JPH0880082A

JPH0880082A - 電気車の制御装置

Info

Publication number: JPH0880082A
Application number: JP6208357A
Authority: JP
Inventors: Tokunosuke Tanamachi; 棚町　　徳之助; Kiyoshi Nakamura; 中村　　清; Masanori Kobayashi; 正昇小林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-22
Anticipated expiration: 2015-01-17
Also published as: AU3030495A; KR960010364A; CA2157424C; BR9503898A; CA2157424A1; CN1043976C; JP3000858B2; EP0699553A1; ZA957320B; AU676807B2; US5677610A; CN1128709A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、電気車の制御装置に係り、インバー
タの出力周波数指令を基本的には誘導電動機の回転周波
数に依存させないで、しかもインバータの出力電流は定
電流制御系により制御して、過電流になりにくくて、電
流指令相当のトルクで車両を加速／減速できる制御装置
を提供することにある。【構成】インバータ出力周波数指令を周波数時間変化率
指令に基づいて増加／減少させ、その周波数時間変化率
指令を電流制御系により制御するように構成した。【効果】本発明によれば、インバータの出力周波数指令
は基本的には誘導電動機の回転周波数に依存せず、しか
もインバータの出力電流は定電流制御系により制御され
るので、過電流になりにくくて、電流指令相当のトルク
で車両を加速／減速できるという効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気車の制御装置に係
り、特にインバータによる誘導電動機の制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】インバータ制御車両では、周知のよう
に、インバータの出力周波数指令は誘導電動機の回転周
波数にすべり周波数指令を加減算して与えられ、またイ
ンバータの出力電圧は電圧Ｖと周波数Ｆの比Ｖ／Ｆが一
定となるように、インバータ出力周波数指令に比例して
制御され、さらにすべり周波数制御による電動機電流の
定電流制御が行われるのが一般的である。その定電流制
御系は、空転／滑走が発生すると、電動機回転周波数が
増加／減少して、すべり周波数つまり電動機電流が減少
するのを抑制するため、トルクが減少せず、空転／滑走
を助長させ、大空転／大滑走に至らしめることはよく知
られている。

【０００３】この空転／滑走の再粘着制御法として、空
転／滑走を検知すると、ある一定のパターンですべり周
波数若しくは電流指令を制御する方法等が「インバータ
車両の空転滑走制御」（平成２年電気学会産業応用部門
全国大会の講演論文集）（以下、文献と称す）に示さ
れている。

【０００４】また、上記のような定電流制御に対して、
「ＶＶＶＦインバータ制御における新しい高粘着制御
法」(電気車の科学１９９２年２月号）(以下、文献と
称す）に周波数変化率制御という考え方が提起されてい
る。この制御法では、インバータ出力周波数指令は、周
波数変化率（加速度）パターンから積分演算して与えら
れる。その結果、空転が発生しても自己再粘着が期待で
きるが、空転を検知して、周波数変化率を変えることに
より、容易に再粘着できることが示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、インバ
ータ出力周波数指令が回転周波数に依存（インバータ周
波数指令は回転周波数とすべり周波数とから得られるの
で）し、定電流制御が空転／滑走中も行われるインバー
タの制御方式では、空転／滑走が発生すると、空転／滑
走が助長し、大空転／大滑走になりやすいので、誘導電
動機のもついわゆる自己再粘着性を有効に利用している
とはいえない。また、インバータ出力周波数の制御には
常時、誘導電動機の回転周波数が必要不可欠である。こ
のため、レール継目などで回転周波数が振動した場合、
電流制御系に対して悪影響を及ぼす問題がある。

【０００６】文献に示されたような空転／滑走検知に
より、ある一定パターンですべり周波数若しくは電流指
令を制御する再粘着制御法では、誘導電動機のトルクは
そのすべり周波数若しくは電流指令の制御パターンで決
まり、また空転／滑走の誤検知を避けるために、空転／
滑走の検知レベルが高く設定されるため、再粘着制御中
の誘導電動機の平均トルクを車輪とレール間の粘着限界
付近まで高めることは困難である。

【０００７】一方、文献に示されたようなインバータ
の制御法では、回転周波数を用いてはいないものの、文
献に示されたような定電流制御系がないため、架線電
圧急変等により過電流になりやすいという課題がある。

【０００８】この点について、文献では、線路勾配や
車両重量の変化等に対応すべく、電流の上限・下限リミ
ッタによって周波数変化率を可変制御する記載があるも
のの、後述するように過電流になりやすく現実的ではな
い。

【０００９】本発明の第一の目的は、インバータの出力
周波数指令を作る際に基本的には誘導電動機の回転周波
数を用いず、しかも電流指令相当のトルクで車両を加速
（力行）／減速（回生）できる電気車の制御装置を提供
することにある。

【００１０】また、本発明の第二の目的は、第一の目的
に加えて、空転（力行時）／滑走（回生時）が発生して
も大空転／大滑走になりにくく、レール状態によっては
（例えば、油によりレールと車輪の間の粘着力が一時的
に低下した場合）誘導電動機の自己再粘着が期待できる
電気車の制御装置を提供することにある。

【００１１】さらに、本発明の第三の目的は、第二の目
的に加えて、空転／滑走が発生する条件のもとでは誘導
電動機のもつ自己再粘着性を促し、レール状態に見合っ
たトルクで車両を加速／減速できる電気車の制御装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的は、電気
車駆動用誘導電動機と，この電動機を駆動するインバー
タと，このインバータが出力する電流の電流指令を発生
する手段と，前記インバータの出力電流を検出する手段
と，前記電流指令と前記出力電流の検出値との偏差に基
づいて前記インバータの出力周波数の時間変化率指令を
発生する手段と，この周波数時間変化率指令に基づいて
前記インバータの出力周波数指令を発生する手段とを備
えることにより達成される。

【００１３】また、上記第二の目的は、電気車駆動用誘
導電動機と，この電動機を駆動するインバータと，この
インバータの出力電流の電流指令を発生する手段と，前
記インバータの出力電流を検出する手段と，前記電流指
令と前記出力電流の検出値の偏差に基づいて、所定値を
越えないよう制限された前記インバータの出力周波数の
時間変化率指令を発生する手段と，この制限手段の出力
に基づいて前記インバータの出力周波数指令を発生する
手段とを備えることにより達成される。

【００１４】さらに、上記第三の目的は、電気車駆動用
誘導電動機と，この電動機を駆動するインバータと，こ
のインバータの出力電流の電流指令を発生する手段と，
前記インバータの出力電流を検出する手段と，前記電流
指令と前記出力電流の検出値の偏差に基づいて、所定値
を越えないよう制限された前記インバータの出力周波数
の時間変化率指令を発生する手段と，前記誘導電動機に
接続された駆動輪の空転及び滑走を検出する手段と，こ
の検出手段の出力があったとき前記制限手段の出力を絞
る再粘着制御手段と，この再粘着制御手段の出力に基づ
いて前記インバータの出力周波数指令を発生する手段と
を備えることにより達成される。

【００１５】

【作用】本発明の第一の構成によれば、インバータの出
力周波数の時間変化率指令はインバータ出力電流が電流
指令となるように制御され、この周波数時間変化率指令
に基づいて、インバータ出力周波数指令は力行時には増
加し、回生時には減少するよう作られる。このため、イ
ンバータ出力周波数指令を作るために基本的に回転周波
数が不要となる。さらに、周波数時間変化率指令は電流
指令に対応したものとなるので、車両は電流指令相当の
トルクで加速（力行）／減速（回生）される。

