JPH0524723B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0524723B2 JPH0524723B2 JP23641984A JP23641984A JPH0524723B2 JP H0524723 B2 JPH0524723 B2 JP H0524723B2 JP 23641984 A JP23641984 A JP 23641984A JP 23641984 A JP23641984 A JP 23641984A JP H0524723 B2 JPH0524723 B2 JP H0524723B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- variable
- electric vehicle
- inverter
- induction motor
- 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
- B60L2200/00—Type of vehicles
- B60L2200/26—Rail vehicles
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、回生制動による電気制動時の制御の
安定化を図るようにした電気車用制動制御装置に
関するものである。
安定化を図るようにした電気車用制動制御装置に
関するものである。
〔従来の技術〕
第３図は可変電圧可変周波数インバータ（以下
インバータと称す）で制御される誘導電動機を有
する電気車の回路図を示す。図において、１は電
源、２はフイルタリアクトル、３はフイルタコン
デンサ、上記２と３とでフイルタ回路を構成し、
電源１からインバータ４、あるいはインバータ４
から電源１への外乱を吸収するようにしている。
５はインバータ４により制御される誘導電動機で
ある。
インバータと称す）で制御される誘導電動機を有
する電気車の回路図を示す。図において、１は電
源、２はフイルタリアクトル、３はフイルタコン
デンサ、上記２と３とでフイルタ回路を構成し、
電源１からインバータ４、あるいはインバータ４
から電源１への外乱を吸収するようにしている。
５はインバータ４により制御される誘導電動機で
ある。
このような電気車の回生制動は、次のように制
御される。
御される。
INV＝r−s (1)
VM＝k1・INV (2)
IM＝k2・VM／INV S (3)
Ｐ＝√３・VM・IM (4)
ただしINV：インバータ周波数（誘導電動機の
回転界磁周波数）、r：回転子周波数、s：すべ
り周波数、VM：電動機線間電圧、IM：電動機相
電流、Ｐ：回生出力、k1、k2は定数である。
回転界磁周波数）、r：回転子周波数、s：すべ
り周波数、VM：電動機線間電圧、IM：電動機相
電流、Ｐ：回生出力、k1、k2は定数である。
すなわち、回転磁界の周波数（INV）を回転子
周波数（r）より小さくすることにより制動動作
となる。このとき、インバータの損失を無視する
と、(4)式の回生電力が得られ、第３図に示す矢印
の経路で電源へ電力を帰還することができる。と
ころが、この回生電力を十分に消費する負荷があ
れば、電源１側の電圧、フイルタコンデンサ３の
電圧は上昇しないが、回生電力の方が負荷より多
いときは、電源１とフイルタコンデンサ３の電圧
は上昇していくことになる。このまま電圧の上昇
が継続するとインバータ４および電源１に接続さ
れている機器（図示せず）が過電圧による保護が
動作し、各機器は停止することになる。
周波数（r）より小さくすることにより制動動作
となる。このとき、インバータの損失を無視する
と、(4)式の回生電力が得られ、第３図に示す矢印
の経路で電源へ電力を帰還することができる。と
ころが、この回生電力を十分に消費する負荷があ
れば、電源１側の電圧、フイルタコンデンサ３の
電圧は上昇しないが、回生電力の方が負荷より多
いときは、電源１とフイルタコンデンサ３の電圧
は上昇していくことになる。このまま電圧の上昇
が継続するとインバータ４および電源１に接続さ
れている機器（図示せず）が過電圧による保護が
動作し、各機器は停止することになる。
このため従来は、(2)式から電動機線間電圧VM
はインバータ周波数（INV）に依存しているの
で、すべり周波数（s）を零に近づけることによ
り、(4)式より回生出力(P)を減少させ、インバータ
４等の各機器が動作可能な最大電圧で動作するよ
うにすべり周波数（s）を制御する。これによ
り、定常的には回生出力(P)が各機器の動作可能な
最大電圧にクランプされるように制御され、負荷
が投入されたときには、電源１の電圧が減少する
ためすべり周波数（s）を増加させて最大電圧に
なるよう、回生電力(P)を増加させる。このように
して電力の回生量をそのときの状態で常に最大に
なるよう制御される。
はインバータ周波数（INV）に依存しているの
で、すべり周波数（s）を零に近づけることによ
り、(4)式より回生出力(P)を減少させ、インバータ
４等の各機器が動作可能な最大電圧で動作するよ
うにすべり周波数（s）を制御する。これによ
り、定常的には回生出力(P)が各機器の動作可能な
最大電圧にクランプされるように制御され、負荷
が投入されたときには、電源１の電圧が減少する
ためすべり周波数（s）を増加させて最大電圧に
なるよう、回生電力(P)を増加させる。このように
して電力の回生量をそのときの状態で常に最大に
なるよう制御される。
従来の電気車用制動制御装置は以上のように行
われるので、電源側の電圧の急変、すなわち、負
荷の投入、しや断等があるとき、その変化の割合
によつては、回生電力の制御の応答よりも先にイ
ンバータの過電圧の保護により、停止する可能性
がある。
われるので、電源側の電圧の急変、すなわち、負
