてい
る。本実施例が、第５図図示実施例と異る点は、
インバータ入力電圧が一定でない場合に対応した
ものである点である。図中、１３はインバータ入
力電圧を検出する電圧検出器である。１４は加減
算器８の出力INVを電圧検出器１３の出力Ｅで除
す除算器である。すなわち、定格入力電圧E0の
場合の周波数比例直線を第８図中の３１とし、定
格より低い入力電圧E1の場合の点の周波数を1
とする。また変調度「１」の点においても、前述
したV1／INVは一定であるので （ただし、
能を向上させるのに好適な電気車の制御装置に関
する。 一般に電気車においては、乗り心地を良くする
ため、一定加速度となるように定トルク制御を行
つている。 誘導電動機を用いて定トルク制御を行う一般的
な方法として、電気車においてはすべり周波数s
と電動機電流Ｉを一定に制御することを行い、結
果としてインバータ出力の基本波電圧V1とイン
バータ周波数INVとの比V1／FINVを一定に保つこ
とである。 すなわち、第１図に示すような制御方法がとら
れている。図において、１は直流架線、２はパン
タグラフであり、交流き電の場合には、整流後の
直流結合回路に相当する。３と４は、平滑目的を
もつたそれぞれフイルタリアクトルとフイルタコ
ンデンサである。５は入力直流電圧を可変電圧・
可変周波数の交番電圧に変換する高周波パルス巾
変調可変電圧可変周波数インバータである。イン
バータ５の出力電圧は誘導電動機６ａ，６ｂに供
給される。７は誘導電動機６ａの回転周波数Mを
検出するために設けられたパルス発生器である。
８は前記回転周波数Mと一定のすべり周波数Sを
加減算しインバータ５の出力周波数INVを演算す
る加減算器である。 力行時は INV＝M＋S …… 回生時は INV＝M−S …… として一定のすべり周波数制御を行う。９は電動
機電流Ｉを検出する電流検出器、１０は検出され
た電動機電流Ｉと定電流基準値Ipとを比較しその
差を増巾する比較増巾器であり、その出力がイン
バータ５の出力可変電圧の変調の度合を示す変調
度PMFとなる。１１は加減算器８の出力である
インバータの出力周波数INVと比較増巾器１０の
出力である変調度とを入力してインバータ５の動
作を決定する位相器である。第２図に位相器１１
の詳細機能の一実施例を示す。 第２図において、２１は搬送波であり、２２は
変調波である。ここで、搬送波２１の波高値に対
する変調波２２の波高値の割合を変調度PMFと
いう。すなわち、搬送波２１の波高値を１とする
と変調波２２の波高値は第２図に示すように
PMFとなる。また、加減算器８の出力周波数INV
は変調波２２の周波数となる。 第２図中、２３は搬送波２１と変調波２２とを
比較し、搬送波２１の方が大の場合を“０”と
し、逆の場合を“１”としたＵ相変調信号であ
る。２４は変調波２２の１周期としたとき、Ｕ相
変調信号２３より1/3周期遅れたＶ相変調信号で
ある。 第２図には示していないが、Ｖ相変調信号２４
よりさらに1/3周期おくれたＷ相変調信号２５を
作る。そして上記２３，２４，２５の３相変調信
号を第３図に示すインバータ５の詳細図中の可制
御素子点弧信号とする。 第３図において、２７，２８はサイリスタ等か
らなるＵ相可制御素子、同様に２９，３０はＶ相
可制御素子、３１，３２はＷ相可制御素子であ
る。Ｕ相変調信号２３が“１”の場合を上側のＵ
相可制御素子２７の点弧信号とし、“０”を下側
のＵ相可制御素子２８の点弧信号とする。他Ｖ，
Ｗ相も同様とする。このとき第３図中Ｕ−Ｖ相出
力線間には第２図２６に示すようなパルス状の交
番電圧が発生する。他相線間にも図示しないが２
６と1/3周期ずつ位相のずれた交番電圧が発生す
る。 第４図に、第２図に比べて変調度PMFの大き
い場合を示す。第４図からわかるように変調度
PMFを大きくすると各相出力線間の交番電圧は
パルス巾が太くなり、電圧としては大きくなる。
以上のように、変調度PMFを変化させ出力電圧
の大きさを調整することにより定電流制御を行う
ことができ、一定のすべり周波数とすることがで
きる。 このような制御方法において、誘導電動機６ｂ
が空転を起したときには、インバータ５の出力周
波数は上昇しないので空転した誘導電動機６ｂの
すべり周波数が減少し、この結果電流が減少す
る。この場合、定電流制御を行うので出力電圧が
大きくなる。よつて、他の空転していない誘導電
動機６ａの電流が大きくなり空転を誘発させるこ
とがあつた。 本発明の目的は、空転を起した誘導電動機の影
響により健全な誘導電動機も空転を誘発すること
を防止する電気車の制御装置を提供することにあ