【００１６】本発明の第二の構成によれば、空転（力行
時）／滑走（回生時）が発生しないときは前述と基本的
には同様である。そして、空転／滑走が発生して、電動
機電流が減少し、インバータ出力電流が電流指令より小
さくなると、周波数時間変化率指令は所定値（周波数時
間変化率指令は車両の加速度／減速度相当のインバータ
出力周波数の時間変化率より大きい基準値）に制限され
る。その所定値である周波数時間変化率指令によるイン
バータの出力周波数指令の増加／減少は、空転／滑走に
よる誘導電動機の回転周波数の増加／減少より小さく、
つまりすべり周波数（電動機電流）が減少して、トルク
が減少するため、大空転／大滑走になりにくく、レール
状態によっては（例えば、油によりレールと車輪の間の
粘着力が一時的に低下した場合）自己再粘着が期待でき
る。

【００１７】また、本発明の第三の構成によれば、空転
／滑走が発生しないときは前述と基本的には同様であ
る。そして、空転／滑走が発生する条件のもとでは、再
粘着制御系が作用して、自己再粘着を促すように、空転
／滑走検出信号で周波数時間変化率指令が車両の加速度
／減速度相当のインバータ出力周波数の時間変化率より
小さくされ、若しくは空転／滑走量に応じて周波数時間
変化率指令が調整される。その結果、前者では、自己再
粘着が容易となり、空転／滑走と再粘着を繰り返すよう
な場合、平均的な周波数時間変化率指令は空転／滑走が
発生する車輪とレール間の粘着限界近傍に対応したもの
となり、車両は平均的にはレール状態に見合ったトルク
で加速／減速される。後者では、周波数時間変化率指令
は空転／滑走が発生する車輪とレール間の粘着限界近傍
に対応したものとなり、車両はレール状態に見合ったト
ルクで加速／減速される。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の一実施例を示す回路構成で
あって、１は架線から直流を受電するパンタグラフ、２
は直流を３相交流に変換するＰＷＭ（パルス幅変調）イ
ンバータ、３はインバータ２で駆動される車両駆動用誘
導電動機、４はインバータ２の出力電流の電流指令Ｉｐ
を発生する手段、５はインバータ２の出力電流Ｉｍを検
出する手段、２００は主幹制御器である。

【００１９】主幹制御器２００は、運転士によって操作
されるハンドルから指令されるノッチ指令を電流指令発
生手段４及び電圧制御手段８に出力するものである。電
流指令発生手段４では、このノッチ指令，電動機回転数
Ｆｒ及び応荷重装置（図示せず）からの荷重信号を入力
して、電動機回転数Ｆｒ及びノッチ信号に対応した電流
指令を出力する。なお、ノッチ指令は、電車の場合最高
速度を規定するものであり、電気機関車の場合電流値
（トルク指令となる）そのものを規定するものである。
この実施例の場合は電車の例であるため、最高速度を規
定する電動機回転数Ｆｒ−電流指令Ｉｐ曲線を示した。
また、応荷重装置は、電車に乗車した乗客の重量を検出
するもので、この出力に応じて、いつもほぼ同じ引張力
が得られるよう、満車の場合には電流指令を増す方向
に、空車の場合には減らす方向に電流指令を調整する。

【００２０】６は、電流指令Ｉｐからインバータ出力電
流の検出値Ｉｍを減算器６１で減算し、その電流偏差に
応じて、電流制御器６２により、インバータ２の出力周
波数の時間変化率（時間変化に対する出力周波数変化
（Ｈｚ／ｓ））の指令αを発生する手段である。以下、
インバータ２の出力周波数の時間変化率を周波数時間変
化率と称す。一般に電気車は平坦な路線を走行するとき
の加速度が決められこの加速度で走行しうるトルク（引
張力）が設定される。このトルクに基づいて、誘導電動
機の仕様である電圧，電流等が決められ、この電動機電
流に基づいてインバータの電流容量が決定される。この
インバータ２は、図示しないが、複数の自己消弧型半導
体スイッチング素子により構成されている。これら素子
は誘導電動機に対して大電流を供給するので、過電流が
発生すると素子破壊につながる危険性がある。従って、
インバータはその電流容量に応じた制御を行わなければ
ならない。前述の文献では、電流についてオープンル
ープであるので管理されてなく、素子破壊につながる危
険性をはらんでおり、電気車の制御系を構築する上で設
計上現実的ではない。

【００２１】７は、インバータ２の出力周波数指令Ｆｉ
ｎを発生する手段（＋が力行時，−が回生時）である。
この手段では、まずインバータ２の運転開始時に、誘導
電動機３の回転周波数を検出器１０で検出した値Ｆｒに
基づいて、インバータ出力周波数指令Ｆｉｎの初期値Ｆ
ｉｎｏを初期値設定器７２で設定する。これは、電気車
の再力行時や回生ブレーキ時のために設けたもので、そ
の時点の車両速度（電動機３の回転周波数）から再力行
または回生ブレーキを円滑に行うようにするものであ
る。もしこの構成がないと、車両は思わぬ加減速が発生
する。また、検出器１０の出力である回転周波数Ｆｒは
常時制御に用いるものではないので、例え検出器１０の
出力が外乱により振動したとしても、電流制御系に影響
を及ぼすことはない。次に積分演算器７１により、その
初期値Ｆｉｎｏに周波数時間変化率指令αを積分演算し
た値を加減算（加算は力行時、減算は回生時）して、イ
ンバータ出力周波数指令Ｆｉｎを出力する。

【００２２】８は、インバータ２の出力電圧をインバー
タ出力周波数指令Ｆｉｎにほぼ比例させる可変電圧可変
周波数制御（ＶＶＶＦ制御領域）、及びインバータ２の
出力電圧をほぼ一定値に固定する定電圧可変周波数制御
（ＣＶＶＦ制御領域）を行う電圧制御手段である。さら
にこの得られた電圧の指令を、主幹制御器２００のノッ
チ指令によりリミットするいわゆるノッチ止めも行う。
このノッチ止めは、電流指令発生手段４においてもノッ
チに対応した最高速度になるよう電流指令を出力するの
であるが、その効果を早めるため設けられたものであ
る。

【００２３】９は、インバータ出力周波数指令Ｆｉｎと
電圧制御手段８からの電圧指令Ｖinとを受けて、インバ
ータ２が所定の動作を行うように、インバータ２を構成
するスイッチング素子（図示していない）に与えるゲー
ト信号を発生する手段である。

【００２４】以上のような回路構成において、周波数時
間変化率指令αはインバータ出力電流Ｉｍが電流指令Ｉ
ｐとなるように制御され、この周波数時間変化率指令α
に基づいて、インバータ出力周波数指令Ｆｉｎは増加
（力行時）／減少（回生時）する。その結果、周波数時
間変化率指令αは電流指令Ｉｐに対応したものとなり、
車両は電流指令Ｉｐ相当のトルクで加速（力行）／減速
（回生）される。

【００２５】図１に示す実施例において、定速運転を行
う場合、定速運転指令により周波数時間変化率指令αを
０にする手段を設ければ、その指令がでたときの速度が
基本的には維持される。

