JPS61142902A - 電気車の空転・滑走検知装置 - Google Patents

電気車の空転・滑走検知装置

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JPS61142902A
JPS61142902A JP59263574A JP26357484A JPS61142902A JP S61142902 A JPS61142902 A JP S61142902A JP 59263574 A JP59263574 A JP 59263574A JP 26357484 A JP26357484 A JP 26357484A JP S61142902 A JPS61142902 A JP S61142902A
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
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    • B60L2200/00Type of vehicles
    • B60L2200/26Rail vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Transportation (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電気車の制御装置に係り、特に可変電圧可変周
波数インバータで複数個の誘導電動機に給電する電気車
において空転、滑走を検知する装置に関する。
〔発明の技術的背景〕
通常電気車では加減速を迅速に行う必要があるから電動
機を定トルク制御することが望まれる。
インバータで誘導電動機の定トルク制御を行う場合、イ
ンバータの出力電圧Vと出力周波数Fに関してV/F比
を一定に制御して誘導電動機のすべり周波数fsを一定
にする。第5図はこの代表的システムブロックを示した
ものである。すなわち架線1よりパンタグラフ2を介し
て直流Nmを供給しフィルタのりアクドル3およびコン
デンサ4を介して平滑しインバータ5の入力直流電源と
する。インバータ5では直流/3相交流に電力変換し車
両速度に応じた可変電圧可変周波数電力を誘導電動機6
.7に供給する。
これら電動機6.7には回転数検出器8.9が設けられ
ていて回転数信号PG1.PG2が得られ、これら信号
が回転周波数演算部10に与えられて電動機6,7の回
転数に応じた回転周波数FR1,FR2が演算される。
この演算結果は回転周波数選択部11に与えられ、電気
車のカ行加速時はMIN (FRl、FR2)を、回生
減速時はMAx (FRl、FR2)e[択シテ基準回
転周波数FRe得る。
一方、電動機6.7のトルク指令値TcIfi電動機の
入力電流パターン発生部12に与えられて電流パターン
tpが形成され、この電流パターンIpはすべり周波数
設定パターン発生部13に与えられてすべり周波数パタ
ーンFspが形成される。また、電流パターンIpは電
動機入力電流検出器14で検出され電流実効値演算部1
7で演算処理されて得られた電流実効値INと付き合わ
されて両者の偏差が取出され増幅部15に与えられ補正
すべり周波数ΔFSが得られる。
これによりカ行加速時のインバータ出ツノ周波数F I
NVは、 FINV =FR+Fsp+ΔFS  ・旧・・(1)
また回生減速時は、 FINV =FR−(FSD+ΔFS)・・・・・・(
2)となる。
このインバータ周波数F INVは位相器16に与えら
れ、第6図に示すようにインバータ出力周波数F IN
Vに応じてインバータ5の出力電圧Vが■/FINV=
一定となるようにインバータの通流率制御が行われる。
ここにおいて誘導電動機は分巻特性を有するから入力電
力周波数を一定にしておけば車輪が空転しても同期速度
に近づくとトルクが減少し再粘着し易(なる特性を有す
る。
〔背景技術の問題点〕
しかし、第5図に示した制御装置ではたとえば電動機6
.7の各駆動軸が2軸とも空転して回転数が上昇すると
上記式(1)にしたがってインバータの出力周波数FI
Nvも追従上昇し、したがってV/F一定となるように
インバータ出力電圧も上昇するので電動機6.7のトル
クは減少せず、更に激しく空転する。このため何らかの
方法で空転を検知し速やかに再粘着させることが要望さ
れている。
〔発明の目的〕
本発明は上述の点を考慮してなされたもので、可変電圧
可変周波数インバータで複数個の誘導電動機を駆動する
電気車の1ljlil装置において、空転・滑走を速や
かに且つ誤動作せずに検知し得る電気車制御装置を提供
ることを目的とする。
〔発明の概要〕
この目的達成のため、本発明では、所定時間ごとの回転
数平均値を求め、この所定時間ごとの回転数平均値の変
化分が第1の所定値を超えたとき空転を検知し、また第
2の所定値以下となることで滑走を検知する電気車制御
装置を提供するものである。
〔実施例〕
以下、第1図乃至第4図を参照して本発明の詳細な説明
する。
第1図は本発明の一実施例を示したもので、21は回転
数検知信号PG1を成形変換するワンショットマルチバ
イブレータ、22は信号PGIの立上り同期信号を受は
取るディジタル入力部、23および27はカウンタ値の
読み出しおよびプリセットロードができるカウンタ、2
4はオンディレーをかねたワンショットマルチバイブレ
ータ、28はサンプルタイム用クロックを発生するクロ
ックジェネレータ、29はマイクロプロセッサである。
以上がPGI検出回路20の構成要素であり、図示を省
略したがPG2検出回路30も同様の構成となっている
第2図は第1図におけるマイクロプロセッサ29に入力
されるデータCHI 、Mln、CH2。
1y12n、 7M2nによって空転、滑走検知を行う
回路のブロック線図である。
ここで、C)II 、CH2は信号PGのたち上り同期
信号、Mln、 M2nはPGパルス数、TMln。
7M2nはPGパルス間隔(周期)、P/Bは電気車が
カ行状態か回生状態かを示す信号、FMP 。
FMBはそれぞれ力行時、回生時の空転、滑走検知レベ
ル、Tsは空転、滑走の検知周期、WSDl 、WSD
2は空転、滑走検知信号を示している。 そして41.
51は検知周期Ts中の電動機回転数の平均値演算部、
42.52は検知周期Ts毎のサンプリング値を取出す
