JPH03107306A - インバータ式電気車の再粘着制御方式 - Google Patents
インバータ式電気車の再粘着制御方式Info
- Publication number
- JPH03107306A JPH03107306A JP24219089A JP24219089A JPH03107306A JP H03107306 A JPH03107306 A JP H03107306A JP 24219089 A JP24219089 A JP 24219089A JP 24219089 A JP24219089 A JP 24219089A JP H03107306 A JPH03107306 A JP H03107306A
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- Japan
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- control signal
- control
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- Pending
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- 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〕
本発明は、空転発生時にすみやかに空転を抑制し、車軸
°レール間の粘着力を最大限有効にけん引力として利用
することを可能とするインバータ式電気車における再粘
着制御方式に関する。
°レール間の粘着力を最大限有効にけん引力として利用
することを可能とするインバータ式電気車における再粘
着制御方式に関する。
インバータ式電気車の再粘着制御方式として、第２図の
ものが実用されている。第２図で、１は電流指令発生装
置、３は電流制御部であり電動機電流実効値を電流指令
相当に安定に制御するための適当な伝達関数及び電流値
をすべり周波数に換算する補正演算を有する。６はＰＷ
Ｍ制御部であり、入力のインバータ周波数をもとにして
パルス幅変調の変調率及びパルス数を演算し、インバー
タ７を構成するＧＴＯサイリスタのゲート信号を出力す
る。インバータ７は、該ゲート信号によりＧＴ○サイリ
スタの点弧角が制御され、３相の可変電圧、可変周波数
の電圧を出力し、該出力により３相誘導電動機９を駆動
する。８は３相誘導電動機９の電流を検出しその実効値
を演算出力する。
ものが実用されている。第２図で、１は電流指令発生装
置、３は電流制御部であり電動機電流実効値を電流指令
相当に安定に制御するための適当な伝達関数及び電流値
をすべり周波数に換算する補正演算を有する。６はＰＷ
Ｍ制御部であり、入力のインバータ周波数をもとにして
パルス幅変調の変調率及びパルス数を演算し、インバー
タ７を構成するＧＴＯサイリスタのゲート信号を出力す
る。インバータ７は、該ゲート信号によりＧＴ○サイリ
スタの点弧角が制御され、３相の可変電圧、可変周波数
の電圧を出力し、該出力により３相誘導電動機９を駆動
する。８は３相誘導電動機９の電流を検出しその実効値
を演算出力する。
１１は列車速度検出装置であり、列車速度を誘導電動機
の回転周波数相当値に換算し出力する。列車速度は、軸
輪軸に設けたパルスジェネレータの出力を用いたり、各
動輪軸に設けたパルスジェネレータの出力周波数の最低
値を用いることができる。１０は誘導電動機９の回転周
波数検出装置であり、電動機軸端に取付けたパルスジェ
ネレータの出力より回転周波数を演算出力する。１３は
再粘着制御信号発生部で、電動機回転周波数と列車速度
相当の回転周波数の差すなわち空転速度相当の回転周波
数差がΔを越したとき、図示のような空転を止めるため
の再粘着制御信号Δｆｓを発生する。２，５．１２は加
算部であり、それぞれ図示の加算を行う、１４は符号変
換部である。４は切換え部であり、粘着時は電流制御部
３の出力を加算部５に入力し、空転時は再粘着制御信号
Δｆｓを加算部５に入力する。この空転と粘着の判別は
前記の再粘着制御信号Δｆｓの有・無により行うｅｆｓ
ｏはすべり周波数の一定値分である。
の回転周波数相当値に換算し出力する。列車速度は、軸
輪軸に設けたパルスジェネレータの出力を用いたり、各
動輪軸に設けたパルスジェネレータの出力周波数の最低
値を用いることができる。１０は誘導電動機９の回転周
波数検出装置であり、電動機軸端に取付けたパルスジェ
ネレータの出力より回転周波数を演算出力する。１３は
再粘着制御信号発生部で、電動機回転周波数と列車速度
相当の回転周波数の差すなわち空転速度相当の回転周波
数差がΔを越したとき、図示のような空転を止めるため
の再粘着制御信号Δｆｓを発生する。２，５．１２は加
算部であり、それぞれ図示の加算を行う、１４は符号変
換部である。４は切換え部であり、粘着時は電流制御部
３の出力を加算部５に入力し、空転時は再粘着制御信号
Δｆｓを加算部５に入力する。この空転と粘着の判別は