【００２６】また、インバータ出力周波数指令発生手段
７には、誘導電動機３のすべり周波数が所定値Ｆｓｍよ
り大きくならないように、つまりインバータ出力周波数
指令Ｆｉｎが、力行時は回転周波数にＦｓｍを加算した
周波数がより大きくならないように、回生時は回転周波
数からＦｓｍを減算した周波数がより小さくならないよ
うにする手段が必要である。

【００２７】ここで、図１に示す実施例と、文献に記
載されている従来の周波数変化率制御方式における負荷
等の影響を図２により説明する。

【００２８】図２において、の従来の周波数変化率制
御方式では、負荷が例えば上り坂や下り坂等により変化
すると、定電流制御系がないため、電流リミッタが作用
しない限り、インバータ出力電流Ｉｍは図２（Ａ）のよ
うに、負荷に応じて変化する。このため、図２（Ａ）の
〇部分のように、負荷が大きく電流リミッタが作用して
いる時に架線電圧が急変すると、過電流になりやすいと
いう問題がある。

【００２９】これに対して、の図１に示す実施例で
は、負荷が変化しても、インバータ出力電流Ｉｍは電流
指令Ｉｐとなるように、周波数時間変化率指令発生手段
６により周波数時間変化率指令αが図２（Ｂ）のように
制御され、Ｉｍは基本的には図２（Ａ）のように一定と
なる。これは電流制御系によって、インバータの電流容
量に見合った電流（電流指令に実インバータ電流が等し
くなるように）を流すよう管理しているためであり、
の従来の周波数変化率制御方式のような過電流になりや
すいという問題はなくなる。

【００３０】以上のように、本実施例によれば、インバ
ータ出力周波数指令は基本的には誘導電動機の回転周波
数に依存しないので、車両がレール継目やポイント上を
通過したときに生じる回転周波数の振動が起こっても電
流制御系に悪影響を及ぼさず、しかも、インバータ出力
電流は電流制御系により制御されるので、過電流になり
にくくて、電流指令相当のトルクで車両を加速／減速で
きるという効果がある。

【００３１】また、インバータ出力電流を制御するため
に周波数時間変化率指令を調整する構成（電流制御系の
出力で周波数時間変化率を調整する構成）としたので、
文献に記載の方式であるインバータ出力電流を制御す
るためにすべり周波数を調整する方式（電流制御系の出
力ですべり周波数を調整する方式）と比べ、トルクに直
接的に対応するすべり周波数を直接制御するものではな
いので、電流制御系に外乱があったときの電気車のトル
ク変動が小さいという効果がある。

【００３２】なお、周波数時間変化率指令発生手段６
は、図３のように、所定の周波数時間変化率指令αｐを
発生する手段６３を設け、このαｐに、電流指令Ｉｐと
インバータ出力電流の検出値Ｉｍの偏差に応じた電流制
御器６２の出力を加算器６４で加算して、周波数時間変
化率指令αを発生するように構成しても、前述と同様の
作用・効果が得られるということはいうまでもない。こ
の場合、電流制御器６２は電流偏差分を調整するに留ま
り、電流制御器６２の負担を軽減するという効果があ
る。

【００３３】図１に示す実施例において、非空転滑走時
は良好に制御されるのであるが空転（力行時）／滑走
（回生時）が発生すると、誘導電動機３の回転周波数が
増加（力行時）／減少（回生時）して、すべり周波数つ
まりインバータ出力電流（電動機電流）Ｉｍが減少しよ
うとするが、定電流制御系で抑制されるため、Ｉｍは基
本的には変化しない。このため、トルクが減少せず、回
転周波数はますます増加／減少して、空転／滑走は助長
され、大空転／大滑走に至るという問題がある。この解
決法を次に述べる。

【００３４】図４は本発明の第２の実施例を示す回路構
成であって、図１に示す第１の実施例と異なるところ
は、周波数時間変化率指令発生手段６とインバータ出力
周波数指令発生手段７の構成である。すなわち、周波数
時間変化率指令発生手段６では、リミッタ６３を付加し
て、周波数時間変化率指令αの上限を車両の加速度／減
速度相当の周波数時間変化率より大きい基準値α＊に制
限するようにしたことである。その周波数時間変化率指
令αの基準値α＊は、電流指令Ｉｐから車両の加速度／
減速度相当の周波数時間変化率を推定し、これに基づい
て設定する。この推定は、逐一電流指令Ｉｐから加速度
を演算することも考えられるが、電流指令Ｉｐと基準値
α＊のテーブルを用意しておきその都度呼び出しても構
わない。

【００３５】また、インバータ出力周波数指令発生手段
７では、増幅器７３と加減算器７４を付加して、電流制
御器６２の出力が負になると（インバータ出力電流Ｉｍ
＞電流指令Ｉｐの場合）、その負の出力を増幅器７３で
増幅し、その増幅器７３の負の出力を積分演算器７１の
出力Ｆｉｎ′に加減算器７４で加減算（加算は力行時、
減算は回生時）して、インバータ出力周波数指令Ｆｉｎ
を出力するようにしたことである。これは、インバータ
出力電流Ｉｍが電流指令Ｉｐより大きくなろうとする場
合、インバータ出力電流Ｉｍの制御応答性を高めるため
であるが、基本的な構成としては増幅器７３と加減算器
７４を付加する必要はない。他は図１の実施例と同様で
ある。

【００３６】以上のような回路構成において、周波数時
間変化率指令αは、基本的には図１に示す実施例と同様
に、インバータ出力電流Ｉｍが電流指令Ｉｐとなるよう
に制御され、この周波数時間変化率指令αによるインバ
ータ出力周波数指令Ｆｉｎの増加（力行時）／減少（回
生時）と、誘導電動機３の回転周波数Ｆｒの増加／減少
とが等しく、つまりすべり周波数は一定となる。但し、
インバータ出力電流Ｉｍが電流指令Ｉｐより小さくなっ
て、周波数時間変化率指令αが増加し、車両の加速度／
減速度相当の周波数時間変化率（誘導電動機３の回転周
波数の時間変化率）より大きい基準値α＊になると、す
べり周波数は周波数時間変化率指令αの基準値α＊と車
両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率との差分に
より緩やかに増加し、電動機電流つまりインバータ出力
電流Ｉｍは電流指令Ｉｐとなるように緩やかに増加す
る。

【００３７】ここで、図４の実施例と、文献に記載さ
れている従来の定電流制御方式及び従来の周波数変化率
制御方式における力行時の空転現象について、図５によ
り説明する。

【００３８】図５において、の従来の定電流制御方式
では、空転が発生すると、誘導電動機３の回転周波数Ｆ
ｒが増加して、すべり周波数つまりインバータ出力電流
（電動機電流）Ｉｍが減少しようとするが、定電流制御
系で抑制されるため、Ｉｍは基本的には図５（Ｃ）に示
すように変化しない。このため、トルクが減少せず、回
転周波数Ｆｒは図５（Ｂ）に示すようにますます増加し
て、空転は図５（Ａ）のように助長され、大空転に至る
という問題がある。