荷の投入、しや断等があるとき、その変化の割合
によつては、回生電力の制御の応答よりも先にイ
ンバータの過電圧の保護により、停止する可能性
がある。
したがつて、過電圧保護動作以降の制動はすべ
て電気制動ではなく、空気制動によりまかなわれ
ることになる。これは回生効率を極力あげるた
め、最大電圧にクランプするように制御すること
に反し、かえつて回生効率が低下するという問題
点があつた。
て電気制動ではなく、空気制動によりまかなわれ
ることになる。これは回生効率を極力あげるた
め、最大電圧にクランプするように制御すること
に反し、かえつて回生効率が低下するという問題
点があつた。
この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、回生効率の向上を図るよう
にした電気車用制動制御装置を得ることを目的と
する。
めになされたもので、回生効率の向上を図るよう
にした電気車用制動制御装置を得ることを目的と
する。
この発明に係る電気車用制動制御装置は、誘導
電動機に回生制動をかけるとき、インバータの電
源側の電圧インバータの動作可能な最大値に近く
なるとすべり周波数を零に近づけ、電源電圧の上
昇を抑制できないときは誘導電動機の電圧を電源
電圧を抑制できる割合だけ減少させ、誘導電動機
の制動中は誘導電動機の電圧減少率を保持するよ
うにしたものである。
電動機に回生制動をかけるとき、インバータの電
源側の電圧インバータの動作可能な最大値に近く
なるとすべり周波数を零に近づけ、電源電圧の上
昇を抑制できないときは誘導電動機の電圧を電源
電圧を抑制できる割合だけ減少させ、誘導電動機
の制動中は誘導電動機の電圧減少率を保持するよ
うにしたものである。
この発明における電気車制動制御装置は、過渡
変動によつてインバータの電圧が上昇し所定の値
に近くなるとすべり周波数を減少し、電源電圧の
上昇を抑制できないときは誘導電動機の電圧を電
源電圧を抑制できる割合だけ減少させ、誘導電動
機の制動中は誘導電動機の電圧減少率を保持す
る。
変動によつてインバータの電圧が上昇し所定の値
に近くなるとすべり周波数を減少し、電源電圧の
上昇を抑制できないときは誘導電動機の電圧を電
源電圧を抑制できる割合だけ減少させ、誘導電動
機の制動中は誘導電動機の電圧減少率を保持す
る。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第２図は上記式(2)の電動機線間電圧（VM）
の係数k1をかえたときの誘導電動機の特性を示す
ものである。図において、曲線６１の係数k1を
k11、曲線６２の係数をk1をk12とすると、k11＞
k12のときのすべり周波数−電動機電流特性で、
すべり周波数をs1からs2に変化させたとき、電
動機電流の変化は、曲線６１の方が曲線６２より
大きい。このことは、逆に制御の安定という点か
らすると曲線６２の方が安定であることを示して
いる。すなわち、すべり周波数に対する電動機電
流の変化が小さい。
る。第２図は上記式(2)の電動機線間電圧（VM）
の係数k1をかえたときの誘導電動機の特性を示す
ものである。図において、曲線６１の係数k1を
k11、曲線６２の係数をk1をk12とすると、k11＞
k12のときのすべり周波数−電動機電流特性で、
すべり周波数をs1からs2に変化させたとき、電
動機電流の変化は、曲線６１の方が曲線６２より
大きい。このことは、逆に制御の安定という点か
らすると曲線６２の方が安定であることを示して
いる。すなわち、すべり周波数に対する電動機電
流の変化が小さい。
次に本発明の一実施例を第１図及び第４図に示
す。図において、８はインバータの入力側のフイ
ルタコンデンサの電圧、９は電動機のすべり周波
数、１０は式(2)の係数k1、１１は回生量、１２は
電圧検出器で、インバータ４の電源側であるコン
デンサ３の電圧を検出する。
す。図において、８はインバータの入力側のフイ
ルタコンデンサの電圧、９は電動機のすべり周波
数、１０は式(2)の係数k1、１１は回生量、１２は
電圧検出器で、インバータ４の電源側であるコン
デンサ３の電圧を検出する。
この第１図で、時刻t1において回生負荷が減少
し、コンデンサ電圧８が上昇し、このコンデンサ
電圧８がすべり周波数sしぼりこみ開始電圧７２
をこえたことによりすべり周波数９を減少させ、
回生量１１を減少させて、コンデンサ電圧８が７
１の過電圧保護セツト値７１を超えるのを抑制し
ている。このとき、時刻t2においてすべり周波数
９のみで過渡変動時過電圧を抑制することができ
る抑制限界値７３を下回ると、電動機電圧（VM）
の係数k1を小さくすることで制御の安定化を計つ
ている。これにより、コンデンサ電圧８が過電圧
設定値７１にクランプされている間の過渡変動に
おいても、過電圧の保護により回生ブレーキを失
効させることなく、時刻t3に回生負荷が復帰した
ときには、すべり周波数９を元に戻し、回生量１
１を増加させることが可能となる。
し、コンデンサ電圧８が上昇し、このコンデンサ
電圧８がすべり周波数sしぼりこみ開始電圧７２
をこえたことによりすべり周波数９を減少させ、
回生量１１を減少させて、コンデンサ電圧８が７
１の過電圧保護セツト値７１を超えるのを抑制し
ている。このとき、時刻t2においてすべり周波数
９のみで過渡変動時過電圧を抑制することができ
る抑制限界値７３を下回ると、電動機電圧（VM）
の係数k1を小さくすることで制御の安定化を計つ
ている。これにより、コンデンサ電圧８が過電圧
設定値７１にクランプされている間の過渡変動に
おいても、過電圧の保護により回生ブレーキを失
効させることなく、時刻t3に回生負荷が復帰した
ときには、すべり周波数９を元に戻し、回生量１
１を増加させることが可能となる。
これによつて、回生効率の増大のみならず、空
気制動を減らすことによる、ブレーキシユー等の
摩耗を減少させることが可能となる。
