JPH0150282B2 - - Google Patents
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- JPH0150282B2 JPH0150282B2 JP58049934A JP4993483A JPH0150282B2 JP H0150282 B2 JPH0150282 B2 JP H0150282B2 JP 58049934 A JP58049934 A JP 58049934A JP 4993483 A JP4993483 A JP 4993483A JP H0150282 B2 JPH0150282 B2 JP H0150282B2
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- axes
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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
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/10—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
-
- 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
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、可変電圧可変周波数インバータによ
り制御される誘導電動機で、駆動される電気車に
おいて、この動輪がレールとの間で空転又は滑走
が生じたときの電気車制御方法に関する。
り制御される誘導電動機で、駆動される電気車に
おいて、この動輪がレールとの間で空転又は滑走
が生じたときの電気車制御方法に関する。
近年パワーエレクトロニクスの発達により電気
車の主電動機として、可変電圧可変周波数インバ
ータ（以下、VVVFインバータと称す）により
制御される誘導電動機が用いられている。従来、
この種の誘導電動機の回転周波数FRを制御する
には以下のようにしていた。すなわち、第１図に
示すように、１台のVVVFインバータで４台の
誘導電動機を制御する場合、各電動機の回転周波
数FR1，FR2，FR3及びFR4の中から電気車が力
行の時は最小値検知信号１、回生の時は最大値検
知信号２を、“１”の力行、“０”の回生判別信号
４によつてスイツチ３を交互に切替えることによ
り選択するようにしていた。
車の主電動機として、可変電圧可変周波数インバ
ータ（以下、VVVFインバータと称す）により
制御される誘導電動機が用いられている。従来、
この種の誘導電動機の回転周波数FRを制御する
には以下のようにしていた。すなわち、第１図に
示すように、１台のVVVFインバータで４台の
誘導電動機を制御する場合、各電動機の回転周波
数FR1，FR2，FR3及びFR4の中から電気車が力
行の時は最小値検知信号１、回生の時は最大値検
知信号２を、“１”の力行、“０”の回生判別信号
４によつてスイツチ３を交互に切替えることによ
り選択するようにしていた。
つまり電気車が力行運転時（以下単に力行時と
称す）に、電気車の各電動機のうち最小回転数の
ものをFRとして選択するということは、電気車
の動輪がレールとの間で空転が生じたとき１軸で
も粘着を保つていれば、この粘着軸の電動機の回
転数が最小となるため最小回転数を制御入力とす
るということである。又、電気車が回生制動時
（以下回生時と称す）電気車の動輪がレールとの
間で滑走が生じた場合は逆に、粘着軸の回転数が
他のものより高くなるので、最大回転数のものを
選択することになる。VVVFインバータが出力
電圧Ｖ対出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを一定にするよ
うな制御で動作している場合には、誘導電動機の
電流をIP、定数をＫとすると、トルクＴはＴ＝
Ｋ（Ｖ／Ｆ）・IPで与えられるから、トルクＴは
電流IPに比例していることがわかる。いま第２
