JPS5883595A - 誘導電動機の制御方法 - Google Patents
誘導電動機の制御方法Info
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- JPS5883595A JPS5883595A JP56179810A JP17981081A JPS5883595A JP S5883595 A JPS5883595 A JP S5883595A JP 56179810 A JP56179810 A JP 56179810A JP 17981081 A JP17981081 A JP 17981081A JP S5883595 A JPS5883595 A JP S5883595A
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- JP
- Japan
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- current
- induction motor
- frequency
- slip frequency
- control
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (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】
（ａ） 技術分野の説明
本発明は鉄道車両の誘導′ｌｌｌ７Ｉｈ磯制御装置の改
良に関するものである。
良に関するものである。
（ｂ） 従来技術の説明
鉄道車両の主′感＃磯として、誘導電動機を使用するこ
とは、小形＠量化およびメンテナンスフリーの点から大
きな利点がある。−導電動機を効率よく速［制御するた
めには、可変電圧、町変周波数制御（以下、ｖｖｖｐと
略す）が必−で、適度サイリスタなどを用いたＶＶＶＦ
インバータが使用される。６１１１図は、ｄ４１１動瀬
の１相分の等幽回路と、ＶＶＶｉ−インバータおよび人
力フィルタとの１３１１係を示したもので、２ｏは人力
フィルタリアクトルＬ、ｏ 、 ２］ ４１人カフ イ
／Ｌ／ ｐ ｒ ７ ’７’ ンサＣｏ 、 ２２ハＶ
ＶＶＦインバータ、るは１次漏れインダクタンスＬ、、
２４は１次しジスタンスへ、２５は励磁インダクタンス
のすべりで、次のように定義される。
とは、小形＠量化およびメンテナンスフリーの点から大
きな利点がある。−導電動機を効率よく速［制御するた
めには、可変電圧、町変周波数制御（以下、ｖｖｖｐと
略す）が必−で、適度サイリスタなどを用いたＶＶＶＦ
インバータが使用される。６１１１図は、ｄ４１１動瀬
の１相分の等幽回路と、ＶＶＶｉ−インバータおよび人
力フィルタとの１３１１係を示したもので、２ｏは人力
フィルタリアクトルＬ、ｏ 、 ２］ ４１人カフ イ
／Ｌ／ ｐ ｒ ７ ’７’ ンサＣｏ 、 ２２ハＶ
ＶＶＦインバータ、るは１次漏れインダクタンスＬ、、
２４は１次しジスタンスへ、２５は励磁インダクタンス
のすべりで、次のように定義される。
すべり周波数（ＦＳ）
Ｓ、、−−−一−−−−−−−−−−−−−−−−−−
−インパータ出力周波数＜ｙ＞ このｖｖｖｐ方式は制御そのものが複雑であるという点
と、＃を源高−波低減のためにＰ Ｗ Ｉ）（変−を行
なわなければならないなどの点から高ＩｊＩｃな制御技
術が要求される。
−インパータ出力周波数＜ｙ＞ このｖｖｖｐ方式は制御そのものが複雑であるという点
と、＃を源高−波低減のためにＰ Ｗ Ｉ）（変−を行
なわなければならないなどの点から高ＩｊＩｃな制御技
術が要求される。
従来このようなＰＷＭ変調ＶＶＶＦインバータのＩｌ′
ｌｌ＃部としてｓ’４２図に示すような方法が行われて
