JPH0435963B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0435963B2 JPH0435963B2 JP57137661A JP13766182A JPH0435963B2 JP H0435963 B2 JPH0435963 B2 JP H0435963B2 JP 57137661 A JP57137661 A JP 57137661A JP 13766182 A JP13766182 A JP 13766182A JP H0435963 B2 JPH0435963 B2 JP H0435963B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- control device
- inverter
- rotation
- electric vehicle
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by AC motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
- B60L2220/10—Electrical machine types
- B60L2220/12—Induction machines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、直流を電源とし、可変電圧可変周
波数インバータと誘導電動機とで構成する電気車
用制動制御装置に関する。
波数インバータと誘導電動機とで構成する電気車
用制動制御装置に関する。
従来の電気車は第１図のように構成されてい
た。図において、１は架線から直流電圧を集配す
るパンタグラフ、２はサイリスタ等の制御整流素
子で構成され、直流電圧を任意の電圧、任意の周
波数の多相交流に変換し、回生により発生する多
相交流の電流を直流に逆変換することもできる可
変電圧可変周波数インバータ（以下インバータと
略称する）、３はインバータ２で速度制御される
誘導電動機（以下IMと略称する）、４はIM３の
軸端に設けられ回転周波数（fM）を検出するパル
スセンサ、５は力行および電気ブレーキ指令と前
進および後進指令とによつて、インバータ２の点
弧指令を出力する制御装置である。
た。図において、１は架線から直流電圧を集配す
るパンタグラフ、２はサイリスタ等の制御整流素
子で構成され、直流電圧を任意の電圧、任意の周
波数の多相交流に変換し、回生により発生する多
相交流の電流を直流に逆変換することもできる可
変電圧可変周波数インバータ（以下インバータと
略称する）、３はインバータ２で速度制御される
誘導電動機（以下IMと略称する）、４はIM３の
軸端に設けられ回転周波数（fM）を検出するパル
スセンサ、５は力行および電気ブレーキ指令と前
進および後進指令とによつて、インバータ２の点
弧指令を出力する制御装置である。
このような電気車は、運転車または自動運転装
置（以下代表して運転者という）の前進または後
進指令によつて、所定の方向へ電気車が走行する
ように、IM３の回転方向が決定され、さらに、
IM３の回転方向と同一の方向へ回転界磁を発生
するように、インバータ２の出力電圧の位相順位
が制御装置５で指定される。
置（以下代表して運転者という）の前進または後
進指令によつて、所定の方向へ電気車が走行する
ように、IM３の回転方向が決定され、さらに、
IM３の回転方向と同一の方向へ回転界磁を発生
するように、インバータ２の出力電圧の位相順位
が制御装置５で指定される。
なお、IM３の回転方向を逆方向に変えるには、
回転界磁の方向を逆にすればよいので、出力電圧
の位相関係をＵ−Ｖ−Ｗ相間において、何れか２
つの出力線間で逆にすることにより実現される。
たとえば、第１図において、前進のときの位相順
をＵ−Ｖ−Ｗとすると、Ｕ−Ｗ−Ｖの位相順に変
えることによつて後進となる。
回転界磁の方向を逆にすればよいので、出力電圧
の位相関係をＵ−Ｖ−Ｗ相間において、何れか２
つの出力線間で逆にすることにより実現される。
たとえば、第１図において、前進のときの位相順
をＵ−Ｖ−Ｗとすると、Ｕ−Ｗ−Ｖの位相順に変
えることによつて後進となる。
つぎに、運転者の力行指令により、予め設定さ
れたトルクとなるように、インバータ２の電圧お
よび周波数を制御装置５で制御する。
れたトルクとなるように、インバータ２の電圧お
よび周波数を制御装置５で制御する。
一般に、すべり周波数（fS）の小さい領域にお
けるIM３の発生するトルク（Ｔ）は、(1)式によ
つて表わされる。
けるIM３の発生するトルク（Ｔ）は、(1)式によ
つて表わされる。
Ｔ＝ｋ（Ｖ／fI）2fS ……(1)
Ｖ：IM電圧
fI：インバータ周波数すなわち回転界磁周波数
fS：すべり周波数
ｋ：比例定数
ここで、すべり周波数（fS）は、インバータ周
波数（fI）とパルスセンサ４で検出され制御装置
５へフイードバツクされるIM回転周波数（fM）
との差であり、(2)式で表わされる。
波数（fI）とパルスセンサ４で検出され制御装置
５へフイードバツクされるIM回転周波数（fM）
との差であり、(2)式で表わされる。
fS＝fI−fM ……(2)
(1)式より、力行運転時にはすべり周波数（fS）
が正となるように、IM回転周波数（fM）よりイ
ンバータ周波数（fI）を高くして運転し、IM３
に正のトルクを発生させる。
が正となるように、IM回転周波数（fM）よりイ