図に示すように誘導電動機が限流値IP＝IP１で
運転中の点にて動輪が空転し始めると同時に、限
流値５を下げてゆき、トルクを減らしている。そ
して、ｂ点にて空転が終了し、再粘着の検知をし
た後に、限流値５を空転を開始する直前の値、
IP＝IP１に滑らかにもどし、トルク値を復帰さ
せるようにしている。
称す）に、電気車の各電動機のうち最小回転数の
ものをFRとして選択するということは、電気車
の動輪がレールとの間で空転が生じたとき１軸で
も粘着を保つていれば、この粘着軸の電動機の回
転数が最小となるため最小回転数を制御入力とす
るということである。又、電気車が回生制動時
（以下回生時と称す）電気車の動輪がレールとの
間で滑走が生じた場合は逆に、粘着軸の回転数が
他のものより高くなるので、最大回転数のものを
選択することになる。VVVFインバータが出力
電圧Ｖ対出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを一定にするよ
うな制御で動作している場合には、誘導電動機の
電流をIP、定数をＫとすると、トルクＴはＴ＝
Ｋ（Ｖ／Ｆ）・IPで与えられるから、トルクＴは
電流IPに比例していることがわかる。いま第２
図に示すように誘導電動機が限流値IP＝IP１で
運転中の点にて動輪が空転し始めると同時に、限
流値５を下げてゆき、トルクを減らしている。そ
して、ｂ点にて空転が終了し、再粘着の検知をし
た後に、限流値５を空転を開始する直前の値、
IP＝IP１に滑らかにもどし、トルク値を復帰さ
せるようにしている。
このような限流値を制御するための制御フロー
が第３図のようになる。
が第３図のようになる。
いま、インバータを起動すると、基本限流値指
令１１はスイツチ１３を通して限流値の急激な変
化を防止するために設けられた遅れ要素１４から
スイツチ１７を通り限流値指令１８となる。
令１１はスイツチ１３を通して限流値の急激な変
化を防止するために設けられた遅れ要素１４から
スイツチ１７を通り限流値指令１８となる。
この状態で運転中に空転を起こして空転検知信
号１２が“１”になると、スイツチ１３及びスイ
ツチ１７が“１”の方に切替り、限流値指令１８
はサンプリングホールド回路１５を通して、減算
器４４において１サンプリングタイム毎に限流値
減少値１６ずつ引かれていく。また、遅れ要素１
４にも限流値指令１８の値が入つていくので、空
転が終了し、再粘着が確認されるとスイツチ１３
及びスイツチ１７は“０”の方にもどり、減少し
た限流値指令１８は遅れ要素１４の為、ゆるやか
に基本限流値指令１１にもどつていく。
号１２が“１”になると、スイツチ１３及びスイ
ツチ１７が“１”の方に切替り、限流値指令１８
はサンプリングホールド回路１５を通して、減算
器４４において１サンプリングタイム毎に限流値
減少値１６ずつ引かれていく。また、遅れ要素１
４にも限流値指令１８の値が入つていくので、空
転が終了し、再粘着が確認されるとスイツチ１３
及びスイツチ１７は“０”の方にもどり、減少し
た限流値指令１８は遅れ要素１４の為、ゆるやか
に基本限流値指令１１にもどつていく。
以上述べたように、力行時は複数の誘導電動機
のうち最小の回転数のものを、回生時は最大の回
転数のものを制御用の信号として使用している。
このため、もし、路線条件が悪くて電気車の動輪
がレールとの間に全軸空転あるいは全軸滑走を起
こした場合には、基準となる回転周波数信号が得
られなくなるとともに軽負荷となるため、系が不
安定になつてしまう恐れがある。従つて、限流値
指令１８、即ち、すべり周波数を下げていつてト
ルクを下げるという方法は全軸空転時には使えな
かつた。また、例えば１軸のみの空転が終了して
もすぐに限流値が復帰してしまうので、路線条件
が局所的に悪くなつているような場合には再空転
を起こす可能性が強かつた。
のうち最小の回転数のものを、回生時は最大の回
転数のものを制御用の信号として使用している。
このため、もし、路線条件が悪くて電気車の動輪
がレールとの間に全軸空転あるいは全軸滑走を起
こした場合には、基準となる回転周波数信号が得
られなくなるとともに軽負荷となるため、系が不
安定になつてしまう恐れがある。従つて、限流値