いた。
ｌｌ＃部としてｓ’４２図に示すような方法が行われて
いた。
ｓ２図は従来のｖｖｖｐインバータの制御部をブロック
図で示したもので、１は回転数を検知するパルスジェネ
レータ、２はパルスジェネレータ信号、より回転周波数
ＦＨを算出する回転周波数演算部。
図で示したもので、１は回転数を検知するパルスジェネ
レータ、２はパルスジェネレータ信号、より回転周波数
ＦＨを算出する回転周波数演算部。
３はパルスジェネレータ４６号の時間変化率より空転及
び滑走を検知する空転滑走検知部、４は走行指嗜ＭＣお
よびノツチ指令Ｐ／Ｂをあたえるマスコン及びブレーキ
弁、５はマスコン指令ＭＣ，応荷電ＶＬおよび空転滑走
条件Ｗｅ（Ｄに応じあ電流指令値■Ｃｔ−算出する電流
指令値演算部、６はノツチ指令Ｐ／Ｂによって力行Ｐ１
回生Ｂｋ−Ｆ４Ｊ別する力行回生判別部、７は′Ｉｔ流
指令値ＩＣおよびＰまたはＢ条件２よび１１ｔ流指令１
１ｉＩＣと誘導電動機の電流ＩＭとの゛を流偏差ＩＵに
応じて基準すべり周波数Ｆ９ ｉ ｇよびすべり周波数
上゛Ｓを算出するすべり周波数演算部、８はインバータ
周波数Ｆおよび架ｆＩｉＡ′ｗｔ圧ＥＣより変ａ４率入
りを算出する変調４演算部、９はインバータ周波数Ｆよ
り変調パルスモードＮを算出する変調パルスモード演算
部。
び滑走を検知する空転滑走検知部、４は走行指嗜ＭＣお
よびノツチ指令Ｐ／Ｂをあたえるマスコン及びブレーキ
弁、５はマスコン指令ＭＣ，応荷電ＶＬおよび空転滑走
条件Ｗｅ（Ｄに応じあ電流指令値■Ｃｔ−算出する電流
指令値演算部、６はノツチ指令Ｐ／Ｂによって力行Ｐ１
回生Ｂｋ−Ｆ４Ｊ別する力行回生判別部、７は′Ｉｔ流
指令値ＩＣおよびＰまたはＢ条件２よび１１ｔ流指令１
１ｉＩＣと誘導電動機の電流ＩＭとの゛を流偏差ＩＵに
応じて基準すべり周波数Ｆ９ ｉ ｇよびすべり周波数
上゛Ｓを算出するすべり周波数演算部、８はインバータ
周波数Ｆおよび架ｆＩｉＡ′ｗｔ圧ＥＣより変ａ４率入
りを算出する変調４演算部、９はインバータ周波数Ｆよ
り変調パルスモードＮを算出する変調パルスモード演算
部。
そして１０はインバータ出力周波数Ｆ１変調パルスモー
ドＮおよび１１１４．ｌ Ａ ＬにしたがってＰＷＭ変
調を行うＰＷＭ変１ＩＩ４部である。
ドＮおよび１１１４．ｌ Ａ ＬにしたがってＰＷＭ変
調を行うＰＷＭ変１ＩＩ４部である。
また第３図は第２図に示したすべり周波数演算部７の詳
細を示したもので、電流指令値ＩＣを入力する関数器１
１の出力として与えられる基準すべり周波数Ｆ８１と電
流偏差ＩＵの一次遅れ補償器１２の出力として与えられ
る定電流補正すベリ周波数Ｆ８２の和をリミッタ１３を
通してからすべり周波数Ｆ８として出力している。これ
により■Ｃ二ＩＭなる定電流制御が行なわれる。
細を示したもので、電流指令値ＩＣを入力する関数器１
１の出力として与えられる基準すべり周波数Ｆ８１と電
流偏差ＩＵの一次遅れ補償器１２の出力として与えられ
る定電流補正すベリ周波数Ｆ８２の和をリミッタ１３を
通してからすべり周波数Ｆ８として出力している。これ
により■Ｃ二ＩＭなる定電流制御が行なわれる。
第１図において、入力フィルタリアクトルＬｏと入力フ
ィルタコンデンサＣｏで構成した入力フィルタ回路と誘
導電動機側のりアクタンスＬｍとの間で流れようとする
振動電流（ハンチング電流）に対してダンピング効果素
となるものは、直列に入っている、１次しジスタンスへ
と、並列に入る等価２が大きい。ところが、Ｒ１はその
値は非常に小さくよえ逆Ｒ：３Ｇユもともと８０値が小
さく４．イア２゜一タ周波数Ｆが高周波になるほどＳは
さらに小さくなるので、ともにこれだけでは大きなダン
ピング効果を期待することはできない。したがって第２
