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JPH04248301A - 電気車の制御装置 - Google Patents

電気車の制御装置

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Publication number
JPH04248301A
JPH04248301A JP3019170A JP1917091A JPH04248301A JP H04248301 A JPH04248301 A JP H04248301A JP 3019170 A JP3019170 A JP 3019170A JP 1917091 A JP1917091 A JP 1917091A JP H04248301 A JPH04248301 A JP H04248301A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
torque
drive control
electric vehicle
control unit
drive
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.)
Pending
Application number
JP3019170A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigetoshi Okamatsu
茂俊 岡松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP3019170A priority Critical patent/JPH04248301A/ja
Priority to PCT/JP1992/000040 priority patent/WO1992012873A1/ja
Priority to AU11740/92A priority patent/AU643881B2/en
Priority to DE69213584T priority patent/DE69213584T2/de
Priority to EP92902882A priority patent/EP0521162B1/en
Priority to ZA92425A priority patent/ZA92425B/xx
Publication of JPH04248301A publication Critical patent/JPH04248301A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • B60L3/102—Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip of individual wheels
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    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
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    • 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
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
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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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、可変電圧可変周波数イ
ンバータ駆動の誘導電動機を推進用電動機とする電気車
に係り、特に可変電圧可変周波数インバータと誘導電動
機とを１対１に組合せてユニット化し、複数のユニット
を総括制御するようにした電気車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、推進用電動機の高出力化やメンテ
ナンスフリー化に対する要求が高まるにつれ、可変電圧
可変周波数インバータ駆動の誘導電動機を推進用電動機
とする電気車が広く実用化の機運にある。
【０００３】ところで、電気車では、再粘着特性の向上
が絶えざる命題であるが、このためには電気車の実走行
速度の検出を要する。そこで、従来の装置では、例えば
特開昭５５−１２７８０６号公報に記載のように、電気
車の従輪（電気車駆動用の電動機が結合されていない車
輪）の回転速度を検出し、電気車の実走行速度を表わす
基準として再粘着制御を行なうようにしていた。具体的
には、この従輪の回転速度を基準として可変電圧可変周
波数インバータの出力周波数（インバータ周波数）を制
御することにより、空転・滑走の発生に際してもインバ
ータ周波数が発散しないようにし、これにより、誘導電
動機自身が持つ分巻特性（回転速度が上昇すると発生ト
ルクが減少する特性）が有効に機能されるようにし、充
分な再粘着性能の向上が得られるようにしているもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、電気
車の実走行速度の検出に、従輪と、この従輪の回転速度
を検出する手段とを要する点について配慮がされておら
ず、コストの大幅な上昇を伴ったり、従輪を持たない電
気車では実現が不可能で、別途、従輪を設けなければな
らないなどの問題があった。
【０００５】本発明の目的は、従輪や、その回転速度を