指令１８、即ち、すべり周波数を下げていつてト
ルクを下げるという方法は全軸空転時には使えな
かつた。また、例えば１軸のみの空転が終了して
もすぐに限流値が復帰してしまうので、路線条件
が局所的に悪くなつているような場合には再空転
を起こす可能性が強かつた。
以上述べたことは空転時の場合であるが、滑走
時の場合においても全く同様の問題がある。
時の場合においても全く同様の問題がある。
本発明の目的は系の安定度を保ちながら、全車
輪のトルクを下げて再粘着し易くでき、局所的に
路線条件が悪くても再空転又は再滑走しにくく、
また全体的に路線条件が悪い場合でも空転又は滑
走をくり返しにくくなる電気車制御方法を提供す
ることにある。
輪のトルクを下げて再粘着し易くでき、局所的に
路線条件が悪くても再空転又は再滑走しにくく、
また全体的に路線条件が悪い場合でも空転又は滑
走をくり返しにくくなる電気車制御方法を提供す
ることにある。
本発明は、可変電圧変周波数インバータによる
誘導電動機駆動の電気車の動輪がレール面上で、
力行中に空転あるいは回生中に滑走した場合にお
いて、上記空転あるいは滑走を検知すると同時に
上記誘導電動機の限流値を徐々に下げ始め、その
まま全軸空転あるいは全軸滑走に致つた場合に
は、これらを検知した時点より、上記限流値を一
定に保ち、この限流値を一定に保つ時点で上記イ
ンバータの出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆ
を減少させてトルクを減らしていき、一軸でも再
粘着を検知すると、そこからは上記Ｖ／Ｆの値を
上記全軸空転あるいは全軸滑走を開始する直前の
値に徐々に復帰させるとともに、上記全軸空転あ
るいは全軸滑走期間中に一定に保つていた限流値
を引き続き下げ始め、空転あるいは滑走が完全に
終了したことを検知した時点から一定期間上記限
流値を一定に保ち、その後、空転あるいは滑走を
始める直前の値に１以下の値を掛けた値に徐々に
復帰させる制御を上記インバータが起動してから
停止するまでを１周期として行なわせる電気車制
御方法である。
誘導電動機駆動の電気車の動輪がレール面上で、
力行中に空転あるいは回生中に滑走した場合にお
いて、上記空転あるいは滑走を検知すると同時に
上記誘導電動機の限流値を徐々に下げ始め、その
まま全軸空転あるいは全軸滑走に致つた場合に
は、これらを検知した時点より、上記限流値を一
定に保ち、この限流値を一定に保つ時点で上記イ
ンバータの出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆ
を減少させてトルクを減らしていき、一軸でも再
粘着を検知すると、そこからは上記Ｖ／Ｆの値を
上記全軸空転あるいは全軸滑走を開始する直前の
値に徐々に復帰させるとともに、上記全軸空転あ
るいは全軸滑走期間中に一定に保つていた限流値
を引き続き下げ始め、空転あるいは滑走が完全に
終了したことを検知した時点から一定期間上記限
流値を一定に保ち、その後、空転あるいは滑走を
始める直前の値に１以下の値を掛けた値に徐々に
復帰させる制御を上記インバータが起動してから
停止するまでを１周期として行なわせる電気車制
御方法である。
以下、本発明について図面を参照して説明する
が、はじめに限流値制御について説明する。第４
図において、起動指令２０が“１”となつてイン
バータが起動すると、スイツチ２１の“０”側に
入つていた起動時限流値倍率２２がスイツチ２１
が“１”側に切替わると共に、スイツチ２３、サ
ンプリングホールド回路２４を通して１の倍率を
保持する。基本限流値指令１１の値は、掛算器２
５、スイツチ１３、遅れ要素１４を通し、さら
に、スイツチ１７を通して限流値指令１８となつ
ている。
が、はじめに限流値制御について説明する。第４
図において、起動指令２０が“１”となつてイン
バータが起動すると、スイツチ２１の“０”側に
入つていた起動時限流値倍率２２がスイツチ２１
が“１”側に切替わると共に、スイツチ２３、サ
ンプリングホールド回路２４を通して１の倍率を
保持する。基本限流値指令１１の値は、掛算器２
５、スイツチ１３、遅れ要素１４を通し、さら
に、スイツチ１７を通して限流値指令１８となつ
ている。
