JPH02155405A - 電動車の制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、電動車の制御装置に係り、特に、リニアイン
ダクシヨンモータ応用’Ｒｌｈ車に用いて有効であり、
所定の加減速度を得るために用いて好適な電動車の制御
装置に関する。

［従来の技術］ 従来技術による電動車の制御装置は１列車の速度信号と
、車両の荷重信号と、主幹制御器からの力行指令または
ブレーキ指令とに基づいて、車両邪動用モータの制御を
行うものである。以下、この種従来技術による電動車の
制御装置の一例を図面により説明する。

第３図は従来技術の一例の構成を示すブロック図である
。第３図において、１は制御装置、２はインバータ装置
、３はゲート即動装置、４は演算部、５は演算回路、８
はリニアインダクシヨンモータ、１２は電圧検知装置、
１４は電流検知装置。

１６は荷重検出器、１７は荷重検出装置、１９は列車速
度検出器、２０はリアクションプレート、２１は軌条、
２２は空隙、２３は車体、２４は台車、２５は車輪、２
６は主幹制御器である。

第３図に示す従来技術において、リニアインダクシヨン
モータ８の制御装置１は、演算回路５を備える演算部４
と、電車線からの直流を三相交流に変換して、前記モー
タ８に加えるインバータ装置２と５該インバータ装置２
を構成するスイッチング素子を制御するゲート暉動装置
３と１Ｍ１車線電圧を検出する電圧検知装置１２と、前
記モータ８の入力電流を検出する電流検知装置とにより
構成されている。

このように構成される制御装置２は、車体２３の台車２
４に取り付けられたリニアインダクシヨンモータ８のト
ルク特性と、電圧検知装置１２からの電車線電圧信号１
３と、荷重検出装置１７からの乗車荷重信号１８と、列
車速度検出器１９からの列車速度信号９とを受は取り、
主幹制御器２６から力行指令１０が与えられたときには
、目標の加速度を得るように、また、ブレーキ指令１１
が与えられたときには、目標の減速度を得るように、予
め設定された制御方法に基づいて、演算部４の演算結果
により、インバータ装置２を制御して、その出力である
三相交流、を制御し、リニアインダクシヨンモータ８の
モータ電圧、モータ電流、及び、すべり周波数を制御す
る。

電動車は、前述のモータ電圧、モータ電流、及び、すベ
リ周波数によって、車上のリニアインダクシヨンモータ
８と、地上に空隙２２を持って設置されているリアクシ
ョンプレート２０との間に推力を得て、加速あるいは減
速制御される。前記空隙２２は、軌条２１内に設置され
たリアクションプレート２０と、車上に設けられたリニ
アインダクシヨンモータ８との間に形成されるものであ
り、列車走行時の軌条の沈み、車＠２５の摩耗等により
、また、長期使用等により変動する。このため、リニア
インダクシヨンモータ８の１ヘルク特性が変化し、車両
の加減速度特性も変化する。

般に、車両の加減速のためのモータトルクは、リニアイ
ンダクシヨンモータ８のトルク特性に基づいて、モータ
電圧、モータ電流等を設定して制御されているため、加
減速の補償のために、荷重検出装置１７が設けられてお
り、この検出信号である荷重信号が、モータ電圧、モー
タ電流の設定のための信号の一部として用いられている
。

前述したように構成される従来技術による電動車の制御
は、線路条件が上りであるか下りであるかにかかわらず
、所定のモータトルクとなるように、リニアインダクシ
ヨンモータ８のモータ電圧、モータ電流等を設定するも
のであり、線路匂配によって加減速度が変化する。前記
従来技術は、この点についての配慮がなされていないも
のであり、また、前述したリニアインダクシヨンモータ
８とリアクシ゛ヨンプレート２０との間の空隙２２の変
化による車両の加減速度の変化についての配慮がなされ
ていないものである。