る。 以下、本発明の一実施例を図にとづいて説明す
る。第５図は本発明の一実施例を示している。本
実施例が第１図に示した従来のものと異る点はリ
ミツタ回路１２をもうけた点である。リミツタ回
路１２は、比較増巾器１０の出力をそのまま変調
度PMFとはせず、インバータ周波数に対応した
変調度最大値を超えることのないように制限する
機能がある。インバータ周波数に対応した変調度
最大値の一実施例を第６図に示す。第６図におい
て、0は誘導電動機６ａ，６ｂの定格周波数であ
り、一点鎖線はインバータ周波数INVが0のとき
に「１」となるような周波数比例直線３１であ
り、この直線に制御余裕分△PMFを加えた直線
で最大値が「１」で飽和するものをインバータ周
波数に対応した変調度最大値とする。 したがつて、本実施例によれば、誘導電動機６
ｂに空転が発生し、誘導電動機６ｂの電流が減少
しても、変調度PMFの値はインバータ周波数に
対応した値以上には上がらないので、インバータ
出力電圧は上がらず、誘導電動機６ａのトルクが
増大し、空転を誘発するということがない。 第７図には、本発明の他の実施例が示されてい
る。本実施例が、第５図図示実施例と異る点は、
インバータ入力電圧が一定でない場合に対応した
ものである点である。図中、１３はインバータ入
力電圧を検出する電圧検出器である。１４は加減
算器８の出力INVを電圧検出器１３の出力Ｅで除
す除算器である。すなわち、定格入力電圧E0の
場合の周波数比例直線を第８図中の３１とし、定
格より低い入力電圧E1の場合の点の周波数を1
とする。また変調度「１」の点においても、前述
したV1／INVは一定であるので （ただし、
【式】は最大出力時の比例係数）が
成り立つ。よつて、周波数比例直線３２の傾き
１／1は １／1＝E0／0×１／E1 …… となる。 さらに、周波数比例直線３２に対応した変調度
最大値を表わす直線３２′は式で表現できる。 PMFmax＝k0×INV／E1＋△PMF …… （ただし、k0＝E0／0：定数） 同様に定格より高い入力電圧E2の場合は、1を
2にE1をE2に置き換えたものとなる。すなわち、
入力電圧Ｅに対して変調度最大値PMFmaxは
式で表わす演算を行つて決定される。 PMFmax＝k0×INV／Ｅ＋△PMF …… （ただし、k0＝E0／0：定数） 以上の除算を行い定数k0の乗算を行うのが除算
器１４である。したがつて、本実施例によれば、
入力電圧が変動した場合においても、変調度と出
力電圧の関係を補正でき、インバータ周波数INV
に対応した最適な変調度最大値PMFmaxにより
変調度の上昇を制限できるので、誘導電動機６ｂ
の空転により電流が減少しても、インバータ周波
数INVに対応した値以上にインバータ出力電圧は
上昇しない。 以上説明したように、本発明によれば、非空転
誘導電動機のトルクを増大させないので、空転を
誘発しないようにすることができる。
１／1は １／1＝E0／0×１／E1 …… となる。 さらに、周波数比例直線３２に対応した変調度
最大値を表わす直線３２′は式で表現できる。 PMFmax＝k0×INV／E1＋△PMF …… （ただし、k0＝E0／0：定数） 同様に定格より高い入力電圧E2の場合は、1を
2にE1をE2に置き換えたものとなる。すなわち、
入力電圧Ｅに対して変調度最大値PMFmaxは
式で表わす演算を行つて決定される。 PMFmax＝k0×INV／Ｅ＋△PMF …… （ただし、k0＝E0／0：定数） 以上の除算を行い定数k0の乗算を行うのが除算
器１４である。したがつて、本実施例によれば、
入力電圧が変動した場合においても、変調度と出
力電圧の関係を補正でき、インバータ周波数INV
に対応した最適な変調度最大値PMFmaxにより
変調度の上昇を制限できるので、誘導電動機６ｂ
の空転により電流が減少しても、インバータ周波
数INVに対応した値以上にインバータ出力電圧は
上昇しない。 以上説明したように、本発明によれば、非空転
誘導電動機のトルクを増大させないので、空転を
誘発しないようにすることができる。
第１図は従来の制御装置を示す回路接続ブロツ
ク図、第２図および第４図は変調方法を示す説明
図、第３図はインバータの構成を示す接続図、第
５図は本発明の一実施例を示す回路接続ブロツク
図、第６図は第５図中のリミツタ回路の機能を説
明するための特性図、第７図は本発明の他の実施
例を示す回路接続ブロツク図、第８図は第７図中
の除算器の機能を説明するための特性図である。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を