この状態で運転中に空転を起こして空転検知信
号１２が“１”になると、スイツチ１３およびス
イツチ１７が“１”の方に切替わり、また全軸空
転検知信号２６が“０”になると、論理否定回路
２７の出力が“１”となり、論理積回路２８の出
力が“１”となり、スイツチ２９は“１”の方に
切替わるため、限流値指令１８の値はサンプリン
グホールド回路１５を通して、１サンプリングタ
イム毎に限流値減少値１６ずつ引かれていく。空
転検知信号１２が“１”になると同時にシングル
シヨツト回路３０によつて１パルスの波形が出
て、スイツチ２３は１サンプルタイム分だけ
“１”の方に切替わり、また“０”にもどる。こ
れにより、インバータ起動以来スイツチ２１−ス
イツチ２３−サンプリングホールド回路２４−ス
イツチ２１の閉ループで保持していた１の倍率値
に掛算器３１により定常限流値減少率３２を掛け
た値が新たに上記閉ループによつて保持されるこ
とになる。
号１２が“１”になると、スイツチ１３およびス
イツチ１７が“１”の方に切替わり、また全軸空
転検知信号２６が“０”になると、論理否定回路
２７の出力が“１”となり、論理積回路２８の出
力が“１”となり、スイツチ２９は“１”の方に
切替わるため、限流値指令１８の値はサンプリン
グホールド回路１５を通して、１サンプリングタ
イム毎に限流値減少値１６ずつ引かれていく。空
転検知信号１２が“１”になると同時にシングル
シヨツト回路３０によつて１パルスの波形が出
て、スイツチ２３は１サンプルタイム分だけ
“１”の方に切替わり、また“０”にもどる。こ
れにより、インバータ起動以来スイツチ２１−ス
イツチ２３−サンプリングホールド回路２４−ス
イツチ２１の閉ループで保持していた１の倍率値
に掛算器３１により定常限流値減少率３２を掛け
た値が新たに上記閉ループによつて保持されるこ
とになる。
そして空転が終了して再粘着が確認されると、
全軸空転検知信号２６、空転検知信号１２はとも
に“０”になり、論理否定回路２７は１となる
が、論理積回路２８の出力は“０”となり、スイ
ツチ２９は“０”の方に切替る。スイツチ２９は
“０”に切替つたことによりゼロ指令３３はスイ
ツチ２９を介して減算器４４に与えられ、限流値
指令１８は一定となる空転検知信号１２が“０”
になると、オフデイレイ回路３４の出力は遅れ時
間３５の後に“０”にもどつて、スイツチ１３及
びスイツチ１７が“０”側にもどり、減少した限
流値指令１８は遅れ要素１４の為、掛算器２５に
よつて基本限流値指令１１の値に空転後の倍率を
掛けた値にゆるやかにもどつていくことになる。
全軸空転検知信号２６、空転検知信号１２はとも
に“０”になり、論理否定回路２７は１となる
が、論理積回路２８の出力は“０”となり、スイ
ツチ２９は“０”の方に切替る。スイツチ２９は
“０”に切替つたことによりゼロ指令３３はスイ
ツチ２９を介して減算器４４に与えられ、限流値
指令１８は一定となる空転検知信号１２が“０”
になると、オフデイレイ回路３４の出力は遅れ時
間３５の後に“０”にもどつて、スイツチ１３及
びスイツチ１７が“０”側にもどり、減少した限
流値指令１８は遅れ要素１４の為、掛算器２５に
よつて基本限流値指令１１の値に空転後の倍率を
掛けた値にゆるやかにもどつていくことになる。
この状態において、再度空転した場合には、定
常限流値がさらに定常限流値減少率32倍した値に
設定されることになり、空転する度に定常限流値
が下がつていく。
常限流値がさらに定常限流値減少率32倍した値に
設定されることになり、空転する度に定常限流値
が下がつていく。
次にＶ／Ｆ値制御方法について第５図を参照し
て説明する。
て説明する。
すなわち、通常時はインバータ出力周波数３６
と架線電圧３７とから、インバータ出力電圧演算
回路３８によつて計算された電圧指令値はスイツ
チ３９を通り（全軸空転検知信号２６は“１”と
なつていないので“０”の方にある）変化率リミ
ツタ４０によつて急激な電圧変化が抑えられて、
スイツチ４１を通りインバータ出力電圧指令４２
となる。
と架線電圧３７とから、インバータ出力電圧演算
回路３８によつて計算された電圧指令値はスイツ
チ３９を通り（全軸空転検知信号２６は“１”と