図及び第３図で示したように単にすべり局昨数Ｆ’８に
よる定電流制御を行いながらｖｖｖｐ制御をしていたの
では、主回路に振動電流が発生した場合、これを整定す
ることができなかった。
ィルタコンデンサＣｏで構成した入力フィルタ回路と誘
導電動機側のりアクタンスＬｍとの間で流れようとする
振動電流（ハンチング電流）に対してダンピング効果素
となるものは、直列に入っている、１次しジスタンスへ
と、並列に入る等価２が大きい。ところが、Ｒ１はその
値は非常に小さくよえ逆Ｒ：３Ｇユもともと８０値が小
さく４．イア２゜一タ周波数Ｆが高周波になるほどＳは
さらに小さくなるので、ともにこれだけでは大きなダン
ピング効果を期待することはできない。したがって第２
図及び第３図で示したように単にすべり局昨数Ｆ’８に
よる定電流制御を行いながらｖｖｖｐ制御をしていたの
では、主回路に振動電流が発生した場合、これを整定す
ることができなかった。
（Ｃ） 発明の目的
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、誘導電動機を
ＶＶＶＦインバータによりすべり周波数制御する場合の
主回路の振動電流を、すべり周波数に補正を加えること
により阻止する誘導電動機の制御方法を提供するもので
ある。
ＶＶＶＦインバータによりすべり周波数制御する場合の
主回路の振動電流を、すべり周波数に補正を加えること
により阻止する誘導電動機の制御方法を提供するもので
ある。
（ｄ） 発明の構成
９４図は本発明のｖｖｖｐインバータの制御部の一実施
例を示したブロック図で、１７のすべり周波数演算部以
外は第２図と同一の構成である０また第５図は第４図に
おけるすべり同波数演算部１７の詳細を示したもので、
！ｓ３図の構成にＩＭの微分補償器１４とカ行９回生に
より極性を反転させるスイッチ１５を付加したものであ
る。
例を示したブロック図で、１７のすべり周波数演算部以
外は第２図と同一の構成である０また第５図は第４図に
おけるすべり同波数演算部１７の詳細を示したもので、
！ｓ３図の構成にＩＭの微分補償器１４とカ行９回生に
より極性を反転させるスイッチ１５を付加したものであ
る。
（ｅ） 発明の作用
ＶＶＶＦインバータは交流出力電圧ｇＭとすべり周波数
ＦＳを独立に制御することができ、第６図の制御特性要
因図に示した逼りそれぞれ次のように制御される。
ＦＳを独立に制御することができ、第６図の制御特性要
因図に示した逼りそれぞれ次のように制御される。
即ち、ＶＶＶＦインバータの交流出力電圧ＥＭと出力周
波数Ｆとが比例関係にある第６図に示した出力周波ａＦ
が０から交流出力電圧ＥＭが飽和する点Ｆｌの範囲では
、交流出力′電圧ｇＭとすべり周波数Ｆ８は共に制御可
能で、電流指令値ＩＣと誘導電動機の電流ＩＭは等しく
なるよう制御し、ＶＶＶＦインバータ出力周波赦Ｆが前
記Ｆ１を超え誘導電動機をすべり周波数制御する上で、
すべり周波数制御可能な最大のすべり周波数ＰＢに相当
するＶＶＶＦインバータ出力周波数Ｆ２の範囲では、交
流出力電圧ＮＭは最大値を出力し、すべり周波数Ｆ８が
制御され、電流指令値ＩＣと誘導電動機の１１１ｆｉＩ
Ｍは前記と同じく等しくなるよう制御し、ＶＶＶＦイン
バータ出力周波赦Ｆが前記Ｆ、を超えるｍ囲では、交流
出力電圧ＥＭ、すべり周波数ＦＳ共に最大値一定で、誘
導電ＩＩＪ磯の電流ＩＭは屯流指令１直ＩＣより少ない
状態で制御される。
波数Ｆとが比例関係にある第６図に示した出力周波ａＦ
が０から交流出力電圧ＥＭが飽和する点Ｆｌの範囲では
、交流出力′電圧ｇＭとすべり周波数Ｆ８は共に制御可
能で、電流指令値ＩＣと誘導電動機の電流ＩＭは等しく
なるよう制御し、ＶＶＶＦインバータ出力周波赦Ｆが前
