JPH0520962B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0520962B2 JPH0520962B2 JP895183A JP895183A JPH0520962B2 JP H0520962 B2 JPH0520962 B2 JP H0520962B2 JP 895183 A JP895183 A JP 895183A JP 895183 A JP895183 A JP 895183A JP H0520962 B2 JPH0520962 B2 JP H0520962B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- circuit
- control
- output
- pattern
- 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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-
- 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
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- 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、可変電圧・可変周波数インバータ
（以下単にインバータと呼ぶ）で誘導電動機（以
下IMと呼ぶ）の速度制御を行うことによつて駆
動される電気車用制動制御装置に関する。
（以下単にインバータと呼ぶ）で誘導電動機（以
下IMと呼ぶ）の速度制御を行うことによつて駆
動される電気車用制動制御装置に関する。
インバータでIMを制御して電気車を駆動する
にあたり、インバータの出力周波数すなわちIM
の回転界磁周波数をfINV、IMの回転周波数をfR、
すべり周波数をfSとすると 力行時は fINV＝fR＋fS …(1) 回生時は fINV＝fR−fS …(2) として、一定のすべり周波数制御を行うと同時に
インバータの出力電圧Ｖの大きさと出力周波数
fINVとの比Ｖ／fINVが一定となるように出力電力
Ｖを制御し、IMの出力トルクＴを一定とする。
にあたり、インバータの出力周波数すなわちIM
の回転界磁周波数をfINV、IMの回転周波数をfR、
すべり周波数をfSとすると 力行時は fINV＝fR＋fS …(1) 回生時は fINV＝fR−fS …(2) として、一定のすべり周波数制御を行うと同時に
インバータの出力電圧Ｖの大きさと出力周波数
fINVとの比Ｖ／fINVが一定となるように出力電力
Ｖを制御し、IMの出力トルクＴを一定とする。
第１図にIMを１次側から見た等価回路を示す。
第１図において、V〓はインバータ出力電圧すなわ
ちIM入力電圧、I〓MはIM入力電流、I〓RはIM回転子
電流、I〓Sは励磁電流、r1は固定子巻線抵抗、x1は
固定子巻線リアクタンス、r2は回転子巻線リアク
タンス、x2は励磁リアクタンス、ＳはすべりでfS
とfINVとの比fS／fINVで表わせる。
第１図において、V〓はインバータ出力電圧すなわ
ちIM入力電圧、I〓MはIM入力電流、I〓RはIM回転子
電流、I〓Sは励磁電流、r1は固定子巻線抵抗、x1は
固定子巻線リアクタンス、r2は回転子巻線リアク
タンス、x2は励磁リアクタンス、ＳはすべりでfS
とfINVとの比fS／fINVで表わせる。
IMの出力トルクＴと各部の電圧、電流、周波
数との関係は、すべり周波際fSの小さい範囲で次
の(3)〜(6)式で表わすことができる。
数との関係は、すべり周波際fSの小さい範囲で次
の(3)〜(6)式で表わすことができる。
Ｔ＝K1・｜Ｖ｜／fINV・｜I〓R …(3)
I〓M＝I〓R＋I〓S …(4)
｜I〓S｜≒K2｜Ｖ｜／fINV …(5)
Ф〓＝K3I〓S …(6)
ただし、Ф〓：回転界磁束、K1〜K3：定数、｜
V〓｜＝Ｖである。
V〓｜＝Ｖである。
また、第１図中の各部の電圧、電流のベクトル
図を第２図に示す。第１図から分かるように(5)式
は固定子巻線抵抗r1が無視できる程度に小さいた
め導出できるものである。Ｖ／fINVを一定にする