なつていないので“０”の方にある）変化率リミ
ツタ４０によつて急激な電圧変化が抑えられて、
スイツチ４１を通りインバータ出力電圧指令４２
となる。
空軸が発生し、そのまま全軸空転に到ると、全
軸空転検知信号２６が“１”となり、スイツチ３
９及びスイツチ４１は“１”の方に切替わる。こ
れにより、インバータ出力電圧指令４２はサンプ
リングホールド回路４３を通して、１サンプリン
グタイム毎に電圧値減少係数４５にインバータ出
力周波数３６を掛算器４６により掛け合わせた値
ずつ引かれていく。全軸空転検知信号２６が
“１”になつている間は、第４図の論理積回路２
８の出力は“０”となり、スイツチ２９は“０”
の方にもどるため、限流値指令１８は一定に保た
れている。
軸空転検知信号２６が“１”となり、スイツチ３
９及びスイツチ４１は“１”の方に切替わる。こ
れにより、インバータ出力電圧指令４２はサンプ
リングホールド回路４３を通して、１サンプリン
グタイム毎に電圧値減少係数４５にインバータ出
力周波数３６を掛算器４６により掛け合わせた値
ずつ引かれていく。全軸空転検知信号２６が
“１”になつている間は、第４図の論理積回路２
８の出力は“０”となり、スイツチ２９は“０”
の方にもどるため、限流値指令１８は一定に保た
れている。
全軸空転の状態から１軸でも再粘着すると、通
常の空転と同じになつて論理積回路２８の出力は
“１”となるため、スイツチ１３，１７は“１”
の方になることから限流値指令１８は再び減少し
ていくが、インバータ出力電圧指令４２は全軸空
転検知信号２６が“０”にもどつて、スイツチ３
９及びスイツチ４１が“０”側にもどることによ
り、減少したインバータ出力電圧指令４２は変化
率リミツタ４０により制限を受けながら、インバ
ータ出力電圧演算回路３８の出力値に徐々にもど
つていく。
常の空転と同じになつて論理積回路２８の出力は
“１”となるため、スイツチ１３，１７は“１”
の方になることから限流値指令１８は再び減少し
ていくが、インバータ出力電圧指令４２は全軸空
転検知信号２６が“０”にもどつて、スイツチ３
９及びスイツチ４１が“０”側にもどることによ
り、減少したインバータ出力電圧指令４２は変化
率リミツタ４０により制限を受けながら、インバ
ータ出力電圧演算回路３８の出力値に徐々にもど
つていく。
この一連の動作はインバータの起動指令２７が
“１”になつて起動してから“０”になつて停止
するまでの周期で全軸空転時行なわれる。
“１”になつて起動してから“０”になつて停止
するまでの周期で全軸空転時行なわれる。
以上の説明は電気車が力行中に全軸空転した場
合についてであるが、回生制動時に全軸滑走した
場合についても全く同じことが言える。
合についてであるが、回生制動時に全軸滑走した
場合についても全く同じことが言える。
第６図は前述した全軸空転時における限流値
IP５の変化及びＶ／Ｆ値６の変化の状態を示し
ている。
IP５の変化及びＶ／Ｆ値６の変化の状態を示し
ている。
インバータが起動した後、第７図の時刻t1にお
いて１軸が空転し始めると、誘導電動機のトルク
が減少するため限流値IP５は徐々に減少し始め
るが、路線条件が悪い場合には空転が拡大し、他
の車輪も次々に空転を開始し、全軸が空転してし
まう可能性がある。
いて１軸が空転し始めると、誘導電動機のトルク
が減少するため限流値IP５は徐々に減少し始め
るが、路線条件が悪い場合には空転が拡大し、他
の車輪も次々に空転を開始し、全軸が空転してし
まう可能性がある。
時刻t2において全軸空転が始まると、限流値IP
５は一定に保たれ、それと同時に、これまで一定
を保つていたＶ／Ｆ値６はある一定の割合で徐々
に減少し始める。
５は一定に保たれ、それと同時に、これまで一定
を保つていたＶ／Ｆ値６はある一定の割合で徐々
に減少し始める。
全軸空転中（時刻t2とt3の間）はすべての誘導
電動機が不安定状態にあるため、時刻t3において
全軸空転終了後のすべり周波数が極端に低くなら
ないように、また、トルク減少の方法を限流値
IP５かＶ／Ｆ値６のどちらか１つを制御するこ
とにより、できるだけ安定度を保つことができ
る。
電動機が不安定状態にあるため、時刻t3において