【００３９】の従来の周波数変化率制御方式では、空
転が発生すると、誘導電動機３の回転周波数Ｆｒの増加
が図５（Ｂ）のように、インバータ出力周波数指令Ｆｉ
ｎの増加（周波数時間変化率指令α）より大きくなり、
すべり周波数つまりインバータ出力電流Ｉｍは図５
（Ｃ）のように減少し、トルクも減少する。その結果、
回転周波数Ｆｒの増加は小さくなり、図５（Ｂ）のよう
に、所定の周波数時間変化率指令αによるインバータ出
力周波数指令Ｆｉｎの増加と等しくなるようになる。す
なわち、車両の加速度が変わらないものとすれば、空転
は助長せずに図５（Ａ）のようにバランスする。この状
態でレールと車輪の間の粘着力が回復すれば、自己再粘
着が期待できる。しかし、再粘着を容易にするためには
再粘着制御を行う必要がある。

【００４０】これに対して、の図４に示す実施例で
は、空転が発生すると、誘導電動機３の回転周波数Ｆｒ
の増加が図５(Ｂ)のように、インバータ出力周波数指令
Ｆｉｎの増加（周波数時間変化率指令α）より大きくな
り、すべり周波数つまりインバータ出力電流Ｉｍは図５
（Ｃ）のように減少して、電流指令Ｉｐより小さくな
り、トルクも減少する。その結果、周波数時間変化率指
令αは図５（Ｄ）のように、車両の加速度相当の周波数
時間変化率より大きい基準値α＊となり、回転周波数Ｆ
ｒの増加は図５（Ｂ）のように、基準値α＊によるイン
バータ周波数指令Ｆｉｎの増加と等しくなる。すなわ
ち、周波数時間変化率指令αの基準値α＊と車両の加速
度相当の周波数時間変化率との差分Δαにより、空転は
図５（Ａ）のように緩やかに増大する。従って、この状
態で空転があまり増大しないうちに、レールと車輪の間
の粘着力が回復すれば、の従来の周波数変化率制御方
式と同様に、自己再粘着が期待できる。しかし、再粘着
を容易にするためには後述のような再粘着制御を行う必
要がある。

【００４１】以上は力行時の空転現象であるが、回生時
の滑走現象についても同様なことがいえる。

【００４２】以上のように、図４に示す実施例によれ
ば、前述の図１に示す実施例の効果に加えて、空転／滑
走が発生しても、周波数時間変化率指令αは車両の加速
度／減速度相当の周波数時間変化率より大きい基準値α
＊より大きくならないので、大空転／大滑走になりにく
く、レール状態によっては（例えば、油によりレールと
車輪の間の粘着力が一時的に低下した場合）自己再粘着
が期待できるという効果がある。

【００４３】なお、周波数時間変化率指令発生手段６
は、図６のように、所定の周波数時間変化率指令αｐを
発生する手段６３を設け、このαｐに、電流指令Ｉｐと
インバータ出力電流の検出値Ｉｍの偏差に応じた電流制
御器６２の出力を加算器６４で加算し、リミッタ６５を
介して、周波数時間変化率指令αを発生するように構成
しても、前述と同様の作用・効果が得られるということ
はいうまでもない。

【００４４】また、図４の実施例及び図６において、周
波数時間変化率指令発生手段６のリミッタ６３の周波数
時間変化率指令αの車両の加速度／減速度相当の周波数
時間変化率より大きい基準値α＊は、電流指令Ｉｐから
求めていたが、車両の実加速度は次のように求めてもよ
い。

【００４５】（１）…一般に、車両は複数個の誘導電動
機で駆動されるので、これらの回転周波数からそれぞれ
車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率を演算
し、その中から適切なものを選択若しくはそれらを平均
して、これに基づいて、例えば所定値Δαを加算するな
どして、基準値α＊を設定する。図７において誘導電動
機３１，３２，３３，３４には夫々回転周波数検出器１
０１，１０２，１０３，１０４が取り付けられている。
これらの回転周波数検出器は夫々Ｆｒ１〜Ｆｒ４の回転
周波数を出力し、これらは加減速度演算器１２２１〜１
２２４に入力され、夫々加減速度が演算される。そして
選択器１２２５にて力行時は最小値（最小値ではレール
継目による振動を検出してしまう場合は最小値から２番
目の値を選択する）、回生時は最大値（最大では問題あ
る場合は２番目に大きな値を選択する）が選択され車両
の実加速度が得られる。この出力をリミッタ６５にて大
きめの値にして基準値α＊を得る。

【００４６】（２）…非駆動輪（付随車）の回転数から
車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率を演算
し、これに基づいて、例えば所定値Δαを加算するなど
して、基準値α＊を設定する（図示しない）。非駆動輪
にエアブレーキを掛けないという条件はつくが、比較的
正確な加速度を得ることができる。

【００４７】（３）…インバータ出力電流（電動機電
流）から車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率
を推定し、これに基づいて、例えば所定値Δαを加算す
るなどして、基準値α＊を設定する（図示しない）。乗
車率や勾配などの負荷を考慮して基準値α＊を作成する
必要があるが、加減速度演算のためには回転周波数検出
器が必要ないという効果がある。

【００４８】図８は本発明の第３の実施例を示す回路構
成であって、図４の実施例と異なるところは、周波数時
間変化率指令発生手段６とインバータ出力周波数指令発
生手段７の構成である。すなわち、図６の周波数時間変
化率指令発生手段６では、図４のリミッタ６５を省略し
て、車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率より
大きい基準周波数時間変化率α＊を発生する手段６７を
設け、また電流制御器６６はインバータ出力電流Ｉｍが
電流指令Ｉｐより大きくなると、その偏差に応じて基準
周波数時間変化率α＊の調整量Δαｉ（負の値）を出力
するようにしたことである。そして、電流制御器６６の
出力Δαｉを基準周波数時間変化率α＊に加算器６８で
加算して、周波数時間変化率αを発生する。その基準周
波数時間変化率指令α＊は、図４の実施例と同様に、電
流指令Ｉｐから車両の加速度／減速度相当の周波数時間
変化率を推定し、これに基づいて発生させる。また、イ
ンバータ出力周波数指令発生手段７では、図４の増幅器
７３の代わりに倍率器７５を設けて、電流制御器６６の
出力ΔαｉをＫｉ倍し、そのΔαｉ・Ｋｉを積分演算器
７１の出力Ｆｉｎ′に加減算器７４で加減算(加算は力
行時、減算は回生時)して、インバータ出力周波数指令
Ｆｉｎを出力するようにしたことである。これは、図４
の実施例と同様に、インバータ出力電流Ｉｍが電流指令
Ｉｐより大きくなろうとする場合、インバータ出力電流
Ｉｍの制御応答性を高めるためであるが、基本的には倍
率器７５と加減算器７４は必要ない。他は図４の実施例
と同様である。

【００４９】以上のような回路構成において、インバー
タ出力電流Ｉｍが電流指令Ｉｐより小さい場合、電流制
御器６６の出力Δαｉは０であり、周波数時間変化率指
令αは車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率
（誘導電動機３の回転周波数の時間変化率）より大きい
基準周波数時間変化率指令α＊となる。このため、図４
の実施例と同様に、誘導電動機３すべり周波数は基準周
波数時間変化率指令α＊と車両の加速度／減速度相当の
周波数時間変化率との差分により緩やかに増加し、電動
機電流つまりインバータ出力電流Ｉｍは電流指令Ｉｐと
なるように緩やかに増加する。