なを、前述したような電動車の制御装置に関する従来技
術として、例えば、「電気車の科学１９８４年１１月号
、第３６頁〜第４４頁」に、「リニアモータ電車の開発
［ＩＩＩ］　Ｊと題して記載された技術等が知られてい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 前記従来技術は、車上のリニアインダクシヨンモータと
地上リアクションプレートとの空隙の変動、及び、リア
クションプレートの形状変化による、車両の加減速度の
変動を速やかに補償することが困難であり、また、線路
の上り勾配、及び下り勾配による加減速度の変動を補償
する点についての配慮がなされていないという問題点を
有していた。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決し、リニ
アインダクシヨンモータとリアクションプレートとの間
の空隙変動、線路の勾配の変化等による車両の加減速度
の変動要因がある場合にも、所定の加減速度を得ること
のできる電動車の制御装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、前記目的は、列車の実加減速度を検出
し、この実加減速度が、予め設定された目標とする加減
速度と一致するように１列者駆動用モータを制御するこ
とにより、例えば、該モータがインダクシヨンモータで
ある場合、該モータのモータ電圧、モータ電流及びすべ
り周波数を制御することにより達成される。

［作用］ 列車乱動用モータの制御装置内に列車の加減速度検出回
路が備えられており、この加減速度検出回路は、常に列
車の実加減速度を検出している。

そして、制御装置は、この検出された列車の実加減速度
と、予め設定された目標とする加減速度とを比較し、そ
の差が常に最小となるように、モータのモータ電圧、モ
ータ電流、及び、すベリ周波数等を制御する。

これにより、列車は、加減速度の変動要因がある場合に
も、所定の目標とする加減速度で制御されることになる
。

［実施例］ 以下、本発明による電動車の制御装置の一実施例を図面
により詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の要部の構成を示すブロック
図、第２はその動作を説明する各種信号を説明する図で
ある。第１図において、６は加減速度検出回路、７は基
準加減速度発生回路であり、他の符号は第３図の場合と
同一である。

第１図に示す本発明の一実施例は、制御装置１における
演算部４内に、加減速度検出回路６及び基準加減速度発
生回路７が備えられている点で、第３図により説明した
従来技術と相違し、その他の点では従来技術と同様に構
成されている。

制御装置１の演算部４は、ゲート駆動装置３を介して、
インバータ装置２を構成するスイッチング素子のゲート
を制御し、電車線からの直流を三相交流に変換させて、
リニアインダクシヨンモータ８に供給する。演算部４は
、主幹制御器からの力行指令、ブレーキ指令及び列車速
度信号９が入力され、これらの信号に基づいて前述した
ゲート駆動装置３に与える制御信号を演算生成する。

第１図に示す本発明の一実施例において、いま、主幹制
御器から力行指令１０が演算部４に入力され、その出力
で制御されるインバータ装置３の三相交流がリニアイン
ダクシヨンモータ８に印加されて５列車が走行し始める
と、加減速度検出回路６は、入力された力行指令１０と
列車速度信号９とにより、列車の実加速度αを検出する
６また。

基準加減速度発生回路７は、入力された力行指令１ｏの
指令値に基づいて、目標とする加速度α２を、列車起動
時のショックを少なくするある時定数ｔをもって発生す
る。以後、力行指令１０が入力されている間、演算部４
は、その内部で、前述した列車の実加速度αと目標とす
る加速度α９とを比較し５その偏差Δα（Δα＝α、−
α）を演算して演算回路５に与える。演算回路５は、こ
の偏差Δαが常に最小、すなわち零となるようにゲート
駆動回路３に出力する制御信号の演算を行い、これによ
りインバータ装置２を制御する。すなわち、これにより
、前述の偏差Δαが零となるように、リニアインダクシ
ヨンモータ８のモータ電圧、モータ電流及びすべり周波
数が制御される。なお、演算回路５は、インバータ装置
２の制御能力に見合った制御信号をゲート駆動装置に与
えるための制御信号に制限を加える演算回路を備えてい
る。

第２図は、列車の力行開始時及び走行中の加速度変動時
における、目標加速度α、と、列車の実加速度αと、そ
れらの偏差Δαの動きを示したものである。本発明の実
施例によれば、加速開始時及び加速走行中において発生
する、列車の実加速度の変動は、第２図に示すように、
目標値との偏差として検出され、直ちにこの偏差が零と
なるように制御されるので、常に目標加速度に一致した
加速度となるように列車を制御することができる。