全軸空転終了後のすべり周波数が極端に低くなら
ないように、また、トルク減少の方法を限流値
IP５かＶ／Ｆ値６のどちらか１つを制御するこ
とにより、できるだけ安定度を保つことができ
る。
第７図は誘導電動機をVVVFインバータで動
かす場合の簡易等価回路図を示すもので、５０は
フイルタコンデンサ、５１はVVF変換部、５２，
５３，５４はそれぞれ誘導電動機界磁成分誘導電
動機等価インダクタンス、誘導電動機２次側抵抗
分である。
かす場合の簡易等価回路図を示すもので、５０は
フイルタコンデンサ、５１はVVF変換部、５２，
５３，５４はそれぞれ誘導電動機界磁成分誘導電
動機等価インダクタンス、誘導電動機２次側抵抗
分である。
このような構成のものにおいてトルクは誘導電
動機界磁成分５２に流れる電流と誘導電動機２次
側抵抗分５４に流れる電流との積で決まるから、
トルクを減らすには上記２者のいずれか一方、あ
るいは両方を下げてやる必要がある。
動機界磁成分５２に流れる電流と誘導電動機２次
側抵抗分５４に流れる電流との積で決まるから、
トルクを減らすには上記２者のいずれか一方、あ
るいは両方を下げてやる必要がある。
通常の空転時には、Ｖ／Ｆ値６を一定にするこ
とにより、誘導電動機界磁成分５２を一定に保
ち、誘導電動機２次側抵抗分５４の値Ｒ／Ｓのす
べりＳを小さくしてＲ／Ｓ値を大きくすることに
より、流れる電流を小さくしてトルクを減らして
いるが、全軸空転の場合はＶ／Ｆ値６を下げる制
御を追加するため、誘導電動機界磁成分５２に流
れる電流も小さくなり、トルクが下がる。この場
合、空転車輪の実すべりＳが０に近くなると不安
定系になるおそれがあるので、インバータ周波数
Ｆの変化率リミツトを限流値減少率などとのから
みで適当な値に選定する必要がある。
とにより、誘導電動機界磁成分５２を一定に保
ち、誘導電動機２次側抵抗分５４の値Ｒ／Ｓのす
べりＳを小さくしてＲ／Ｓ値を大きくすることに
より、流れる電流を小さくしてトルクを減らして
いるが、全軸空転の場合はＶ／Ｆ値６を下げる制
御を追加するため、誘導電動機界磁成分５２に流
れる電流も小さくなり、トルクが下がる。この場
合、空転車輪の実すべりＳが０に近くなると不安
定系になるおそれがあるので、インバータ周波数
Ｆの変化率リミツトを限流値減少率などとのから
みで適当な値に選定する必要がある。
Ｖ／Ｆ値６が減少してトルクが下がつていき、
１軸でも再粘着が確認されるとＶ／Ｆ値６は徐々
に元の値にもどしていくが、限流値IP５は１軸
でも空軸している間は減少を続ける。そして、全
連輪の再粘着が確認されると限流値IP５は空転
開始直前以下の値にゆるやかにもどつていく。
１軸でも再粘着が確認されるとＶ／Ｆ値６は徐々
に元の値にもどしていくが、限流値IP５は１軸
でも空軸している間は減少を続ける。そして、全
連輪の再粘着が確認されると限流値IP５は空転
開始直前以下の値にゆるやかにもどつていく。
以上述べた説明は全軸空転についてではある
が、全軸滑走についても同じことが言える。
が、全軸滑走についても同じことが言える。
以上述べた本発明の実施例によればVVVFイ
ンバータによる誘導電動機駆動の電気車が力行中
に空転あるいは回生中に滑走した状態を検知し、
そのまま全軸空転に到ると、空転時減衰させてい
た限流値を一定値に保ち、Ｖ／Ｆ値を下げるよう
にしているので、系の安定度を保ちながらＳ全車
輪のトルクを下げ再粘着し易くすることができ
る。また、一軸でも再粘着すると通常の空転ある
いは滑走の時と同じく、限流値のみ下げる制御に
移行していくが、空転の終了を検知すると、その
時の限流値を一定期間保つようにしたので、局所
的に路線が悪い場合でも再空転あるいは再滑走し
にくくすることができる。
ンバータによる誘導電動機駆動の電気車が力行中
に空転あるいは回生中に滑走した状態を検知し、
そのまま全軸空転に到ると、空転時減衰させてい
た限流値を一定値に保ち、Ｖ／Ｆ値を下げるよう
にしているので、系の安定度を保ちながらＳ全車
輪のトルクを下げ再粘着し易くすることができ
る。また、一軸でも再粘着すると通常の空転ある
いは滑走の時と同じく、限流値のみ下げる制御に
移行していくが、空転の終了を検知すると、その
時の限流値を一定期間保つようにしたので、局所