気制動を減らすことによる、ブレーキシユー等の
摩耗を減少させることが可能となる。
上記実施例では、一度すべり周波数（s）が抑
制限界値７３の値を下回ると係数（k1）を減少さ
せたままであるが、これは回生負荷が復帰したと
きに戻すことも可能である。
制限界値７３の値を下回ると係数（k1）を減少さ
せたままであるが、これは回生負荷が復帰したと
きに戻すことも可能である。
以上のように、本発明によれば、回生負荷減少
に伴い電源側電圧の上昇をすべり周波数を減少さ
せることで回生量を減らし、過電圧になるのを防
止するが、このような回生量を多くとれない状態
においては、電圧を減少させることでより制御が
安定となり回生失効するのを極力減らし、回生負
荷が増大するのを待機することができる。これに
より、回生失効による回生効率の減少を防ぐこと
が可能となる。
に伴い電源側電圧の上昇をすべり周波数を減少さ
せることで回生量を減らし、過電圧になるのを防
止するが、このような回生量を多くとれない状態
においては、電圧を減少させることでより制御が
安定となり回生失効するのを極力減らし、回生負
荷が増大するのを待機することができる。これに
より、回生失効による回生効率の減少を防ぐこと
が可能となる。
第１図はこの発明の一実施例による電気用制動
制御装置を示す曲線図、第２図は電動機の特性曲
線図、第３図は従来の電気車用制動制御装置の構
成図、第４図はこの発明の一実施例を示す構成図
である。 図において、１は電源、３はフイルタコンデン
サ、４はインバータ、５誘導電動機、７１は過電
圧設定値、７２は周波数減少開始値、７３は抑制
限界値、８はフイルタコンデンサ電圧、９は電動
機すべり周波数、１１は回生量、１２は電圧検出
器である。なお各図中同一符号は同一又は相当部
分を示す。
制御装置を示す曲線図、第２図は電動機の特性曲
線図、第３図は従来の電気車用制動制御装置の構
成図、第４図はこの発明の一実施例を示す構成図
である。 図において、１は電源、３はフイルタコンデン
サ、４はインバータ、５誘導電動機、７１は過電
圧設定値、７２は周波数減少開始値、７３は抑制
限界値、８はフイルタコンデンサ電圧、９は電動
機すべり周波数、１１は回生量、１２は電圧検出
器である。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 電圧検出器１２と、可変電圧可変周波数イン
バータ４とを有する電気車用制動制御装置であつ
て、 電気車は、可変電圧可変周波数インバータ４で
駆動用誘導電動機５を制御して電気制動を行うも
のであり、 可変電圧可変周波数インバータ４は、電圧検出
器１２の検出する可変電圧可変周波数インバータ
４の電源側のフイルタコンデンサ３の電圧検出値
を入力し、電圧検出値が上昇して周波数減少開始
値を越えると、すべり周波数を零に近づけ、電圧
検出値がさらに上昇するときには、誘導電動機５
の電圧（VM）を所定の電圧減少率だけ減少させ
るものであつて、誘導電動機５の制動中は電圧減
少率を保持するものである 電気車用制動装置。 ２ 可変電圧可変周波数インバータ４は、電圧検
出器１２の電圧検出値が周波数減少開始値より低
下したときには、電圧減少率を零に戻す特許請求
の範囲第１項記載の電気車用制動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23641984A JPS61116905A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 電気車用制動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23641984A JPS61116905A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 電気車用制動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116905A JPS61116905A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0524723B2 true JPH0524723B2 (ja) | 1993-04-08 |
Family
ID=17000471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23641984A Granted JPS61116905A (ja) | 1984-11-07 | 1984-11-07 | 電気車用制動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61116905A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10050574B2 (en) * | 2016-05-06 | 2018-08-14 | The Boeing Company | Management of motor regeneration |
| US10014805B2 (en) | 2016-05-06 | 2018-07-03 | The Boeing Company | Method and apparatus for adjusting motor commutation phase and period |
-
1984
- 1984-11-07 JP JP23641984A patent/JPS61116905A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116905A (ja) | 1986-06-04 |
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