前記の再粘着制御信号Δｆｓの有・無により行うｅｆｓ
ｏはすべり周波数の一定値分である。
以上のような構成であるから、粘着時には、電動機電流
実効値が電流指令値相当に一定となるよう定電流制御さ
れ、空転が起こりΔｆｓが発生すると、この定電流制御
を切って、再粘着制御に切り換え、すベリ周波数を減少
させて電動機トルクを減少させ再粘着させるものである
。このように。
実効値が電流指令値相当に一定となるよう定電流制御さ
れ、空転が起こりΔｆｓが発生すると、この定電流制御
を切って、再粘着制御に切り換え、すベリ周波数を減少
させて電動機トルクを減少させ再粘着させるものである
。このように。
空転時に定電流制御を切るようにしている理由は、定電
流制御は電動機トルクを一定にしようとするので空転を
助長する作用をし、再粘着の妨げになり、かつ定電流制
御を生かしたままで、再粘着制御信号によりすベリ周波
数を減少させると全体の制御系が不安定となり易いこと
による。しかし。
流制御は電動機トルクを一定にしようとするので空転を
助長する作用をし、再粘着の妨げになり、かつ定電流制
御を生かしたままで、再粘着制御信号によりすベリ周波
数を減少させると全体の制御系が不安定となり易いこと
による。しかし。
この方式の場合、空転速度相当の回転周波数差がΔに達
するまでは空転を助長する定電流制御が動作し、そのた
め再粘着させるため再粘着制御信号Δｆｓを大きくする
ことが必要となり、粘着力を最大限有効に利用するため
の微細な再粘着制御が困難となる。又、一つのインバー
タで複雑個の並列接続された誘導電動機を駆動する場合
には、定電流制御が働いている間に粘着軸のを駆動して
いる電動機のトルクが増大し、その軸の空転を誘発し全
軸空転に発展するという問題もある。
するまでは空転を助長する定電流制御が動作し、そのた
め再粘着させるため再粘着制御信号Δｆｓを大きくする
ことが必要となり、粘着力を最大限有効に利用するため
の微細な再粘着制御が困難となる。又、一つのインバー
タで複雑個の並列接続された誘導電動機を駆動する場合
には、定電流制御が働いている間に粘着軸のを駆動して
いる電動機のトルクが増大し、その軸の空転を誘発し全
軸空転に発展するという問題もある。
又、第３図のような制御方式が提案されている（平成元
年電気学会全国大会講演論文集、！！ｌＩ演虱８９５）
、第２図と異なる部分のみ以下説明する。
年電気学会全国大会講演論文集、！！ｌＩ演虱８９５）
、第２図と異なる部分のみ以下説明する。
第３回で１５は一定値Ｃを乗する比例要素である。
すなわち、第２図のように空転を検出して定電流制御を
切り再粘着制御信号によりすベリ周波数を減少させて再
粘着させるのではなく、定電流制御系にサブループとし
て空転速度相当の回転周波数差に比例した信号を電流制
御部の入力部に負帰還するものである。このようにする
と、第２図のような不感帯Δがなく、少しでも動輪周速
と列車速度に差が生ずると電流が減少し高感度に空転を
抑制できるものとしている。しかし、この例のように空
転速度相当の回転周波差フィードバック系に不感帯を設
けない場合１曲線路走行時の微小空転速度によって電動
機トルクが変動したり、動輪・レール間の相対すベリ速
度が増加すると動輪・レール間摩擦力が増大するいわゆ
る為すベリ領域の微小空転速度でも電動機トルクが減少
し、十分のトルクを発生できなくなる。このことは、す
べり率の小さい低損失の誘導電動機を使用する場合に特
に問題となる。又、電流制御部３には定電流制御系の安
定化のためおくれ要素を設けることが必要となる場合が
多いが、そのような場合には、第３図のように電流制御
部３の入力側に空転速度相当の回転周波数差を負帰還し
たのでは応答速度がおそく高性能な再粘着制御ができな
いという問題がある。
切り再粘着制御信号によりすベリ周波数を減少させて再
粘着させるのではなく、定電流制御系にサブループとし
て空転速度相当の回転周波数差に比例した信号を電流制
御部の入力部に負帰還するものである。このようにする
と、第２図のような不感帯Δがなく、少しでも動輪周速
と列車速度に差が生ずると電流が減少し高感度に空転を
抑制できるものとしている。しかし、この例のように空
転速度相当の回転周波差フィードバック系に不感帯を設
けない場合１曲線路走行時の微小空転速度によって電動
機トルクが変動したり、動輪・レール間の相対すベリ速
度が増加すると動輪・レール間摩擦力が増大するいわゆ
る為すベリ領域の微小空転速度でも電動機トルクが減少
し、十分のトルクを発生できなくなる。このことは、す
べり率の小さい低損失の誘導電動機を使用する場合に特
に問題となる。又、電流制御部３には定電流制御系の安
定化のためおくれ要素を設けることが必要となる場合が
多いが、そのような場合には、第３図のように電流制御
部３の入力側に空転速度相当の回転周波数差を負帰還し
たのでは応答速度がおそく高性能な再粘着制御ができな
いという問題がある。
本発明は上記のような従来方式の有する問題点を改善し
たインバータ式電気車の再粘着制御方式を提供すること
を目的としている。