検出する手段を設けることなく、容易に、しかも確実に
電気車実走行速度の検出が可能で、この検出結果により
可変電圧可変周波数インバータを制御することによりイ
ンバータ周波数の発散が抑えられ、空転、滑走に際して
充分な再粘着性能が得られるようにした電気車の制御装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、電気車推進用の誘導電動機と、それを駆動する可変
電圧可変周波数インバータの対からなる駆動制御ユニッ
トの内の予め設定してある特定の１単位の駆動制御ユニ
ットの誘導電動機のトルクを、すべての駆動制御ユニッ
トの誘導電動機に与えられているトルク指令値から所定
の割合で減少させる制御手段を設け、この制御手段によ
りトルクが減少させられている駆動制御ユニットから得
た回転速度周波数を基準にして残りの駆動制御ユニット
の可変電圧可変周波数インバータの出力周波数を制御す
るようにしたものである。
【０００７】
【作用】上記制御手段は、特定の１単位の駆動制御ユニ
ットの誘導電動機のトルクだけが、残りの他の駆動制御
ユニットの誘導電動機のトルクよりも小さくなるように
働く。この結果、この特定の駆動制御ユニットの誘導電
動機が結合されている駆動輪での空転や滑走の発生は、
ほとんど完全に抑えられ、従って、この駆動制御ユニッ
トから得られる回転速度周波数は充分に電気車実走行速
度に対応したものとして扱うことができるようになり、
このため、従輪や、その回転速度を検出する手段を用い
ることなく、再粘着制御に必要な電気車実走行速度を容
易に、しかも確実に検出することが出来る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明による電気車の制御装置につい
て、図示の実施例により詳細に説明する。図１は、駆動
輪を４軸持ち、従って、推進用の誘導電動機と可変電圧
可変周波数インバータの対からなる駆動制御ユニットも
４単位有する電気車に本発明を適用した場合の一実施例
で、図において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが４単位の駆動制御ユ
ニットを表わす。そして、１は統括制御装置、２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄは夫々電圧電流制御装置、３ａ、３ｂ、
３ｃ、３ｄは夫々可変電圧可変周波数インバータ、４ａ
、４ｂ、４ｃ、４ｄは夫々駆動輪に結合されている推進
用の誘導電動機、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは夫々速度発
電機であり、従って、各駆動制御ユニットＡ〜Ｄは、夫
々可変電圧可変周波数インバータ３ａ、３ｂ、３ｃ、３
ｄの１台と、これに対をなす誘導電動機４ａ、４ｂ、４
ｃ、４ｄの１台を備え、さらに電圧電流制御装置２ａ、
２ｂ、２ｃ、２ｄ及び速度発電機５ａ、５ｂ、５ｃ、５
ｄの各１台を備えていることになる。
【０００９】統括制御装置１の機能については後述する
ことにして、まず、各部の機能について概略説明すると
、電圧電流制御装置２ａ〜２ｄは統括制御装置１から与
えられるトルク指令に応じて可変電圧可変周波数インバ
ータ３ａ〜３ｄを制御し、その出力周波数と出力電圧が
トルク指令に対応した値になるようにし、可変電圧可変
周波数インバータ３ａ〜３ｄは架線から供給されている
電力を任意の所定の周波数と所定の電圧の３相交流電力
に変換し、誘導電動機４ａ〜４ｄに供給して電気車を走
行する働きをする。そして、速度発電機５ａ〜５ｄは夫
々の誘導電動機４ａ〜４ｄの回転軸に結合され、その回
転速度を検出する働きをする。
【００１０】さらに詳細に説明すると、可変電圧可変周
波数インバータ３ａ〜３ｄの出力周波数（インバータ周
波数）は、電圧電流制御装置２ａ〜２ｄにより、速度発
電機５ａ〜５ｄの出力信号の内のいずれかの出力信号を
基準にし、この出力信号の周波数に、トルク指令値から
定まる滑り周波数を加算（電気車の力行時）、又は減算
（電気車のブレーキ時）して得た周波数に制御され、同
じく出力電圧は、それが誘導電動機４ａ〜４ｄの定格電
圧などで定まる最大値に達するまでは、上記したインバ
ータ周波数にほぼ比例した形で制御（Ｆ／Ｖ一定制御）
されることになる。
【００１１】さらに、電圧電流制御装置２ａ〜２ｄは、
それぞれが属している駆動制御ユニット内の速度発電機
５ａ〜５ｄの出力周波数（又は周波数を表わす電圧）の
変化率を監視し、それが予め定められている基準変化率
を越えたことにより、その駆動制御ユニットの誘導電動
機が結合されている駆動輪に空転・滑走が発生したと判
定し、統括制御装置１に空転・滑走検知信号を供給する
と共に、統括制御装置１から上記したトルク指令を受取
り、さらに上記したインバータ周波数の制御に使用する
基準として、速度発電機５ａ〜５ｄの内の何れの速度発
電機の出力信号を取り込むかを定める選択信号を受け取
るようになっている。
【００１２】一方、統括制御装置１は、図示してない主
幹制御器などから供給される電気車の加速指令や減速指
令などに応じて上記したトルク指令を演算し、各駆動制
御ユニットＡ〜Ｄの電圧電流制御装置２ａ〜２ｄに供給
すると共に、各駆動制御ユニットの電圧電流制御装置２
ａ〜２ｄから供給される空転・滑走検知信号を監視し、
その発生頻度が予め設定してある判定値を越えたとした
とき、各駆動制御ユニットＡ〜Ｄの中で予め選定してあ
る１単位の駆動制御ユニット、例えば、駆動制御ユニッ
トＡに対するトルク指令値を、この時点の直前まで与え
られていたトルク指令値から所定の大きさだけ低下させ
る制御を行なう。
【００１３】そして、このトルク指令値を低下させる制