と、I〓Sは大きさが(5)式で示される値でV〓より90゜遅
れた一定電流となる。よつて(4)式より ｜I〓R｜＝｜I〓M−I〓S｜ …(7) となるので、｜I〓M｜を一定に制御すれば、｜I〓R｜は
一定となり、Ｖ／fINVが一定であるので(3)式より
出力トルクＴは一定とできる。以上まとめると、
Ｖ／fINVを一定とし、I〓M｜が一定となるようにfS
を補正するトルク一定制御方式が電気車用インバ
ータ制御方式としては一般的に行われている。
図を第２図に示す。第１図から分かるように(5)式
は固定子巻線抵抗r1が無視できる程度に小さいた
め導出できるものである。Ｖ／fINVを一定にする
と、I〓Sは大きさが(5)式で示される値でV〓より90゜遅
れた一定電流となる。よつて(4)式より ｜I〓R｜＝｜I〓M−I〓S｜ …(7) となるので、｜I〓M｜を一定に制御すれば、｜I〓R｜は
一定となり、Ｖ／fINVが一定であるので(3)式より
出力トルクＴは一定とできる。以上まとめると、
Ｖ／fINVを一定とし、I〓M｜が一定となるようにfS
を補正するトルク一定制御方式が電気車用インバ
ータ制御方式としては一般的に行われている。
第３図はインバータとIMの回路構成の一例を
示す。図において１は直流電源、２はしや断器、
３はフイルタリアクトル、４はフイルタコンデン
サ、５はインバータ、６はIM、７はこのIM６の
回転周波数fRを検出するための回転周波数セン
サ、８はIMの入力電流I〓Mを検出するための
ACCT、９は出力トルクＴが指令値T*となるよ
うにfRとI〓Mに基づいてインバータ出力電圧V〓と出
力周波数fINVを決定し、インバータ５のサイリス
タ等の可制御整流素子に点弧信号を与えるインバ
ータ制御回路である。
示す。図において１は直流電源、２はしや断器、
３はフイルタリアクトル、４はフイルタコンデン
サ、５はインバータ、６はIM、７はこのIM６の
回転周波数fRを検出するための回転周波数セン
サ、８はIMの入力電流I〓Mを検出するための
ACCT、９は出力トルクＴが指令値T*となるよ
うにfRとI〓Mに基づいてインバータ出力電圧V〓と出
力周波数fINVを決定し、インバータ５のサイリス
タ等の可制御整流素子に点弧信号を与えるインバ
ータ制御回路である。
このインバータ制御回路９の一例を第４図に詳
しく示す。
しく示す。
図中、１０はトルク指令値T*より電流パター
ンIPを決定する電流パターン回路、１１は電流パ
ターンIPよりすべり周波数パターンfSPを決定する
すべり周波数パターン回路、１２は電流パターン
IPとIM入力電流IMの大きさ｜I〓M｜とを比較して増
巾する比較増巾回路、１３はすべり周波数パター
ンfSPと比較増巾回路１２の出力△fSとを加算して
すべり周波数fSを決定する加算器、１４はIM回
転周波数fRとすべり周波数fSを力行、回生別に加
減算してインバータ出力周波数fINVを決定する加
減算器、１５はＶ／ｆ一定特性を得るためにイン
バータ出力周波数fINVに比例したインバータ出力
電圧パターンV*を決定する増巾回路、１６はfINV
とV*よりインバータ５の可制御整流素子の点弧
信号を発生する変調回路である。
ンIPを決定する電流パターン回路、１１は電流パ
ターンIPよりすべり周波数パターンfSPを決定する
すべり周波数パターン回路、１２は電流パターン
IPとIM入力電流IMの大きさ｜I〓M｜とを比較して増
巾する比較増巾回路、１３はすべり周波数パター
ンfSPと比較増巾回路１２の出力△fSとを加算して
すべり周波数fSを決定する加算器、１４はIM回
転周波数fRとすべり周波数fSを力行、回生別に加
減算してインバータ出力周波数fINVを決定する加
減算器、１５はＶ／ｆ一定特性を得るためにイン
バータ出力周波数fINVに比例したインバータ出力
電圧パターンV*を決定する増巾回路、１６はfINV
とV*よりインバータ５の可制御整流素子の点弧
信号を発生する変調回路である。
さて、ここで回生制動において、回生負荷がな
いなどの理由によりインバータ５の電源電圧が過
電圧となることがある。過電圧になると、インバ
ータ５およびIM６に影響を与え、絶縁破壊を起
こす可能性がある。そのため通常、しや断器２を
開放してインバータ５を止めなければならない。
