JP2008072864A - 電流検出手段の異常判定方法、及びその方法を用いた三相交流電動機の制御装置、並びにその装置を用いた電気車制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】三相交流電動機の各相の電流をそれぞれ電動機の回転周波数毎にピークホールドして直流に変換し、その直流量を相互に差分をとって、その差分を比較することによって故障した電流検出手段を判定する。
【選択図】図2
Description
図1はこの発明の実施の形態1を示すブロック構成図で、この発明を電気車制御システムに適用した例を示すものである。図1に示すように、電気車駆動制御装置1は、直流電源2から供給される直流電力をIGBT等のパワーモジュールで構成される電力変換装置3で3相交流電力に制御、変換し、三相交流電動機4に供給して所望の回転速度、または所望のトルクで駆動させ、電気車を走行させる。そして、その結果を電流検出手段5a、5b、5cから電流検出手段5a、5b、5cのフィードバック信号6a、6b、6cとして電流切替処理部7と異常部位判定処理部8に入力する。また、回転速度検出手段9から回転速度検出手段9のフィードバック信号10を異常部位判定処理部8に入力する。なお、電流検出手段5aはU相の電流を検出し、電流検出手段5bはV相の電流を検出し、電流検出手段5cはW相の電流を検出する。
図2に示すように、電流検出手段5a、5b、5cから検出された電流フィードバック信号6a、6b、6cをそれぞれ、三相交流電動機4の回転速度を検出する回転速度検出手段9から検出された回転速度のフィードバック信号10の周波数に同期してピークホールド処理部20にてピークホールドし、直流量6d、6e、6fに変換する。ここで、説明のために、直流量6d、6e、6fをそれぞれIMUD、IMVD、IMWDとすると、式1に示すように第1の差分演算部となる第1の差分演算器21a、21b、21cにて相互の差分を演算し、さらに第1の絶対値処理部となる第1の絶対値処理器22a、22b、22cにて絶対値処理を施して、差分A、B、Cを演算する。
A=|IMUD−IMVD|
B=|IMVD−IMWD| ・・・・・(1)
C=|IMWD−IMUD|
ここで、上記A、B、Cは電流検出手段5a、5b、5cが正常である場合は、
A=B=C ・・・・・・・・・・・・・・(2)
となるが、電流検出手段5a、5b、5cのいずれかが異常となった場合は、式2が成立しなくなる。つまり、
A=C≠B ならば U相電流検出手段5aが異常
A=B≠C ならば V相電流検出手段5bが異常
A≠B=C ならば W相電流検出手段5cが異常
A≠B≠C ならば 2相以上の電流検出手段が異常
が成立するので、故障している電流検出手段を判定することができる。
具体的には、差分A、B、Cをさらに第2の差分演算部となる第2の差分演算器23a、23b、23cにて相互の差分を演算し、第2の絶対値処理部となる第2の絶対値処理器24a、24b、24cにて絶対値処理を施し、差分A、B、Cの偏差A’、B’、C’を演算する。この差分A、B、Cの偏差A’、B’、C’とあらかじめ設定しておいた閾値25a、25b、25cを比較器26a、26b、26cで比較することにより故障部位信号U、V、Wを演算する。これにより、リップル電流による振幅のバラツキを吸収することができる。
回転数周波数が10Hzの時;
1/10(秒)÷500μ秒=200サンプリング
回転数周波数が20Hzの時;
1/20(秒)÷500μ秒=100サンプリング
回転数周波数が30Hzの時;
1/30(秒)÷500μ秒=67サンプリング
回転数周波数が100Hzの時;
1/100(秒)÷500μ秒=20サンプリング
毎に最大値を出力することにより、ピークホールド処理はなされる。
2 直流電源
3 電力変換装置
4 三相交流電動機
5a、5b、5c 電流検出手段
6a、6b、6c、10 フィードバック信号
7 電流切替処理部
8 異常部位判定処理部
9 回転速度検出手段
11a、11b、11c 異常部位情報
12 電動機制御処理部
13a、13b、13c セレクタ
14a、14b、14c 電流演算処理部
15 信号
20 ピークホールド処理部
21a、21b、21c 第1の差分演算器
22a、22b、22c 第1の絶対値処理器
23a、23b、23c 第2の差分演算器
24a、24b、24c 第2の絶対値処理器
25a、25b、25c 閾値
26a、26b、26c 比較器
27 故障部位特定インデックス
30a、30b、30c、30d 回転周波数
31 相電流
32 直流量
Claims (4)
- 三相交流電動機の各相に流れる電流を検出する電流検出手段の何れかに異常が生じたとき、残りの電流検出手段の電流検出値から異常を生じた電流検出手段を判定する電流検出手段の異常判定方法において、
上記三相交流電動機の回転周波数毎の瞬時ピーク値をピークホールドすることにより上記三相交流電動機の三つの相電流をそれぞれ直流量に変換し、この直流量の各々の差分を比較して異常を生じた電流検出手段を判定することを特徴とする電流検出手段の異常判定方法。 - 三相交流電動機を駆動制御する駆動制御装置と、上記三相交流電動機の各相の電流を検出し、上記駆動制御装置を制御する電流検出手段と、を含む三相交流電動機の制御装置において、
上記駆動制御装置は、上記電流検出手段の異常部位情報を出力する異常部位判定処理部と、上記異常部位判定処理部から出力される異常部位情報により、異常と判定された電流検出手段の相の電流を残りの電流検出手段の電流検出値から算出する電流演算処理部と、を備え、
上記異常部位判別処理部から出力される異常部位情報は、上記三相交流電動機の回転周波数毎の瞬時ピーク値をピークホールドすることにより上記三相交流電動機の三つの相電流をそれぞれ直流量に変換し、この直流量の各々の差分を演算するものであることを特徴とする三相交流電動機の制御装置。 - 上記異常部位情報に予め設定された閾値を設けることを特徴とする請求項2記載の三相交流電動機の制御装置。
- 電気車を走行させる三相交流電動機と、上記三相交流電動機を駆動制御する駆動制御装置と、上記三相交流電動機の各相の電流を検出し、上記駆動制御装置を制御する電流検出手段と、を含む電気車制御システムにおいて、
上記駆動制御装置は、上記電流検出手段の異常部位情報を出力する異常部位判定処理部と、上記異常部位判定処理部から出力される異常部位情報により、異常と判定された電流検出手段の相の電流を残りの電流検出手段の電流検出値から算出する電流演算処理部と、を備え、
上記異常部位判別処理部は、上記三相交流電動機の回転周波数毎の瞬時ピーク値をピークホールドし、上記三相交流電動機の三つの相電流をそれぞれ直流量に変換するピークホールド処理部と、上記ピークホールド処理部で変換された直流量の各々の差分を演算する差分演算部を備えたことを特徴とする電気車制御システム。
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JP2010041821A (ja) * | 2008-08-05 | 2010-02-18 | Suzuki Motor Corp | 交流電動機の制御装置 |
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---|---|---|---|---|
JPH09140001A (ja) * | 1995-11-10 | 1997-05-27 | Hitachi Ltd | 電気車の制御装置 |
JP2002010681A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Aisin Seiki Co Ltd | モータ駆動装置 |
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2006
- 2006-09-15 JP JP2006250831A patent/JP4804290B2/ja active Active
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