たインバータ式電気車の再粘着制御方式を提供すること
を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため１本発明では、第１の不感帯Δ
１を有する第１の再粘着制御信号発生部と、第２の不感
帯Δ２を有する第２の再粘着制御信号発生部を設け、第
１の再粘着制御信号発生部の出力信号を電流制御部３の
入力側に負帰還しく第１の帰還系）、第２の再粘着制御
信号発生部の出力信号を電流制御部３の出力側に自帰還
する（第２の帰還系）ようにしたものである。
１を有する第１の再粘着制御信号発生部と、第２の不感
帯Δ２を有する第２の再粘着制御信号発生部を設け、第
１の再粘着制御信号発生部の出力信号を電流制御部３の
入力側に負帰還しく第１の帰還系）、第２の再粘着制御
信号発生部の出力信号を電流制御部３の出力側に自帰還
する（第２の帰還系）ようにしたものである。
上記の第１の不感帯により、曲線走行時及び偽すべり領
域の微小空転速度は帰還されないようにすることができ
、第３図の実施例が有する一つの問題点が解決される。
域の微小空転速度は帰還されないようにすることができ
、第３図の実施例が有する一つの問題点が解決される。
又、第２の帰還系を設けることにより、電流制御部のお
くれが大きい場合でも再粘着制御の応答速度を速くする
ことができ第３図の実施例の他の問題点が解決できる。
くれが大きい場合でも再粘着制御の応答速度を速くする
ことができ第３図の実施例の他の問題点が解決できる。
一方、第２の帰還系のほかに第１の帰還系を設け、第１
の不感帯を適値に選定することにより、第２図の実施例
において、空転速度が不感帯Δ相当値に達するまでの量
定電流制御系により空転が助長することを防ぐことがで
きる。又、第１の帰還系を設けることにより、第２図の
実施例の切換え部４を省略しても系が不安定となること
を防止することができる。
の不感帯を適値に選定することにより、第２図の実施例
において、空転速度が不感帯Δ相当値に達するまでの量
定電流制御系により空転が助長することを防ぐことがで
きる。又、第１の帰還系を設けることにより、第２図の
実施例の切換え部４を省略しても系が不安定となること
を防止することができる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図で、１６は第１の再粘着制御信号発生部であり、不感
帯Δ１を有し、入力である空間遠度相当の回転周波数差
がΔ１以下では出力零、Δ１を越すと図示のような出力
を生ずる。１６′は第２の再粘着制御信号発生部であり
不感帯Δ２を有し、入力である空転速度相当の回転周波
数差がΔ２以下では出力零、Δ２を越すと図示のような
出力を生ずる。図のように、第１の帰還系は電流制御部
３の入力制御側に頁帰還し、第２の帰還系は電流制御部
３の出力側に負帰還している。第１の不感帯Δ１は、通
常Δ２より小さく選定し、空転速度が不感帯Δ２に達す
るまでの間、定電流制御系が空転を助長することを防止
する。不感帯Δ１．Δ２のほか、ゲインｇ１ｐｇ２を適
値に選定することにより、従来列の有する問題点のない
良好な再粘着制御を実現することができる。
図で、１６は第１の再粘着制御信号発生部であり、不感
帯Δ１を有し、入力である空間遠度相当の回転周波数差
がΔ１以下では出力零、Δ１を越すと図示のような出力
を生ずる。１６′は第２の再粘着制御信号発生部であり
不感帯Δ２を有し、入力である空転速度相当の回転周波
数差がΔ２以下では出力零、Δ２を越すと図示のような
出力を生ずる。図のように、第１の帰還系は電流制御部
３の入力制御側に頁帰還し、第２の帰還系は電流制御部
３の出力側に負帰還している。第１の不感帯Δ１は、通
常Δ２より小さく選定し、空転速度が不感帯Δ２に達す
るまでの間、定電流制御系が空転を助長することを防止
する。不感帯Δ１．Δ２のほか、ゲインｇ１ｐｇ２を適
値に選定することにより、従来列の有する問題点のない
良好な再粘着制御を実現することができる。
以上はカ行時の空転に対する再粘着制御について説明し
たが、回生制御時の滑走に対する再粘着制御についも同
様の方式を適用できる。回生制動時には、誘導電動機９
は発電機となり、インバータ７はコンバータとなり架線
側に電力を回生ずる。
たが、回生制御時の滑走に対する再粘着制御についも同
様の方式を適用できる。回生制動時には、誘導電動機９
は発電機となり、インバータ７はコンバータとなり架線
側に電力を回生ずる。
再粘着制御系としては、滑走は動輪周速が列車速度より
小さくなる現象であるから、滑走速度は列車速度−動軸
周速となることが変更となるだけである。
小さくなる現象であるから、滑走速度は列車速度−動軸
周速となることが変更となるだけである。
さらに、第３図の実施例では再粘着制御信号は入力の空
転速度に対して直線的に変化するものとしているが、本
発明はこれに限定されず、たとえば、空転速度の微分値
も利用することができる。
転速度に対して直線的に変化するものとしているが、本
発明はこれに限定されず、たとえば、空転速度の微分値