ンバータ周波数（fI）を高くして運転し、IM３
に正のトルクを発生させる。
さらに、走行中の電気車を停止させるときは運
転車は前進または後進指令とともにブレーキ指令
を出す。これによつて制御装置５はインバータ２
の出力電圧の位相順を運転車の判断に基づく走行
方向となるように決定し、すべり周波数（fS）が
負となるようにIM回転周波数（fM）よりインバ
ータ周波数（fI）を低くして運転しIM３に負の
トルクを発生させて電気ブレーキを作用させる。
転車は前進または後進指令とともにブレーキ指令
を出す。これによつて制御装置５はインバータ２
の出力電圧の位相順を運転車の判断に基づく走行
方向となるように決定し、すべり周波数（fS）が
負となるようにIM回転周波数（fM）よりインバ
ータ周波数（fI）を低くして運転しIM３に負の
トルクを発生させて電気ブレーキを作用させる。
さて、電気車のブレーキには、大別して上述の
電気ブレーキと機械的摩擦力を応用した機械ブレ
ーキとがある。例えば、機械ブレーキは制輪子を
車輪に押圧させることによつて生ずる摩擦力で、
車輪の回転を抑制するものである。この機械ブレ
ーキは、その性質上電気車の進行方向には関係な
く作用させることができる。
電気ブレーキと機械的摩擦力を応用した機械ブレ
ーキとがある。例えば、機械ブレーキは制輪子を
車輪に押圧させることによつて生ずる摩擦力で、
車輪の回転を抑制するものである。この機械ブレ
ーキは、その性質上電気車の進行方向には関係な
く作用させることができる。
ところが、電気ブレーキにおいては、電気車が
所定の方向に惰行運転中にブレーキ指令を与える
とき、進行方向と反対の進行指令を与えると、す
べり周波数（fS）は(2)式より決定できるが、イン
バータ周波数（fI）とIM回転周波数（fM）とはそ
れぞれ回転方向が反対であるため、IM回転周波
数（fM）の符号が反対となる。このため、すべり
周波数（fS）の大きさは(3)式に示すように、各周
波数（fI）と（fM）の絶対値の和となり過大なも
のとなつてしまう。
所定の方向に惰行運転中にブレーキ指令を与える
とき、進行方向と反対の進行指令を与えると、す
べり周波数（fS）は(2)式より決定できるが、イン
バータ周波数（fI）とIM回転周波数（fM）とはそ
れぞれ回転方向が反対であるため、IM回転周波
数（fM）の符号が反対となる。このため、すべり
周波数（fS）の大きさは(3)式に示すように、各周
波数（fI）と（fM）の絶対値の和となり過大なも
のとなつてしまう。
｜fS｜＝｜fI｜＋｜fM｜ ……(3)
この場合には(1)式は成立しない。これは一般に
文献に詳述されているので省略する。これによつ
て、第２図に示すIMトルク曲線上の最大トルク
を示す停動トルク点を超えて負トルクの発生が不
可能となる。したがつて、電気ブレーキを作用さ
せることができず危険な状態になる。
文献に詳述されているので省略する。これによつ
て、第２図に示すIMトルク曲線上の最大トルク
を示す停動トルク点を超えて負トルクの発生が不
可能となる。したがつて、電気ブレーキを作用さ
せることができず危険な状態になる。
この発明は上記に鑑みてなされたもので、誘導
電動機の回転子が所定の方向へ回転中に電気車に
ブレーキ指令が出されると、誘導電動機の回転界
磁の回転方向が回転子の回転方向と一致するよう
に可変電圧可変周波数インバータの出力電圧の位
相順を制御するようにした電気車用制動制御装置
を提供する。
電動機の回転子が所定の方向へ回転中に電気車に
ブレーキ指令が出されると、誘導電動機の回転界
磁の回転方向が回転子の回転方向と一致するよう
に可変電圧可変周波数インバータの出力電圧の位
相順を制御するようにした電気車用制動制御装置
を提供する。
以下、図について説明する。
第３図において、(1)〜(3)は従来と同様である。
６はIM３の回転子に取付けられたパルスセンサ
で、IM回転周波数（fM）と回転子の回転方向の
信号を出力するように構成されている。回転方向
の信号は、例えば第４図に示すように、回転の中
心との距離が異なるように設けられたパルス要素
６ａと６ｂとを、何れが先に検出点を通過するか
によつて回転方向が検出される。７はインバータ
２へ点弧指令を出力する制御装置で、力行指令と
前進または後進指令によつて、出力電圧を所定の
位相順で出力する機能と、ブレーキ指令とIM３
の回転子の回転方向の信号とによつて、出力電圧
を所定の位相順で出力する機能とを備えている。
６はIM３の回転子に取付けられたパルスセンサ
で、IM回転周波数（fM）と回転子の回転方向の
信号を出力するように構成されている。回転方向
の信号は、例えば第４図に示すように、回転の中
心との距離が異なるように設けられたパルス要素
６ａと６ｂとを、何れが先に検出点を通過するか
によつて回転方向が検出される。７はインバータ
２へ点弧指令を出力する制御装置で、力行指令と
前進または後進指令によつて、出力電圧を所定の
位相順で出力する機能と、ブレーキ指令とIM３
の回転子の回転方向の信号とによつて、出力電圧
を所定の位相順で出力する機能とを備えている。
第３図の電気車は、力行運転のときは力行指令
と前進または後進指令とによつて、制御装置７は
指示された出力電圧の位相順、例えば前進指令の
ときはＵ−Ｖ−Ｗとして、インバータ２の点弧指
令を出力する。
と前進または後進指令とによつて、制御装置７は
指示された出力電圧の位相順、例えば前進指令の
ときはＵ−Ｖ−Ｗとして、インバータ２の点弧指
令を出力する。