【００５０】そして、インバータ出力電流Ｉｍが電流指
令Ｉｐより大きくなると、電流制御器６６が出力Δαｉ
（負の値）を発生する。この電流制御器６６の出力Δα
ｉにより、基準周波数時間変化率指令α＊と車両の加速
度／減速度相当の周波数時間変化率との差分が補正され
て（基準周波数時間変化率指令α＊と車両の実加速度の
差分が調整量となり、通常の力行状態では電流制御器６
６によって調整されている状態となる）、周波数時間変
化率指令αは車両の加速度／減速度相当の周波数時間変
化率と等しくなる。すなわち、インバータ出力周波数指
令Ｆｉｎの増加は誘導電動機３の回転周波数Ｆｒの増加
と等しく、つまりすべり周波数は一定となり、またイン
バータ出力電流Ｉｍは電流指令ＩｐよりΔαｉ相当分だ
け僅かに大きくなる。従って、周波数時間変化率指令α
は電流指令Ｉｐ（≒インバータ出力電流Ｉｍ）に対応し
たものとなり、車両は電流指令Ｉｐ相当のトルクで加速
／減速される。

【００５１】以上の動作は図４の実施例と基本的には同
様であり、また空転／滑走が発生しても図４の実施例と
同様の動作となることはいうまでもない。

【００５２】従って、図８の実施例によれば、前述の図
４の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００５３】なお、図８の実施例において、車両の加速
度／減速度相当の周波数時間変化率より大きい基準周波
数時間変化率指令α＊を発生する手段６７は、前述の図
７に示す実施例に代表される次のような構成としてもよ
い。

【００５４】（１）…一般的に、車両は複数個の誘導電
動機で駆動されるので、これらの回転周波数からそれぞ
れ車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率を演算
し、その中から適切なものを選択若しくはそれらを平均
して、これに基づいて、例えば所定値Δαを加算するな
どして、基準周波数時間変化率指令α＊を発生するよう
に構成する。

【００５５】（２）…非駆動輪（付随車）の回転数から
車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率を演算
し、これに基づいて、例えば所定値Δαを加算するなど
して、基準周波数時間変化率指令α＊を発生するように
構成する。

【００５６】（３）…インバータ出力電流（電動機電
流）から車両の加速度／減速度相当の周波数時間変化率
を推定し、これに基づいて、例えば所定値Δαを加算す
るなどして、基準周波数時間変化率指令α＊を発生する
ように構成する。

【００５７】図９は本発明の第４の実施例を示す回路構
成であって、図４の実施例と異なるところは、再粘着制
御手段１１を付加したことである。なお、以降の図にお
いては主幹制御器２００の記載を省いた。この再粘着制
御手段１１では、車両速度つまり付随車の輪軸に取り付
けられた検出器により検出される非駆動輪の回転数（検
出器は図示していない）を誘導電動機３と等価な回転周
波数に換算した回転周波数Ｆｔと、誘導電動機３の回転
周波数Ｆｒとの回転周波数差ΔＦを、力行時はＦｒから
Ｆｔを減算器１１１で減算し、回生時はＦｔからＦｒを
減算器１１１で減算して求める。その回転周波数差ΔＦ
が空転（力行時）／滑走（回生時）の検出レベル値Ｆｋ
より小さい場合には、係数器１１２は１の係数Ｋｃを、
ΔＦがＦｋより大きい場合には、係数器１１２は１より
小さい係数Ｋｃを出力する。そして、この係数器１１２
の出力の係数Ｋｃと、周波数時間変化率指令発生手段６
からの周波数時間変化率指令α′（図４ではα）を掛算
器１１３で掛算して、周波数時間変化率指令αを出力す
る。なお、係数器１１２の出力の１より小さい係数Ｋｃ
は、周波数時間変化率指令αが車両の加速度／減速度相
当の周波数時間変化率より小さくなるような値である。
他は図４の実施例と同様である。

【００５８】図９の実施例において、空転／滑走が発生
しない場合（再粘着制御手段１１の係数器１１２の出力
の係数Ｋｃが１の場合）の動作は図４の実施例と同様で
あり、ここでは力行・加速モードで空転が発生した場合
の基本動作について、図１０により説明する。

【００５９】図１０において、レールと車輪間の粘着限
界が図１０（Ｃ）のように低下して、誘導電動機３が空
転すると、その回転周波数Ｆｒの増加が図１０（Ａ）の
ように、インバータ出力周波数指令Ｆｉｎの増加より大
きくなって、すべり周波数つまりインバータ出力電流
（電動機電流）Ｉｍが図１０（Ｃ）のように急激に減少
し、Ｉｍは電流指令Ｉｐより小さくなる。その結果、前
述のように、電流制御器６２の出力つまり周波数時間変
化率指令α′は大きくなろうとするが、リミッタ６５で
制限されて、車両の加速度相当の周波数時間変化率より
大きい基準値α＊となる。

【００６０】一方、回転周波数Ｆｒと非駆動輪の回転周
波数（車両速度）Ｆｔとの回転周波数差ΔＦ(＝Ｆｒ−
Ｆｔ）は図１０(Ｂ）のように大きくなり、そのΔＦが
検出レベル値Ｆｋより大きくなると、係数器１１２の出
力の係数Ｋｃは図１０（Ｅ）のように、１より小さくな
る。その結果、周波数時間変化率指令αは図１０(Ｄ)の
ように、車両の加速度相当の周波数時間変化率より小さ
くなるので、誘導電動機３は自己再粘着性が促されて、
すべり周波数（電動機電流）つまりインバータ出力電流
Ｉｍは図１０（Ｃ）のように、減少から増加に転じ、容
易に再粘着する。再粘着すると、係数器１１２の出力の
係数Ｋｃは再び１となって、周波数時間変化率指令αは
図１０（Ｄ）のように、車両の加速度相当の周波数時間
変化率より大きい基準値α＊となり、そのα＊と車両の
加速度相当の周波数時間変化率との差分Δαにより、す
べり周波数（電動機電流）つまりインバータ出力電流Ｉ
ｍは図１０（Ｃ）のように、緩やかに増加する。インバ
ータ出力電流Ｉｍが電流指令Ｉｐまで増加しないで、空
転と再粘着を繰り返すような条件では、周波数時間変化
率指令αの平均は再粘着制御手段１１により、基本的に
は図１０（Ｄ）のように、車両の加速度相当の周波数時
間変化率（図１０では一定としている）と等しくなるよ
うに制御（調整）され、誘導電動機３の平均的な駆動ト
ルクは図１０（Ｃ）のように、粘着限界に見合ったもの
となる。すなわち、周波数時間変化率指令αの平均は基
本的には粘着限界に対応したものとなり、車両は平均的
にはレール状態に見合ったトルクで加速されることにな
る。

【００６１】そして、レール継ぎ目等で再粘着制御手段
１１が誤動作した場合、誤動作中周波数時間変化率指令
αが小さくなるが、文献に示されたような再粘着制御
法（空転検出により、ある一定パターンですべり周波数
若しくは電流指令を制御して、トルクを直接絞り込む制
御法）とは異なり、トルクの減少が小さく、車両の加速
特性が大きく損なわれるものではない。すなわち、誤動
作を許容する構成となっており、従って、空転の検出レ
ベル値Ｆｋを従来装置よりも小さく設定できる。このた
め、比較的小さな本来の空転を検知して再粘着させるの
で、車両の加速特性（粘着性能）を高めることができ
る。