も利用することができる。
又、空転速度でなく動輪軸速度の微分値など空転により
発生する変化分は何でも利用することができる。
発生する変化分は何でも利用することができる。
本発明によれば、粘着性能の良好なインバータ式電車あ
るいはインバータ式機関車を提供することができ、電車
の場合は、−編成中の動力車数を減少し編成列車の総重
量を軽減し省エネルギーを達成でき、走行加速度を大き
くし到達時間を短縮できる。又、機関車においては、よ
り軽量な機関車により大量の荷重をけん引できるなどの
効果を有する。
るいはインバータ式機関車を提供することができ、電車
の場合は、−編成中の動力車数を減少し編成列車の総重
量を軽減し省エネルギーを達成でき、走行加速度を大き
くし到達時間を短縮できる。又、機関車においては、よ
り軽量な機関車により大量の荷重をけん引できるなどの
効果を有する。
第１図は、本発明の再粘着制御方式の一実施例を示すブ
ロック図、第２図は従来の再粘着制御方式のブロック図
、第３図は従来の再粘着制御方式の他の例のブロック図
である。 １・・・電流指令発生装置、２，２．１２・・・加算部
、３・・・電流制御部、４・・・切換え部、６・・・Ｐ
ＷＭ制御部、７・・・インバータ、８・・・電流実効値
検出装置、９・・・誘導電動機、１０・・・電動機回転
周波数検出装置、１１・・・列車速度検出装置、１３，
１６゜１６′・・・再粘着制御信号発生装置、１５・・
・比例要第 １ 図 第２図
ロック図、第２図は従来の再粘着制御方式のブロック図
、第３図は従来の再粘着制御方式の他の例のブロック図
である。 １・・・電流指令発生装置、２，２．１２・・・加算部
、３・・・電流制御部、４・・・切換え部、６・・・Ｐ
ＷＭ制御部、７・・・インバータ、８・・・電流実効値
検出装置、９・・・誘導電動機、１０・・・電動機回転
周波数検出装置、１１・・・列車速度検出装置、１３，
１６゜１６′・・・再粘着制御信号発生装置、１５・・
・比例要第 １ 図 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、第１の不感帯△１を有する第１の再粘着制御信号発
生部と、第２の不感帯△２を有する第２の再粘着制御信
号発生部を設け、前記第１の再粘着制御信号発生部の出
力信号を電流制御部３の入力側に、前記第２の再粘着制
御信号発生部の出力信号を電流制御部３の出力側に負帰
還することを特徴とするインバータ式電気車の再粘着制
御方式。 ２、再粘着制御信号発生部は入力を空転速度に比例はた
信号とし、入力が不感帯値を越したとき入力とともに増
大する出力信号を発生するものとした第１項記載のイン
バータ式電気車の再粘着制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24219089A JPH03107306A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | インバータ式電気車の再粘着制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24219089A JPH03107306A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | インバータ式電気車の再粘着制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03107306A true JPH03107306A (ja) | 1991-05-07 |
Family
ID=17085639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24219089A Pending JPH03107306A (ja) | 1989-09-20 | 1989-09-20 | インバータ式電気車の再粘着制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03107306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009124810A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Railway Technical Res Inst | 電動機制御装置及び再粘着制御方法 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP24219089A patent/JPH03107306A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009124810A (ja) * | 2007-11-13 | 2009-06-04 | Railway Technical Res Inst | 電動機制御装置及び再粘着制御方法 |
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