的に路線が悪い場合でも再空転あるいは再滑走し
にくくすることができる。
さらに、再粘着検知から一定期間たつてから、
限流値を空転あるいは滑走を開始する以前の値以
下の値に徐々にもどしていき、定常トルクを下げ
るようにしたので、全体的に路線条件が悪くなつ
ているような場合においても空転あるいは滑走を
繰り返しにくくすることができる。
限流値を空転あるいは滑走を開始する以前の値以
下の値に徐々にもどしていき、定常トルクを下げ
るようにしたので、全体的に路線条件が悪くなつ
ているような場合においても空転あるいは滑走を
繰り返しにくくすることができる。
本発明によれば、系の安定度を保ちながら全車
輪のトルクを下げて再粘着し易くでき、局所的に
路線条件が悪くても再空転又は再滑走しにくく、
また全体的に路線条件が悪くても空転又は滑走を
くり返しにくくなり、従つて電気車が安定に走行
可能となる電気車制御方法を提供できる。
輪のトルクを下げて再粘着し易くでき、局所的に
路線条件が悪くても再空転又は再滑走しにくく、
また全体的に路線条件が悪くても空転又は滑走を
くり返しにくくなり、従つて電気車が安定に走行
可能となる電気車制御方法を提供できる。
第１図は本発明の制御対象である電気車駆動用
誘導電動機の運転状態を検出するための制御回
路、第２図および第３図は従来の電気車制御方法
の一例を説明するための時間と電動機電流の関係
を示す図およびブロツク図、第４図および第５図
は本発明による電気車制御方法の一実施例を説明
するための限流値指令制御回路図およびＶ／Ｆ制
御回路図、第６図は同実施例における時間と限流
値、あるいは時間とＶ／Ｆ値との関係を示す図、
第７図は本発明方法を説明するためのVVVFイ
ンバータと誘導電動機の簡易等価回路図である。 １…最小値検知信号、２…最大値検知信号、３
…スイツチ、４…力行、回生判別信号、５…限流
値IP、６…Ｖ／Ｆ値、１１…基本限流値指令、
１２…空転検知、１３，１７，２１，２３，３
９，４１…スイツチ、１４…遅れ要素、１５，２
４，４３…サンプリングホールド回路、１６…限
流値減少値、１８…限流値指令、２０…起動指
令、２２…起動時限流値倍率、２５，３１，４６
…掛算器、２６…全軸空転検知信号、２７…論理
否定回路、２８…論理積回路、３０…シングルシ
ヨツト回路、３２…定常限流値倍率、３３…ゼロ
指令、３４…オフデイレイ、３５…遅れ時間、３
６…インバータ出力周波数、３７…架線電圧、３
８…インバータ出力電圧演算回路、４０…変化率
リミツタ、４２…インバータ出力電圧指令、４４
…減算器、４５…電圧値減少係数、５０…フイル
タコンデンサ、５１…VVVF変換器部、５２…
誘導電動機界磁成分、５３…誘導電動機等価イン
ダクタンス、５４…誘導電動機２次側抵抗分。
誘導電動機の運転状態を検出するための制御回
路、第２図および第３図は従来の電気車制御方法
の一例を説明するための時間と電動機電流の関係
を示す図およびブロツク図、第４図および第５図
は本発明による電気車制御方法の一実施例を説明
するための限流値指令制御回路図およびＶ／Ｆ制
御回路図、第６図は同実施例における時間と限流
値、あるいは時間とＶ／Ｆ値との関係を示す図、
第７図は本発明方法を説明するためのVVVFイ
ンバータと誘導電動機の簡易等価回路図である。 １…最小値検知信号、２…最大値検知信号、３
…スイツチ、４…力行、回生判別信号、５…限流
値IP、６…Ｖ／Ｆ値、１１…基本限流値指令、
１２…空転検知、１３，１７，２１，２３，３
９，４１…スイツチ、１４…遅れ要素、１５，２
４，４３…サンプリングホールド回路、１６…限
流値減少値、１８…限流値指令、２０…起動指
令、２２…起動時限流値倍率、２５，３１，４６
…掛算器、２６…全軸空転検知信号、２７…論理
否定回路、２８…論理積回路、３０…シングルシ
ヨツト回路、３２…定常限流値倍率、３３…ゼロ
指令、３４…オフデイレイ、３５…遅れ時間、３
６…インバータ出力周波数、３７…架線電圧、３
８…インバータ出力電圧演算回路、４０…変化率
リミツタ、４２…インバータ出力電圧指令、４４
…減算器、４５…電圧値減少係数、５０…フイル
タコンデンサ、５１…VVVF変換器部、５２…