【００６２】また、この再粘着制御方式は、トルクを直
接絞り込むものではないので、１台のインバータで複数
個の誘導電動機を制御する場合、非空転の誘導電動機の
トルクが必要以上に絞り込まれず、車両の加速特性（粘
着性能）を高めることができる。

【００６３】以上の基本動作は、回生・減速モードで滑
走した場合も同様である。

【００６４】なお、再粘着を確実にするためには、係数
器１１２の出力の係数Ｋｃが１から１より小さい値にな
る検出レベル設定値Ｆｋ（Ｆｋｏ）と係数器１１２の出
力の係数Ｋｃが１より小さい値から１になる検出レベル
設定値Ｆｋ（Ｆｋｆ）を異にして、Ｆｋｏ＞Ｆｋｆとな
るように、ヒステリシスを持たせることが望ましい。以
上のように、図９に示した実施例によれば、前述の図４
の実施例の効果に加えて、空転／滑走が発生する条件の
もとでは、再粘着制御手段１１により、周波数時間変化
率指令αが変更（車両の加速度／減速度相当の周波数時
間変化率より小さく）されるので、自己再粘着性が促さ
れ、車両をレール状態に見合ったトルクで加速／減速で
きるという効果がある。

【００６５】ところで、図９に示した実施例において
は、空転・滑走を検知するための基準速度である車両速
度を非駆動輪の回転数Ｆｔから得ていたが、列車編成に
非駆動輪が存在しない場合、非駆動輪に検出器を取り付
けることが困難な場合、次に述べる構成を用いることに
より車両の実速度を推定することができる。

【００６６】図１１に車両の実速度を推定する実施例を
示す。車両速度推定器１３６は、駆動輪の回転周波数で
ある電動機回転周波数Ｆｒ及び前述した装置により求め
た車両実加速度αｖ（周波数時間変化率指令基準値α＊
でも代用可能）を入力して、車両実速度推定値（電動機
回転周波数換算値）Ｆｒｃを出力するものである。この
車両実速度推定値Ｆｒｃを非駆動輪の回転数Ｆｔの代わ
りに用いることが可能である。また、電動機回転周波数
Ｆｒは、一つのインバータが制御する誘導電動機が一台
の場合はその回転数を、複数電動機の場合は力行時に最
大値Ｆｒｍ，回生時に最小値Ｆｒｎを入力する。

【００６７】電動機回転周波数ｆｒから積分器１３６３
の出力Ｆｒｃ′を減算器１３６１で減算し、その減算結
果をリミッタ１３６２に与える。リミッタ１３６２で
は、前記した車両の実加減速度αｖを倍率器１３６４で
積分器１３６３のゲインｋ分の１倍した値αｖ／ｋより
所定値βだけ大きいリミット値を正と負で持ち、減算器
１３６１の減算結果がリミット値に達するまではそのま
ま積分器１３６３に与え、減算器１３６１の減算結果が
リミット値に達すると、そのリミット値を積分器１３６
３に与える。この時、回転周波数Ｆｒの加減速度が車両
の実加減速度αｖと等しい場合、回転周波数Ｆｒと積分
器１３６３の出力Ｆｒｃ′の差は倍率器１３６４の出力
αｖ／ｋと等しくなる。このままでは車両速度推定器１
３６の出力Ｆｒｃは車両実速度を表しているとはいえな
くなってしまうので、倍率器1364の出力αｖ／ｋを加減
算器１３６５で、力行時には積分器１３６３の出力Ｆr
c′に加算、回生時には積分器１３６３の出力Ｆｒｃ′
から減算したものを、車両実速度に相当する推定値Ｆｒ
ｃとして出力する。

【００６８】この推定値Ｆｒｃを非駆動輪の回転数Ｆｔ
の代わりに、空転滑走検知のために用いることにより、
非駆動輪に速度検出器を設ける必要がなくなる。

【００６９】図１２は本発明の第５の実施例を示す回路
構成であって、これは図４に示した実施例と動作が基本
的に同じである図８の実施例に、前述（図９の実施例）
の再粘着制御手段１１を付加したものである。従って、
図１２に示す実施例の動作は基本的には前述の図９の実
施例（図４の実施例に再粘着制御手段１１を付加したも
の）と同様になり、本実施例においても図９に示した実
施例と同様の効果が得られるということはいうまでもな
い。さらに、当然ながら非駆動輪の回転数Ｆｔの代わり
に推定値Ｆｒｃを用いても構わない。

【００７０】図１３は本発明の第６の実施例を示す回路
構成であって、図９に示した実施例と異なるところは、
再粘着制御手段１１の構成で、図９の係数器１１２と掛
算器１１３を増幅器１１４と減算器１１５に置き換えた
ことである。すなわち、この再粘着制御手段１１では、
増幅器１１４は、回転周波数差ΔＦが空転／滑走の検出
レベル値Ｆｋより大きくなると、その偏差に応じた出力
Δαｃを発生する。この増幅器１１４の出力Δαｃを周
波数時間変化率指令発生手段６からの周波数時間変化率
指令α′から減算器１１５で減算して、周波数時間変化
率指令αを出力する。他は図９に示した実施例と同様で
ある。

【００７１】図１３の実施例において、空転／滑走が発
生しない場合（再粘着制御手段１１の増幅器１１４の出
力Δαｃが０の場合）の基本動作は図９（図４）に示し
た実施例と同様であり、空転／滑走が発生する条件のも
とでは、回転周波数差ΔＦに応じて、周波数時間変化率
指令αが調整（制御）されるので、周波数時間変化率指
令αは基本的には粘着限界に対応したものとなり、車両
はレール状態に見合ったトルクで加速／減速されること
になる。すなわち、図９の実施例よりも粘着性能が高ま
る。

【００７２】図１４は本発明の第７の実施例を示す回路
構成であって、これは図９に示した実施例と動作が基本
的に同じである図１２の実施例の再粘着制御手段１１の
構成を、前述（図１３の実施例）のように変更したもの
である。従って、本実施例の動作は基本的には前述の図
１３の実施例（図９の実施例の再粘着制御手段１１の構
成を図１３の実施例のように変更したもの）と同様にな
り、本実施例においても図１３の実施例つまり図９の実
施例と同様の効果が得られるということはいうまでもな
い。

【００７３】なお、図９，図１２，図１３及び図１４に
示した実施例において、再粘着制御手段１１の空転／滑
走の検出は、動輪の回転周波数Ｆｒと非駆動輪の回転周
波数Ｆｔ（推定値Ｆｒｃ）との差から空転滑走を検知す
るものであったが、これは空転滑走を検知すると共に、
再粘着したことも容易に検知可能であるためである。し
かし、周知の動輪回転周波数の時間微分値を用いる空転
滑走検知方式は、再粘着の検知が困難という問題がある
ので、別途再粘着検知手段を併用する必要がある。従っ
て、これら実施例に採用しうる再粘着制御手段１１とし
ては、空転滑走検知が可能であることはもちろん、再粘
着をも検知（推定できても良い）しうるものであれば、
従来から知られている他の方法でもよいということはい
うまでもない。