御を実行した後、さらに、この統括制御装置１は、各駆
動制御ユニットの電圧電流制御装置２ａ〜２ｄに対して
、上記した選択信号を供給し、いまトルク指令値を低下
させた特定の駆動制御ユニット、すなわち、駆動制御ユ
ニットＡ内の速度発電機５ａから出力されてくる信号を
使用してインバータ周波数を制御するように指令するの
である。
【００１４】このように、複数の駆動輪を有する電気車
が走行中、その中の１軸の駆動輪のトルクだけを減少さ
せてやると、その駆動輪が、たとえ、それまで空転・滑
走状態にあったとしても、必ず再粘着させることができ
るから、ここで、この駆動輪に結合されている誘導電動
機、この場合は誘導電動機４ａの速度発電機５ａから得
られる信号は、間違い無く、このときの電気車の実走行
速度に対応したものとなっており、従って、この実施例
によれば、従輪や、この従輪に結合した速度検出装置な
どを用いること無く、常に確実に電気車の実走行速度を
検出することが出来る。
【００１５】そして、また、この実施例によれば、上記
したようにしてトルクが所定値だけ低下され、確実に再
粘着した駆動輪からの走行速度信号により、残りの駆動
制御ユニット、つまりこの場合には駆動制御ユニットＢ
〜Ｄのインバータ周波数が制御されることになるので、
これらの駆動制御ユニット内の可変電圧可変周波数イン
バータ３ｂ〜３ｄのインバータ周波数の発散は確実に抑
えられ、この結果、誘導電動機自身が持つ分巻特性が有
効に働き、優れた再粘着特性を発揮させることが出来る
。
【００１６】ところで、本発明の実施例における、上記
トルク指令を低下させるべき駆動制御ユニットの選択に
ついては、トルクの低下量を最小限に抑えるのが望まし
いことから、以下のようにすれば良い。すなわち、この
選択は、電気車の構造によっても異なるが、例えば進行
方向から見て最後尾に位置する駆動制御ユニットのよう
に、軸重が大で、線路面の状態が比較的良好になって空
転・滑走が起こり難いと考えられるユニットを選べば良
い。
【００１７】次に、上記した駆動制御ユニットＡ〜Ｄの
中で予め選定してある１単位の駆動制御ユニット、例え
ば、駆動制御ユニットＡに対するトルク指令値の低下量
について説明する。
【００１８】まず、電気車全体として考えれた場合、空
転・滑走の頻度が高くなっている状態では、いずれにし
ても牽引力或いはブレーキ力は低下しているから、再粘
着性能が改善されるならば、部分的なトルクの低下は大
きな影響を与えないと考えて良い。
【００１９】例えば、上記した４単位の駆動制御ユニッ
トＡ〜Ｄを有する場合で、電気車全体のトルク量Ｔτを
１００％とすれば、１単位の駆動制御ユニットが受け持
つトルク量は２５％となる。そこで、或る１単位の駆動
制御ユニットのトルク量を半分、すなわち、１２．５％
に低下させたとすると、このときの電気車全体のトルク
量Ｔτ’は、 Ｔτ’＝１００−１２．５＝８７．５％に減少するだけ
であり、さらに６単位の駆動制御ユニットを有する場合
では、１単位の駆動制御ユニットが受け持つトルク量は
約１６．６％となるから、Ｔτ’＝１００−８．３＝９
１．７％ と、さらに僅かな減少で済むことになる。
【００２０】これに対して、空転・滑走の頻度が高くな
っている状態では、例えば、“日立評論”Ｖｏｌ．６１
、Ｎｏ．５、１９７９−５　　Ｐ．３２、図８に示され
ているように、少なくとも１０％のトルク低下をもたら
すことが知られており、従って、本発明によれば、ほと
んどトルク低下を増加させることなく、充分な再粘着特
性の改善が得られることになる。
【００２１】なお、上記の例では、駆動制御ユニットで
のトルク低下の割合を半分に想定しているが、実際には
、もっと少なくても充分に空転・滑走を抑えることがで
きるから、さらにトルク量の低下は少なくて済み、しか
も確実に再粘着特性を改善することができる。
【００２２】ところで、以上の説明では、或る１単位の
駆動制御ユニットのトルク量を低下させるだけで、残り
の駆動制御ユニットのトルク量については、特に制御は
行わず、元のトルク量のままにしているが、本発明によ
れば、インバータ周波数の発散が抑えられ、誘導電動機
による分巻特性による再粘着特性の改善が充分に得られ
るのであるから、本発明の一実施例としては、１単位の
駆動制御ユニットのトルク量を低下させた分、残りの駆
動制御ユニットのトルク量を増加させ、電気車全体のト
ルク量、すなわち、電気車全体の牽引力は元のままに保
たれるように制御してもよい。
【００２３】従って、この実施例によれば、電気車の性
能を殆ど低下させずに、確実に電気車の実走行速度の検
出が可能になり、且つ充分に再粘着特性を向上させるこ
とができる。
【００２４】次に、実際の電気車では、その構成により
、例えば電気車の進行方向の先頭にある駆動輪など、駆
動輪の内で特に空転・滑走が起きやすい駆動輪があり、
それは或る程度、予測可能である。そこで、このような
場合には、空転・滑走の検出の有無にかかわらず、この
先頭にある駆動輪などについては、予め、その駆動制御
ユニットに対するトルク指令値を最初から上記した所定
値だけ低下させておくようにしたり、さらには、これに
加えて、残りの駆動制御ユニットについては、低下させ
たトルク量に見合った分、トルク指令値を増加させてお
くようにしてもよい。
【００２５】このようにした本発明の実施例によれば、
統括制御装置を簡単な構成のものにすることができ、コ
ストダウンが可能になる。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば、従輪と、これに取付け
た速度発電機などを設けることなく、確実に電気車の実
走行速度を検出することができるから、部品点数の削減
ができ、且つ、こうして検出した実走行速度に基づいて