サンプルホールド回路、43.53は検知周期Ts毎の
電動機回転数の変化分と空転検知レベルFMpあるいは
滑走検知レベルFMBとの比較部、60は電気車の状態
信号P/Bに応じて力行時空転検知レベルFMP 、回
生時滑走検知レベルFMBの切換を行う切換スイッチで
ある。
第3図は第1図および第2図に示した回路の動作説明用
タイミングチャートであり、この第3図に基く動作説明
を行う。
この第3図において時点t1からt2までがサンプリン
グ時間TSであり、この時間TSとの関係で図示のよう
な電動機回転数信号PGが与えられるとワンショットマ
ルチバイブレータ21の出力は、ディジタル入力部22
を介してマイク1]プロセツサ29へ演算用ラッチ信号
として取込まれると共に、ワンショットマルチバイブレ
ータ24を介してΔtAだけ遅らせた時点tllでカウ
ンタ27をプリセットしてクロックジェネレータ25の
クロック出力によりカウントを開始し、次のワンショッ
トマルチバイブレータ21の出力時点t12でマイクロ
プロセッサ29へ演算用ラッチ信号CH1を与えること
によりカウンタ27のカウント値TM11およびカウン
タ23のカウント値M11(PGパルス数)をマイクロ
プロセッサ29側で読込む。
この動作を時点t1からt2までサンプリング時間TS
に亘って行い、n個のデータをマイクロ ′プロセッサ
29に読込む。マイクロプロセッサ29では平均回転数
演算部41において、PGたち上り同期信号CH1、P
Gパルス数M111. PGパルス間隔TM1nによっ
て の演算が行われ電動機平均回転数FMが求められる。そ
して時点t2で次のサンプリング周期に移り、このとき
サンプルホールド回路42で電動機平均回転数FMがサ
ンプルホールドされる。
時点t2からt3についても上記(3)式の演算が行わ
れる。そして時点t3で(F M 1(H)−FMI(
0))と(FMI)(力行時)、FMB(回生時)〕と
が比較部43で比較される。ここでFMl(N)はt2
〜t3の平均回転数演算値、FMI(0)はt1〜t2
の平均回転数演算値である。
そして、 F M 1(N)−F M 1(0)> F M Pな
ら電動機6に接続される車輪の空転であり、F M 1
(N)−F M 1(0)< F M Bなら電動機6
に接続される車輪の滑走を検知する。
同様にPG2信号についても検出回路30によって演算
が行われ、電動機7に接続される車輪の空転、滑走が検
知される。
このようにサンプリング時FIJTs毎にサンプリング
時間TS内の電動機平均回転数を検出し、サンプリング
時間ごとの平均回転数変化率によって電気車の車輪の空
転、滑走を検知している。
第4図は本発明の他の実施例を示したものであ ゛す、
車速を判定条件に加えたものである。すなわち基準回転
周波数FRを車速判別部61に与えて所定値Cとの大小
比較を行い、車速か低いときは選択スイッチ62により
空転、滑走検知サンプリング時間をTSIとし、車速が
Cより高いときはサンプリング時間をTS2とする(T
Sl >T8.2)  。
これは第3図において、車速が低い場合はサンプリング
時間TS内に入力されるPGパルス数が少なく車速が高
い場合に比べて平均回転数演算値の誤差が大きいことを
考慮しサンプリング時間Tsを大きくとるようにしたも
のである。
〔発明の効果〕
本発明は上述のように、所定時間ごとの車輪回転数平均
値を求め、所定時間ごとの上記平均値の変化分を空転検
知レベルまたは滑走検知レベルと比較し、空転検知レベ
ルよりも大なるときは空転と判定し、滑走検知レベルよ
りも小なるときは滑走と判定するようにしたため、空転
、滑走の発生時に正確かつ迅速に検知することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック線図、第2図
は第1図の実施例の要部構成を示すブロック線図、第3
図は第1図、第2図の回路の動作説明図タイミングチャ
ート、第4図は本発明の他の実施例の説明図、第5図は
本発明の適用対象である電気車制御システムの構成図、
第6図は第5図のシステムにおけるインバータの制御特
性を示す図である。 5・・・インバータ、6.7・・・誘導電動機、21゜
24・・・ワンショットマルチバイブレータ、23゜2
7・・・カウンタ、25.28・・・クロックジェネレ
ータ、41.51・・・平均回転数演算部、60゜62
・・・切換スイッチ、61・・・車速判定部。 出願人代理人  猪  股     清第3図 (α) (b) 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、可変電圧可変周波数インバータにより複数の誘導電
    動機を駆動する電気車の制御装置において、 所定時間毎に前記電動機回転数の平均値を求め記憶する
    演算記憶手段と、 この演算記憶手段から所定時間毎に出力を得て変化分を
    検出する手段と、 前記電気車の力行時空転レベルおよび回生時滑走レベル
    に対応した各信号を形成するレベル信号手段と、 前記変化分検出手段の出力と前記レベル信号手段からの
    いずれかのレベル信号とを比較する手段と、 この比較手段に対し前記電気車の力行時には前記レベル
    信号手段からの力行時空転レベル信号を与え、また回生
    時には回生時滑走レベル信号を与える切換手段とをそな
    え、 前記比較手段の出力として電気車の力行時空転および回
    生時滑走を検知するようにした電気車制御装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記電
    気車の速度を検出する手段をそなえ、速度が低いときは
    前記所定時間を大きく、速度が高いときは前記所定時間
    を小さく選ぶようにした電気車制御装置。
JP59263574A 1984-12-13 1984-12-13 電気車の空転・滑走検知装置 Granted JPS61142902A (ja)

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JPH0452682B2 JPH0452682B2 (ja) 1992-08-24

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