記Ｆ１を超え誘導電動機をすべり周波数制御する上で、
すべり周波数制御可能な最大のすべり周波数ＰＢに相当
するＶＶＶＦインバータ出力周波数Ｆ２の範囲では、交
流出力電圧ＮＭは最大値を出力し、すべり周波数Ｆ８が
制御され、電流指令値ＩＣと誘導電動機の１１１ｆｉＩ
Ｍは前記と同じく等しくなるよう制御し、ＶＶＶＦイン
バータ出力周波赦Ｆが前記Ｆ、を超えるｍ囲では、交流
出力電圧ＥＭ、すべり周波数ＦＳ共に最大値一定で、誘
導電ＩＩＪ磯の電流ＩＭは屯流指令１直ＩＣより少ない
状態で制御される。
ｖｖｖＦインバータにおいて、振動現象のダンピングを
強化する方法として通常考えられる方法は、一般の変換
器で行なわれているように誘導電動機のｔ！ＩＭの微分
ｉ木を負帰還でＶＶＶＦインバータの交流出力電圧ｇＭ
の制御パラメータである変調率入りに加える方法である
。この方法は８１図において振動電流分についてのみ見
かけ上過渡的に鴇を大きくする方法であり、電圧を可変
する制御変換器すなわちＶＶＶＦインバータに限らずチ
ョッパ装置、位相制御整流器、ＣＶＣＦインバータなど
どれでも共通に有効な方法であるが、この方法はＶＶＶ
Ｆインバータでは第６図に示すＶＶＶＦインバータの出
力周波数Ｆが０〜ＦＫの範囲の領域でのみしか適用でき
ないから、それ以外の領域では当然アンチハント効果は
失なわれてしまう。
強化する方法として通常考えられる方法は、一般の変換
器で行なわれているように誘導電動機のｔ！ＩＭの微分
ｉ木を負帰還でＶＶＶＦインバータの交流出力電圧ｇＭ
の制御パラメータである変調率入りに加える方法である
。この方法は８１図において振動電流分についてのみ見
かけ上過渡的に鴇を大きくする方法であり、電圧を可変
する制御変換器すなわちＶＶＶＦインバータに限らずチ
ョッパ装置、位相制御整流器、ＣＶＣＦインバータなど
どれでも共通に有効な方法であるが、この方法はＶＶＶ
Ｆインバータでは第６図に示すＶＶＶＦインバータの出
力周波数Ｆが０〜ＦＫの範囲の領域でのみしか適用でき
ないから、それ以外の領域では当然アンチハント効果は
失なわれてしまう。
そこで本発明ではｖｖｖＦインバータ特有の制御要素で
あるすべり周波数Ｆ８に着且し韮列共振条件の変更、制
御を行うことによりアンチハントを実現させるもので、
具体的には次のような作用に図で繭述したようにダンピ
ングを強化するためのでのみ過渡的に小さくできればよ
いわけであるが、すべり周波数ＦＳの定常的な値は、電
流指令値ＩＣと誘導電動機の電流ＩＭを等しくするため
の第３図に示した電流指令値ＩＣによる基準すべり周波
数ＦＳ１と゛−流偏差ＩＵの一次遅れ補償の定電流補正
すべり周波数Ｆ８２の和である定電流側＃要素によって
決定されるので、誘導−動機の′４流ＩＭに重畳する振
動電流、すなわち、誘導電動機の電流ＩＭの変化分につ
いてのみすべり周波数Ｆ８を調整する要素を追加すれば
よいことになる。これを実現する方法が第５図に示した
方法で、誘導電動機の電流ＩＭの微分補償器１４により
微分要素Ｆ’Ｓ３をカ行時はスイッチ１５により前記基
準すべり周波数ＦＳＩと定電流補正すべり周波数Ｆ８２
の和に対して加算することにより、誘導′Ｉ１ｍ動機の
Ｉ！を流ＩＭが増加しようとすると、鳥／８が小さくな
り、第１図に示した励磁インダクタンスＬｍに流れ込む
電流が増加しないように作用し、反対に誘導電動機の電
流ＩＭが減少しようとするとｌ（ｙ／８が大きくなり励
磁インダクタンスＬｍの電流が減少しないように作用す
る。この作用は誘導電動機の電流ＩＭに振動電流が発生
しても励磁インダクタンスＬｍの電流を一定に保とうと
するものであり、すなわち、撮動１に流を等価２次レジ
スタンスの過渡変化により吸収するものであり、電流指