また、主幹制御器からブレーキ指令１１が与えられた場
合、制御装置１は、当然のことながら、ブレーキ指令値
に合った減速度と、列車の実減速度とを比較し、その偏
差が最小になるように、リニアインダクシヨンモータ８
を制御する。

前述した本発明の一実施例によれば、車上のリニアイン
ダクシヨンモータと地上のリアクションプレートとの空
隙変化、線路の勾配状況等の加減速度の変動要因に対し
ても、所定の加減速度で列車の制御を行うことが可能で
ある。

前述した本発明の一実施例は１本発明をリニアインダク
シヨンモータ応用電動車の制御に適用したものとして説
明したが１本発明は、通常のインダクシヨンモータある
いは直流モータを使用する電動車の制御にも適用するこ
とができる。すなわち、通常のインダクシヨンモータ、
直流モータ等を使用する電動車の制御では、前述したリ
ニアインダクシ゛ヨンモータを用いた場合の問題点であ
る、リニアインダクシヨンモータとリアクションプレー
トとの間の空隙の変動に起因する加減速度の変動は生じ
ないが、線路の勾配状況による加減速度の変動をなくす
ことはできない。この場合にも。

本発明を適用することにより、通常のインダクシヨンモ
ータ、直流モータ等を用いる電動車の制御においても、
線路の勾配状況に起因する列車の加減速度の変動を無く
して、所定の加減速度で列車を走行させることが可能と
なる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば１列車の加減速度
を、目標とする加減速度に制御することができるので、
本発明をリニアインダクシヨンモータ応用電動車に適用
した場合、車上のリニアインダクシヨンモータと地上の
リアクションプレートの空隙変化、及びリアクションプ
レートの形状変化に対し、長期的に安定した車両性能を
維持することが可能となり、空隙保守を軽減することが
できるという効果を奏する。

また、本発明によれば、上り勾配走行時におけるブレー
キ指令時、及び、下り勾配走行時における力行指令時に
、勾配条件を加味した制御を自然に行うことができるの
で、余分な電力を消費させることがなく、消費電力量を
低減させることができるという効果を奏する。

さらに、本発明によれば、列車の乗車荷重の変化に対し
ても、所定の加減速度を得ることができるため、従来列
車に設置されていた乗車荷重検出装置を不用とでき、安
価な電動車の制御装置を提供することができ、制御装置
の保守を軽減できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部の構成を示すブロック
図、第２図はその動作を説明する各種信号を説明する図
、第３図は従来技術の一例の構成を示すブロック図であ
る。 １・・・・・・制御装置、２・・・・・・インバータ装
置、３・・・・・ゲートＩＨ動装置、４・・・・・砦寅
算部、５・・・・・・演算回路、６・・・・・・加減速
度検出回路、７・・・・・・基準加減速度発生回路、８
・・・・・・リニアインダクシヨンモータ、１２・・・
・・・電圧検知装置、１４・・・・・・電流検知装置５
１６・・・・・・荷重検出器、１７・・・・・・荷重検
出装置、１９・・・・・・列車速度検出器、２０・・・
・・・リアクションプレート、２１・・・・・・軌条、
２２・・・・・・空隙、２３・・・・・・車体、２４・
・・・・・台車、２５・・・・・・車輪、２６・・・・
・・主幹制御′器。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電動車の制御装置において、列車に設置された列車
   速度検出器からの信号と、列車に対する力行指令及びブ
   レーキ指令の信号とにより、列車の実加減速度を検出す
   る手段を備え、該手段により検出された列車の実加減速
   度が、予め設定されている力行指令値による目標加速度
   、または、ブレーキ指令値による目標減速度となるよう
   に列車駆動用のモータを制御することを特徴とする電動
   車の制御装置。 ２、前記列車駆動用のモータは、インダクシヨンモータ
   、または、リニアインダクシヨンモータであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電動車の制御装置
   。 ３、前記列車駆動用モータの制御は、該モータに対する
   モータ電圧、モータ電流及びすべり周波数を制御するこ
   とにより行われることを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の電動車の制御装置。