いなどの理由によりインバータ５の電源電圧が過
電圧となることがある。過電圧になると、インバ
ータ５およびIM６に影響を与え、絶縁破壊を起
こす可能性がある。そのため通常、しや断器２を
開放してインバータ５を止めなければならない。
この発明は、第３図に示したIM単一駆動の場
合と図示しないIM並列駆動の場合についてなさ
れたもので、インバータの電源電圧が過電圧にな
ると、すみやかに電源電圧を低下させる電気車用
制動制御装置を提供することを目的としたもので
ある。
合と図示しないIM並列駆動の場合についてなさ
れたもので、インバータの電源電圧が過電圧にな
ると、すみやかに電源電圧を低下させる電気車用
制動制御装置を提供することを目的としたもので
ある。
第５図はこの発明の一実施例であるインバータ
制御回路９Ａを示す。
制御回路９Ａを示す。
図において、１７は電源電圧と過電圧セツト値
の偏差演算回路で、電源電圧VEが上記セツト値
以上になると電流パターン回路１０′においてト
ルク指令値T*より得られる電流パターンIP1から
偏差演算回路１７の出力IVを減算器１８で引きさ
り、電流パターンIP＝IP1−IVを減少させる。これ
により、すべり周波数fSが減少し、次の(8)式から
回転子電流IRが減少し、(4)式より、IM入力電流
｜IM〓｜を減少させることができる。
の偏差演算回路で、電源電圧VEが上記セツト値
以上になると電流パターン回路１０′においてト
ルク指令値T*より得られる電流パターンIP1から
偏差演算回路１７の出力IVを減算器１８で引きさ
り、電流パターンIP＝IP1−IVを減少させる。これ
により、すべり周波数fSが減少し、次の(8)式から
回転子電流IRが減少し、(4)式より、IM入力電流
｜IM〓｜を減少させることができる。
｜I〓R｜＝K4・｜Ф〓｜・fS …(8)
ただし、K4：定数である。
IM入力電流｜I〓M｜が減少することにより、電
源電圧VEを下げることができ、インバータ５お
よびIM６を保護することが可能となる。つまり、
もし過電圧になつたときも、第３図中のしや断器
２を開放せずに、インバータ５を動作させること
ができ、高効率な回生特性を得ることができる。
源電圧VEを下げることができ、インバータ５お
よびIM６を保護することが可能となる。つまり、
もし過電圧になつたときも、第３図中のしや断器
２を開放せずに、インバータ５を動作させること
ができ、高効率な回生特性を得ることができる。
この電流パターンのしぼりこみ目標値、即ち電
流パターンIpの減少量の目標値は、最終的には
IM６の励磁電流に相当するまでとする。これは、
電流パターンを励磁電流相当以上しぼりこむとト
ルクＴが負となり、回生トルクが生ぜず、従つて
回生ブレーキがきかなくなつて回生効率が下がる
のを防止するためである。
流パターンIpの減少量の目標値は、最終的には
IM６の励磁電流に相当するまでとする。これは、
電流パターンを励磁電流相当以上しぼりこむとト
ルクＴが負となり、回生トルクが生ぜず、従つて
回生ブレーキがきかなくなつて回生効率が下がる
のを防止するためである。
また、IMが複数台並列接続されたときはその
しぼりこみ目標値を並列接続されたIMの励磁電
流の総和に相当する値IS1とすれば良い。
しぼりこみ目標値を並列接続されたIMの励磁電
流の総和に相当する値IS1とすれば良い。
第６図は、電流パターンしぼりこみ方法を示
す。電源電圧VEが時刻t1においてセツト値をこえ
たことにより偏差演算回路１７が働き、電流パタ
ーンIPをしぼりこみ始め、最終しぼりこみ値ISあ
るいはIS1までしぼりこむ。時刻t1において電源電
圧VEがセツト値を下回り、電流パターンを元の
制御目標に戻している。
す。電源電圧VEが時刻t1においてセツト値をこえ
たことにより偏差演算回路１７が働き、電流パタ
ーンIPをしぼりこみ始め、最終しぼりこみ値ISあ
るいはIS1までしぼりこむ。時刻t1において電源電
圧VEがセツト値を下回り、電流パターンを元の
制御目標に戻している。
以上、この発明によれば、IMの回生制動をい
かんなく発揮することができ、高効率な回生特性
を得ることが可能となる。
かんなく発揮することができ、高効率な回生特性
を得ることが可能となる。
第１図はIMの等価回路図、第２図は第１図中