【００７４】次に、図１５を用いてインバータに誘導電
動機が複数個（例では４個）接続されている場合につい
て、図１６のシミュレーション例を示しつつ述べる。な
お、図１５において、３１〜３４は誘導電動機、１０１
〜１０４は誘導電動機３１〜３４の回転周波数Ｆｒ１〜
Ｆｒ４の検出器で、供試誘導電動機は１３０ｋＷであ
る。

【００７５】図１６と図１７は誘導電動機３１〜３４の
うち誘導電動機３１が空転するような条件でシミュレー
ションを行った例である。図１６は図１５の実施例によ
る再粘着制御の場合で、図１７は図１５の実施例と同様
の空転検出法により従来の一定のパターンですべり周波
数を制御する（空転を検出すると一定速度で絞り、再粘
着すると一定速度で緩やかに回復させる）再粘着制御の
場合である。図１６より、図１５の実施例によれば、誘
導電動機３１が粘着限界に達するまでは、誘導電動機３
１〜３４のトルクτ１〜τ４は電流指令Ｉｐに従って制
御されていることが分かる。図１６と図１７より、図１
５の実施例（図１６）によれば、従来方法（図１７）と
比べて、誘導電動機３１が空転しても、空転していない
誘導電動機３２〜３４のトルクτ２〜τ４が必要以上に
小さくなることなく、誘導電動機３１は再粘着し、誘導
電動機３１〜３４のトルクτ１〜τ４は平均的には粘着
限界近傍まで高められていることが分かる。

【００７６】図１８と図１９は空転を誤検出するよう
に、誘導電動機３１〜３４のうち誘導電動機３１の回転
周波数Ｆｒ１を振動的に変化させた場合のシミュレーシ
ョン例である。図１８は図１５の実施例と同様の空転検
知法により従来の一定のパターンですべり周波数を制御
する（空転を検出すると一定速度で絞り、再粘着すると
一定速度で緩やかに回復させる）再粘着制御の場合、図
１９は図１５の実施例による再粘着制御の場合である。

【００７７】図１８と図１９より、空転を誤検出する
と、図１５の実施例（図１９）によれば、誘導電動機３
１〜３４のトルクτ１〜τ４の低下は僅かであるが、従
来方法（図１８）では、誘導電動機３１〜３４のトルク
τ１〜τ４が大きく低下していることが分かる。従っ
て、従来の再粘着制御法では、空転の検出レベルを大き
くしなければならず、そうすると、先の図１７より誘導
電動機３１の空転が大きくなって、誘導電動機３１〜３
４のトルクの低下が大きくなり、加速特性は悪化する。

【００７８】以上の実施例では、電流指令をトルクを制
御する操作量として説明したが、例えば、交流電動機の
ベクトル制御のように、トルクを制御する操作量がトル
ク指令あるいはトルク電流指令であるものにおいては、
これらトルク指令，トクル電流指令に対して本発明を適
用して同様の効果があり、これらも、本発明の範囲であ
る。

【００７９】また、以上の実施例は電車及び電気機関車
について説明したが、電流指令発生手段４をアクセルの
出力に基づくよう構成することにより電気車の範疇であ
る電気自動車とすることももちろんである。

【００８０】

【発明の効果】本発明によれば、第一に、インバータの
出力周波数指令は基本的には誘導電動機の回転周波数に
依存せず、しかもインバータの出力電流は定電流制御系
により制御されるので、過電流になりにくくて、電流指
令相当のトルクで車両を加速／減速できるという効果が
ある。第二に、第一の効果に加えて、空転／滑走が発生
しても、所定値（周波数時間変化率指令が車両の加速度
／減速度相当の周波数時間変化率より大きい基準値）よ
り大きくならないので、大空転／大滑走になりにくく、
レール状態によっては（例えば、油によりレールと車輪
の間の粘着力が一時的に低下した場合）、誘導電動機の
自己再粘着が期待できるという効果がある。第三に、第
二の効果に加えて、空転／滑走が発生する条件のもとで
は、再粘着制御系により周波数時間変化率指令が変更
（調整）されるので、誘導電動機の自己再粘着性が促さ
れ、車両をレール状態に見合ったトルクで加速／減速で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路構成図。