令値ＩＣと誘導電動機の電流ＩＭが等しく定電流特性で
あることには何らの影響を与えることなく、振動電流に
ついてのみ大きなダンピングが作用する。
あるすべり周波数Ｆ８に着且し韮列共振条件の変更、制
御を行うことによりアンチハントを実現させるもので、
具体的には次のような作用に図で繭述したようにダンピ
ングを強化するためのでのみ過渡的に小さくできればよ
いわけであるが、すべり周波数ＦＳの定常的な値は、電
流指令値ＩＣと誘導電動機の電流ＩＭを等しくするため
の第３図に示した電流指令値ＩＣによる基準すべり周波
数ＦＳ１と゛−流偏差ＩＵの一次遅れ補償の定電流補正
すべり周波数Ｆ８２の和である定電流側＃要素によって
決定されるので、誘導−動機の′４流ＩＭに重畳する振
動電流、すなわち、誘導電動機の電流ＩＭの変化分につ
いてのみすべり周波数Ｆ８を調整する要素を追加すれば
よいことになる。これを実現する方法が第５図に示した
方法で、誘導電動機の電流ＩＭの微分補償器１４により
微分要素Ｆ’Ｓ３をカ行時はスイッチ１５により前記基
準すべり周波数ＦＳＩと定電流補正すべり周波数Ｆ８２
の和に対して加算することにより、誘導′Ｉ１ｍ動機の
Ｉ！を流ＩＭが増加しようとすると、鳥／８が小さくな
り、第１図に示した励磁インダクタンスＬｍに流れ込む
電流が増加しないように作用し、反対に誘導電動機の電
流ＩＭが減少しようとするとｌ（ｙ／８が大きくなり励
磁インダクタンスＬｍの電流が減少しないように作用す
る。この作用は誘導電動機の電流ＩＭに振動電流が発生
しても励磁インダクタンスＬｍの電流を一定に保とうと
するものであり、すなわち、撮動１に流を等価２次レジ
スタンスの過渡変化により吸収するものであり、電流指
令値ＩＣと誘導電動機の電流ＩＭが等しく定電流特性で
あることには何らの影響を与えることなく、振動電流に
ついてのみ大きなダンピングが作用する。
カ行の場合は電力を′１ｌｌｃ＃Ｉ側より供給している
ので、誘導電動機の電流ＩＭの変動とインバータ入力に
設けである入力フィルタコンデンサＣＯの電圧ＥＣの変
動が逆位相であり、従って入力フィルタコンデンサＣｏ
の電圧ＥＣが上昇しようとする時は鳥／Ｓを小さくする
ことにより、その上昇を押さえるよ−うに誘導電動機の
電流ＩＭｏ倣分微分ＩＩＡを正＊ａで加えるが、電力回
生ブレーキの場合には逆に電力を電源に返＊−ｒるので
、誘導域ＪＩｌｌ＋ＩＡの゛−流ＩＭの変動と入力フィ
ルタコンデンサＣｏＯ延圧ＥＣの変動が同位相になり、
従って誘導電動機の電流ＩＭの微分要素を負帰還で加え
ることにより、カ行の場合と全く同じダンピング効果が
得られる。
ので、誘導電動機の電流ＩＭの変動とインバータ入力に
設けである入力フィルタコンデンサＣＯの電圧ＥＣの変
動が逆位相であり、従って入力フィルタコンデンサＣｏ
の電圧ＥＣが上昇しようとする時は鳥／Ｓを小さくする
ことにより、その上昇を押さえるよ−うに誘導電動機の
電流ＩＭｏ倣分微分ＩＩＡを正＊ａで加えるが、電力回
生ブレーキの場合には逆に電力を電源に返＊−ｒるので
、誘導域ＪＩｌｌ＋ＩＡの゛−流ＩＭの変動と入力フィ
ルタコンデンサＣｏＯ延圧ＥＣの変動が同位相になり、
従って誘導電動機の電流ＩＭの微分要素を負帰還で加え
ることにより、カ行の場合と全く同じダンピング効果が
得られる。
（ｆ） 発明の詳細
な説明した通り本発明によれば、誘導電動機を入力フィ
ルターを有するｖｖｖｐインノ（−夕ですべり周波数制
御により駆動する場合に発生する主回路電動の振動電流
を、定電流制御性能を何等損ねることなく、簡単に阻止
することができる。
ルターを有するｖｖｖｐインノ（−夕ですべり周波数制
御により駆動する場合に発生する主回路電動の振動電流