一方、電気車が走行中すなわち、IM３の回転
子が回転中にブレーキ指令が出されると、このブ
レーキ指令とパルスセンサ６から送られた回転方
向の信号とによつて、制御装置７がインバータ出
力電圧の位相順を決定し、インバータ２へ点弧指
令を出力する。
子が回転中にブレーキ指令が出されると、このブ
レーキ指令とパルスセンサ６から送られた回転方
向の信号とによつて、制御装置７がインバータ出
力電圧の位相順を決定し、インバータ２へ点弧指
令を出力する。
この発明によれば、誘導電動機の回転子が回転
中に電気車にブレーキ指令が出されると、誘導電
動機の回転界磁の回転方向が回転子の回転方向と
一致するように可変電圧可変周波数インバータの
出力電圧の位相順を制御するので、例えば機械的
故障によつて前進または後進指令の出力不能とな
つたときや、運転者が進行方向の操作を誤つた場
合でも、安全に電気ブレーキを作動させることが
できる。これによつて、電気車の電気ブレーキの
信頼性を向上する。
中に電気車にブレーキ指令が出されると、誘導電
動機の回転界磁の回転方向が回転子の回転方向と
一致するように可変電圧可変周波数インバータの
出力電圧の位相順を制御するので、例えば機械的
故障によつて前進または後進指令の出力不能とな
つたときや、運転者が進行方向の操作を誤つた場
合でも、安全に電気ブレーキを作動させることが
できる。これによつて、電気車の電気ブレーキの
信頼性を向上する。
第１図は電気車用制動制御装置を示す構成図。
第２図は誘導電動機のトルク曲線図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す構成図、第４図は回転子
回転方向を検出するセンサの詳細図である。 図において、２はインバータ、３は誘導電動機
である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当
部分を示す。
第２図は誘導電動機のトルク曲線図、第３図はこ
の発明の一実施例を示す構成図、第４図は回転子
回転方向を検出するセンサの詳細図である。 図において、２はインバータ、３は誘導電動機
である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当
部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ パルスセンサ６と、制御装置７とを有する電
気車用制動制御装置であつて、 電気車は、制御装置７の指令による可変電圧可
変周波数インバータ２と誘導電動機３とによつて
運転制御されるものであり、 パルスセンサ６は誘導電動機３の回転子に取付
けられて、該回転子の回転周波数と回転方向を検
出するものであり、 制御装置７は、パルスセンサ６の検出信号と、
ブレーキ指令信号とを入力し、パルスセンサ６の
検出した回転方向と回転周波数とに対し、該回転
方向と一致する回転方向の位相順と適正なブレー
キ力を発生させる負のすべり周波数となる回転周
波数とを決定して、可変電圧可変周波数インバー
タ２に対する制御信号を出力するものである 電気車用制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13766182A JPS5928803A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13766182A JPS5928803A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928803A JPS5928803A (ja) | 1984-02-15 |
| JPH0435963B2 true JPH0435963B2 (ja) | 1992-06-12 |
Family
ID=15203857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13766182A Granted JPS5928803A (ja) | 1982-08-05 | 1982-08-05 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928803A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3899725A (en) * | 1974-02-25 | 1975-08-12 | Gen Electric | Braking effort control |
| US4011489A (en) * | 1974-11-20 | 1977-03-08 | General Electric Company | Apparatus for regulating magnetic flux in an AC motor |
| JPS55127805A (en) * | 1979-03-23 | 1980-10-03 | Hitachi Ltd | Electric-car controlling system |
-
1982
- 1982-08-05 JP JP13766182A patent/JPS5928803A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5928803A (ja) | 1984-02-15 |
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