【図２】図１における負荷等の影響の説明図。

【図３】図１の周波数時間変化率発生手段６の他の構成
図。

【図４】本発明の第２の実施例を示す回路構成図。

【図５】図４における空転現象の説明図。

【図６】図４の周波数時間変化率発生手段６の他の構成
図。

【図７】車両の実加速度を検出する他の実施例を示す
図。

【図８】本発明の第３の実施例を示す回路構成図。

【図９】本発明の第４の実施例を示す回路構成図。

【図１０】図８の基本動作説明図。

【図１１】車両の速度を推定する手段を示す図。

【図１２】本発明の第５の実施例を示す回路構成図。

【図１３】本発明の第６の実施例を示す回路構成図。

【図１４】本発明の第７の実施例を示す回路構成図。

【図１５】シミュレーションの回路構成図（図１０で誘
導電動機が４個の場合）。

【図１６】図１５による再粘着制御のシミュレーション
例。

【図１７】従来方法による再粘着制御のシミュレーショ
ン例。

【図１８】従来方法による空転誤検出のシミュレーショ
ン例。

【図１９】図１５による空転誤検出のシミュレーション
例。

【符号の説明】

１…パンタグラフ、２…ＰＷＭインバータ、３…誘導電
動機、４…電流指令発生手段、５…インバータ出力電流
検出手段、６…周波数時間変化率指令発生手段、７…イ
ンバータ出力周波数指令発生手段、１１…再粘着制御手
段、６７…基準周波数時間変化率指令発生手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気車駆動用誘導電動機と，この電動機を
駆動するインバータと，このインバータが出力する電流
の電流指令を発生する手段と，前記インバータの出力電
流を検出する手段と，前記電流指令と前記出力電流の検
出値との偏差に基づいて前記インバータの出力周波数の
時間変化率指令を発生する手段と，この周波数時間変化
率指令に基づいて前記インバータの出力周波数指令を発
生する手段とを備えた電気車の制御装置。
【請求項２】請求項１において、前記インバータの出力
周波数の時間変化率指令を発生する手段は、予め与えら
れる時間変化率指令を前記電流指令と前記出力電流の検
出値との偏差に基づいて調整するものである電気車の制
御装置。
【請求項３】請求項１において、前記出力電流の検出値
が前記電流指令を上回ったとき、この偏差に応じて前記
出力周波数指令を調整する手段を有する電気車の制御装
置。
【請求項４】請求項１において、前記インバータの出力
周波数の時間変化率指令を、車両の加速度／減速度相当
の前記インバータの出力周波数の時間変化率より大きい
基準値に制限する手段を備えた電気車の制御装置。
【請求項５】請求項１において、前記インバータの出力
周波数の時間変化率指令を発生する手段は、車両の加速
度／減速度相当の前記インバータの出力周波数の時間変
化率より大きい基準値を前記電流指令と前記出力電流の
検出値との偏差に基づいて調整するものである電気車の
制御装置。
【請求項６】請求項４または５において、前記車両の加
速度／減速度は、前記電流指令から求めるものである電
気車の制御装置。
【請求項７】請求項４または５において、前記車両の加
速度／減速度は、前記出力電流の検出値から求めるもの
である電気車の制御装置。
【請求項８】請求項４または５において、前記車両の加
速度／減速度は、車両の非駆動輪に取り付けられた回転
数検知器の出力に基づいて得られるものである電気車の
制御装置。
【請求項９】請求項４または５において、前記インバー
タは複数の前記電気車駆動用誘導電動機を駆動するもの
であり、前記車両の加速度／減速度は、これら誘導電動
機の回転数の時間変化率のうち力行時は最小値、回生時
は最大値を選択して得られるものである電気車の制御装
置。
【請求項１０】請求項１において、前記誘導電動機によ
り駆動される駆動輪の空転及び滑走を検出する手段と、
この空転若しくは滑走が検知されている期間中前記イン
バータの出力周波数の時間変化率指令を減少させる手段
とを備えた電気車の制御装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記動輪の空転及
び滑走を検出する手段は、車両の実速度と前記誘導電動
機の回転周波数とを比較することにより検出するもので
ある電気車の制御装置。
【請求項１２】請求項１１において、前記車両の実速度
は、車両の非駆動輪に取り付けられた回転数検知器の出
力に基づいて得られるものである電気車の制御装置。
【請求項１３】請求項１１において、前記車両の実速度
は、前記誘導電動機の回転周波数と前記車両の実加速度
とから推定されるものである電気車の制御装置。
【請求項１４】請求項１０において、前記インバータの
出力周波数の時間変化率指令の減少は、前記空転または
滑走が所定値以上となったとき一定量減少させるもので
ある電気車の制御装置。
【請求項１５】請求項１０において、前記インバータの
出力周波数の時間変化率指令の減少は、前記空転または
滑走の量に応じて減少させるものである電気車の制御装
置。
【請求項１６】請求項１において、前記誘導電動機の回
転周波数を検出する手段と、前記インバータの起動時に
このときの回転周波数に応じて前記インバータの出力周
波数指令の初期値を設定する手段とを備えた電気車の制
御装置。
【請求項１７】電気車駆動用誘導電動機と，この電動機
を駆動するインバータと，このインバータの出力電流の
電流指令を発生する手段と，前記インバータの出力電流
を検出する手段と，前記電流指令と前記出力電流の検出
値の偏差に基づいて、所定値を越えないよう制限された
前記インバータの出力周波数の時間変化率指令を発生す
る手段と，この時間変化率指令発生手段の出力に基づい
て前記インバータの出力周波数指令を発生する手段とを
備えた電気車の制御装置。
【請求項１８】請求項１７において、前記時間変化率指
令発生手段は、前記電流指令と前記出力電流の検出値の
偏差に基づいて前記インバータの出力周波数の時間変化
率指令を発生し、このインバータの出力周波数の時間変
化率指令が所定値を越えることを制限するリミッタとを
含む電気車の制御装置。
【請求項１９】請求項１８において、前記電流指令の検
出値が前記電流指令を上回ったとき、この偏差に応じて
前記インバータ出力周波数指令を調整する手段を有する
電気車の制御装置。
【請求項２０】請求項１７において、前記時間変化率指
令発生手段は、前記電流指令と前記出力電流の検出値の
偏差が負になったときこの偏差に応じた出力を発生する
電流制御手段と、この電流制御手段の出力で前記所定値
を調整する手段とを含む電気車の制御装置。
【請求項２１】請求項２０において、前記電流指令と前
記出力電流の検出値の偏差が負になったときこの偏差に
応じて前記インバータ出力周波数指令を調整する手段を
有する電気車の制御装置。
【請求項２２】請求項１８若しくは２０において、前記
所定値は、車両の加速度／減速度相当の前記インバータ
の出力周波数の時間変化率より大きい基準値である電気
車の制御装置。
【請求項２３】電気車駆動用誘導電動機と，この電動機
を駆動するインバータと，このインバータが出力する電
流の電流指令を発生する手段と，前記インバータの出力
電流を検出する手段と，車両の加速度／減速度に相当す
る前記インバータの出力周波数の時間変化率より大きい
基準周波数時間変化率指令を発生する手段と，前記電流
指令と前記出力電流の検出値との偏差に基づいて前記基
準周波数時間変化率指令を調整する領域を有し、前記基
準周波数時間変化率指令以下の周波数時間変化率指令を
発生する手段と，この周波数時間変化率指令に基づいて
前記インバータの出力周波数指令を発生する手段とを備
えた電気車の制御装置。
【請求項２４】請求項２３において、前記基準周波数時
間変化率指令を調整する領域は、前記出力電流の検出値
が前記電流指令より大きくなる領域である電気車の制御
装置。
【請求項２５】電気車駆動用誘導電動機と，この電動機
を駆動するインバータと，このインバータの出力電流の
電流指令を発生する手段と，前記インバータの出力電流
を検出する手段と，前記電流指令と前記出力電流の検出
値の偏差に基づいて、所定値を越えないよう制限された
前記インバータの出力周波数の時間変化率指令を発生す
る手段と，前記誘導電動機により駆動される駆動輪の空
転及び滑走を検出する手段と，この検出手段の出力があ
ったとき前記周波数時間変化率指令を絞る再粘着制御手
段と，この時間変化率指令に基づいて前記インバータの
出力周波数指令を発生する手段とを備えた電気車の制御
装置。
【請求項２６】請求項２５において、前記出力電流の検
出値が前記電流指令を上回ったとき、この偏差に応じて
前記出力周波数指令を調整する手段を有する電気車の制
御装置。
【請求項２７】請求項２５において、前記再粘着制御手
段は、電動機の空転／滑走を検出したとき、前記周波数
時間変化率指令を車両の加速度／減速度相当値より小さ
く調整するものである電気車の制御装置。
【請求項２８】請求項２５において、前記再粘着制御手
段は、電動機の空転／滑走を検出したとき、前記周波数
時間変化率指令を空転／滑走量に応じて調整するもので
ある電気車の制御装置。
【請求項２９】電気車駆動用誘導電動機と，この電動機
を駆動するインバータと，このインバータが出力する電
流の電流指令を発生する手段と，前記インバータの出力
電流を検出する手段と，車両の加速度／減速度に相当す
る前記インバータの出力周波数の時間変化率より大きい
基準周波数時間変化率指令を発生する手段と，前記電流
指令と前記出力電流の検出値との偏差に基づいて前記基
準周波数時間変化率指令を調整する領域を有し、前記基
準周波数時間変化率指令以下の周波数時間変化率指令を
発生する手段と，前記誘導電動機により駆動される駆動
輪の空転及び滑走を検出する手段と，この検出手段の出
力があったとき前記周波数時間変化率指令を絞る再粘着
制御手段と，この周波数時間変化率指令に基づいて前記
インバータの出力周波数指令を発生する手段とを備えた
電気車の制御装置。
【請求項３０】請求項２９において、前記出力電流の検
出値が前記電流指令を上回ったときこの偏差に応じて前
記出力周波数指令を調整する手段を有する電気車の制御
装置。
【請求項３１】請求項２９において、前記再粘着制御手
段は、電動機の空転／滑走を検出したとき、前記周波数
時間変化率指令を車両の加速度／減速度相当値より小さ
く調整するものである電気車の制御装置。
【請求項３２】請求項２９において、前記再粘着制御手
段は、電動機の空転／滑走を検出したとき、前記周波数
時間変化率指令を空転／滑走量に応じて調整するもので
ある電気車の制御装置。