を、定電流制御性能を何等損ねることなく、簡単に阻止
することができる。
第１図は誘導電動機の１相分等価回路とＶＶＶＦインバ
ータおよび入力フィルタの関係を示した図、第２図は従
来のＶＶＶＦインバータ制御部のプロ゛ンク図、第３図
は第２図のすべり周波演算部のブロック図、第４図は本
発明の一実施例のプロ゛ツク図、第５図はｓ４図のすべ
り・周波演算部のプロ°ツク図、第６図は制御特性要因
図である。 ７・・・・・・・・・すべり周波演算部１４・・・・・
・・・・歇分補償器 ｌ５・・・・・・・・・スイッチ
ータおよび入力フィルタの関係を示した図、第２図は従
来のＶＶＶＦインバータ制御部のプロ゛ンク図、第３図
は第２図のすべり周波演算部のブロック図、第４図は本
発明の一実施例のプロ゛ツク図、第５図はｓ４図のすべ
り・周波演算部のプロ°ツク図、第６図は制御特性要因
図である。 ７・・・・・・・・・すべり周波演算部１４・・・・・
・・・・歇分補償器 ｌ５・・・・・・・・・スイッチ
Claims (1)
- 誘導電ｌ１Ｊ４ｄｌを可変電圧・可変周波数インバータ
によりすべり周波数制御する制ｆｉｌ装置に８いで、誘
導電−磯電流の微分要素をすべり周波数に、カ行時は加
算し、回生ブレーキ時は減算することを特徴とするー・
導電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179810A JPS5883595A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 誘導電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56179810A JPS5883595A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 誘導電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5883595A true JPS5883595A (ja) | 1983-05-19 |
| JPS644437B2 JPS644437B2 (ja) | 1989-01-25 |
Family
ID=16072283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56179810A Granted JPS5883595A (ja) | 1981-11-11 | 1981-11-11 | 誘導電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5883595A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216406A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Toshiba Corp | 電気車制御装置の制御方法 |
-
1981
- 1981-11-11 JP JP56179810A patent/JPS5883595A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59216406A (ja) * | 1983-05-23 | 1984-12-06 | Toshiba Corp | 電気車制御装置の制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS644437B2 (ja) | 1989-01-25 |
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