誘導電動機界磁成分、５３…誘導電動機等価イン
ダクタンス、５４…誘導電動機２次側抵抗分。
Claims (1)
- １ １台の可変電圧可変周波数インバータで複数
台の誘導電動機を駆動し、この駆動力により、動
輪がレール上を走行可能な電気車において、前記
動輪が前記レール面上で力行中に空転あるいは回
生中に滑走した状態を検知すると同時に前記誘導
電動機の限流値を徐々に下げ始め、そのまま全軸
空転あるいは全軸滑走に致つた場合には、これら
を検知した時点より、上記限流値を一定に保ち、
この限流値を一定に保つ時点で上記インバータの
出力電圧Ｖと出力周波数Ｆの比Ｖ／Ｆを減少させ
てトルクを減らしていき、一軸でも再粘着を検知
すると、そこからは上記Ｖ／Ｆの値を上記全軸空
転あるいは全軸滑走を開始する直前の値に徐々に
復帰させるとともに、上記全軸空転あるいは全軸
滑走期間中に一定に保つていた限流値を引き続き
下げ始め、空転あるいは滑走が完全に終了したこ
とを検知した時点から一定期間上記限流値を一定
に保ちその後、空転あるいは滑走を始める直前の
値に１以下の値を掛けた値に徐々に復帰させる制
御を上記インバータが起動してから停止するまで
を１周期として行なわせることを特徴とする電気
車制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58049934A JPS59175303A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 電気車制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58049934A JPS59175303A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 電気車制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59175303A JPS59175303A (ja) | 1984-10-04 |
| JPH0150282B2 true JPH0150282B2 (ja) | 1989-10-27 |
Family
ID=12844843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58049934A Granted JPS59175303A (ja) | 1983-03-25 | 1983-03-25 | 電気車制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59175303A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61285002A (ja) * | 1985-06-10 | 1986-12-15 | Toshiba Corp | 電気車制御方法 |
| JPS6331402A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の滑走時再粘着制御方法 |
| JPS6331403A (ja) * | 1986-07-18 | 1988-02-10 | Railway Technical Res Inst | インバ−タ制御電気車の空転時再粘着制御方法 |
| US8897937B2 (en) * | 2012-12-06 | 2014-11-25 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Apparatus for controlling railcar and methods for detecting synchronous slide/slip |
-
1983
- 1983-03-25 JP JP58049934A patent/JPS59175303A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59175303A (ja) | 1984-10-04 |
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