の各部の電圧・電流ベクトル図、第３図はインバ
ータとIMの回路構成の一例を示す図、第４図は
従来のインバータ制御回路を示すブロツク図、第
５図はこの発明を実施したインバータ制御回路を
示すブロツク図、第６図はこの発明における電流
パターンしぼりこみ図である。 ５はインバータ、６は誘導電動機、９Ａはイン
バータ制御回路、１０′は電流パターン回路、１
１はすべり周波数パターン回路、１７は偏差演算
回路、１８は減算器である。なお、図中、同一符
号は同一又は相当部分を示す。
の各部の電圧・電流ベクトル図、第３図はインバ
ータとIMの回路構成の一例を示す図、第４図は
従来のインバータ制御回路を示すブロツク図、第
５図はこの発明を実施したインバータ制御回路を
示すブロツク図、第６図はこの発明における電流
パターンしぼりこみ図である。 ５はインバータ、６は誘導電動機、９Ａはイン
バータ制御回路、１０′は電流パターン回路、１
１はすべり周波数パターン回路、１７は偏差演算
回路、１８は減算器である。なお、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 インバータ制御回路９Ａを有する電気車用制
動制御装置であつて、 電気車は、誘導電動機６と、インバータ制御回
路９Ａにより制御されるインバータ５とにより力
行、および回生制動を含む制動が制御され、フイ
ルタリアクトル３とフイルタコンデンサ４からな
る逆Ｌ型フイルタがインバータ５の前段に接続さ
れたものであり、 インバータ制御回路９Ａは、電圧／周波数イン
バータ制御とすべり周波数制御を併用して誘導電
動機６のトルク制御を行うための制御信号をイン
バータ５に出力するものであつて、電流パターン
回路１０′と、偏差演算回路１７と、減算器１８
と、すべり周波数パターン回路11とを有し、 電流パターン回路１０′は、トルク指令(T)を入
力して制御指令値である電流パターンを発生し、 偏差演算回路１７は、予め定められたセツト値
を有し、インバータ５の電源側電圧検出値（VE）
を入力し、制動時において、VEがこのセツト値
を超えた時には、その偏差をK2／（１＋T1S）し
て出力するものであり、 減算器１８は、電流パターン回路１０′の出力
から偏差演算回路１７の出力を減算した出力
（IP）を発生し、 すべり周波数パターン回路１１は、減算器１８
の出力を入力して制御指令値であるすべり周波数
パターンを発生するものである 電気車用制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP895183A JPS59136005A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP895183A JPS59136005A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59136005A JPS59136005A (ja) | 1984-08-04 |
| JPH0520962B2 true JPH0520962B2 (ja) | 1993-03-23 |
Family
ID=11706974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP895183A Granted JPS59136005A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59136005A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7536418B2 (ja) * | 2017-10-24 | 2024-08-20 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置およびその制御方法 |
-
1983
- 1983-01-21 JP JP895183A patent/JPS59136005A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59136005A (ja) | 1984-08-04 |
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