示す。５：インバータ、６ａ，６ｂ：誘導電動
機、７：パルス発生器、８：加減算器、９：電流
検出器、１０：比較増巾器、１１：位相器、１
２：リミツタ回路、１３：電圧検出器、１４：除
算器。
ク図、第２図および第４図は変調方法を示す説明
図、第３図はインバータの構成を示す接続図、第
５図は本発明の一実施例を示す回路接続ブロツク
図、第６図は第５図中のリミツタ回路の機能を説
明するための特性図、第７図は本発明の他の実施
例を示す回路接続ブロツク図、第８図は第７図中
の除算器の機能を説明するための特性図である。 なお、図中同一符号は同一もしくは相当部分を
示す。５：インバータ、６ａ，６ｂ：誘導電動
機、７：パルス発生器、８：加減算器、９：電流
検出器、１０：比較増巾器、１１：位相器、１
２：リミツタ回路、１３：電圧検出器、１４：除
算器。
Claims (1)
- １ 定格電圧Ｅの電源に接続された可変電圧可変
周波数インバータと、このインバータの出力電圧
により発生すべきトルクで駆動される複数の誘導
電動機とを備える電気車において、インバータの
出力電流を指令値に近づけるようにインバータの
出力電圧の変調の割合である変調度を制御する第
１の手段と、前記電気車の力行時には、前記発生
すべきトルクから決定されるすべり周波数と前記
誘導電動機の回転周波数とを加えた信号で前記イ
ンバータの出力周波数を制御し、回生時には前記
回転周波数から前記すべり周波数を差し引いた信
号で前記インバータの出力周波数を制御する第２
の手段と、前記変調度を前記インバータの出力周
波数がのときに変調度が１となるような周波数
比例直線の値より大きくならないように抑制する
第３の手段と、電源電圧を検出する第４の手段と
を備え、前記電源電圧が定格電圧Ｅから変化した
時、変化した電源電圧でインバータ出力周波数を
除算し、さらにＥ／ｆを乗算した値より変調度が
大きくならないように抑制することを特徴とする
電気車制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8055281A JPS57196802A (en) | 1981-05-27 | 1981-05-27 | Controller for electric motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8055281A JPS57196802A (en) | 1981-05-27 | 1981-05-27 | Controller for electric motor vehicle |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57196802A JPS57196802A (en) | 1982-12-02 |
| JPH0132721B2 true JPH0132721B2 (ja) | 1989-07-10 |
Family
ID=13721501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8055281A Granted JPS57196802A (en) | 1981-05-27 | 1981-05-27 | Controller for electric motor vehicle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57196802A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7844921B2 (ja) * | 2022-02-22 | 2026-04-14 | 富士電機株式会社 | 駆動システム、制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55125005A (en) * | 1979-03-22 | 1980-09-26 | Hitachi Ltd | Electric rolling stock controlling device |
-
1981
- 1981-05-27 JP JP8055281A patent/JPS57196802A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57196802A (en) | 1982-12-02 |
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