各駆動制御ユニットのインバータを制御することにより
、インバータ周波数の発散を確実に抑えすることができ
るので、誘導電動機による分巻特性が充分に活かされ、
優れた再粘着特性を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電気車の制御装置の一実施例を示
すブロック図である。
【符号の説明】
１　　統括制御装置 ２ａ〜２ｄ　　電圧電流制御装置 ３ａ〜３ｄ　　可変電圧可変周波数インバータ４ａ〜４
ｄ　　電気車推進用誘導電動機５ａ〜５ｄ　　速度発電
機 Ａ〜Ｄ　　駆動制御ユニット

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　電気車推進用の誘導電動機を少なくと
    も２台備え、これら誘導電動機１台毎に可変電圧可変周
    波数インバータを１対１に組合わせて複数単位の駆動制
    御ユニットを構成し、これら各駆動制御ユニットの可変
    電圧可変周波数インバータを統括制御する方式の電気車
    において、上記少なくとも２台の誘導電動機の内の予め
    指定してある１単位の駆動制御ユニットの誘導電動機の
    トルクを指令トルク値から所定値だけ減少させるトルク
    減少制御手段を設け、この駆動制御ユニットから得られ
    る回転速度周波数を基準にして残りの駆動制御ユニット
    の可変電圧可変周波数インバータの出力周波数を制御す
    るように構成したことを特徴とする電気車の制御装置。
  2. 【請求項２】　　請求項１の発明において、駆動輪の空
    転発生又は滑走発生を判定する検知手段を設け、この検
    知手段により空転及び滑走が検知されたとき上記トルク
    減少制御手段によるトルク減少制御機能が発動されるよ
    うに構成したことを特徴とする電気車の制御装置。
  3. 【請求項３】　　請求項１又は請求項２の発明において
    、上記予め指定してある１単位の駆動制御ユニット以外
    の駆動制御ユニットの誘導電動機のトルクを指令トルク
    値から所定ちだけ増加させるトルク増加制御手段を設け
    、上記トルク減少制御手段によるトルク減少制御機能が
    作動したとき、上記トルク増加制御手段によるトルク増
    加制御機能も同時に作動するように構成したことを特徴
    とする電気車の制御装置。
  4. 【請求項４】　　請求項２の発明において、上記検知手
    段が、上記各駆動制御ユニットの誘導電動機の回転速度
    周波数の変化率が予め設定してある基準値を越えたこと
    により駆動輪の空転発生又は滑走発生を判定するように
    構成されていることを特徴とする電気車の制御装置。
  5. 【請求項５】　　請求項３の発明において、上記トルク
    増加制御手段によるトルク増加量が、上記トルク減少制
    御手段によるトルク減少量を相殺するのに必要なトルク
    量になるように構成されていることを特徴とする電気車
    の制御装置。
JP3019170A 1991-01-21 1991-01-21 電気車の制御装置 Pending JPH04248301A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3019170A JPH04248301A (ja) 1991-01-21 1991-01-21 電気車の制御装置
PCT/JP1992/000040 WO1992012873A1 (fr) 1991-01-21 1992-01-20 Appareil pour commander une voiture electrique
AU11740/92A AU643881B2 (en) 1991-01-21 1992-01-20 Apparatus for controlling electric car
DE69213584T DE69213584T2 (de) 1991-01-21 1992-01-20 Vorrichtung zur steuerung eines elektrischen kraftwagens
EP92902882A EP0521162B1 (en) 1991-01-21 1992-01-20 Apparatus for controlling electric car
ZA92425A ZA92425B (en) 1991-01-21 1992-01-21 Electric car/locomotive controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3019170A JPH04248301A (ja) 1991-01-21 1991-01-21 電気車の制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04248301A true JPH04248301A (ja) 1992-09-03

Family

ID=11991886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3019170A Pending JPH04248301A (ja) 1991-01-21 1991-01-21 電気車の制御装置

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP0521162B1 (ja)
JP (1) JPH04248301A (ja)
AU (1) AU643881B2 (ja)
DE (1) DE69213584T2 (ja)
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