JP2011062013A - Electric vehicle controller - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric vehicle controller with which rotor position and frequency can be estimated, even during coasting running or stopping of a train. <P>SOLUTION: In a device for performing drive control of a permanent magnet synchronous motor 1, the information obtained from a voltage sensor 2 for detecting the voltage value of the permanent magnet synchronous motor 1 is used to drive-control an electric vehicle. The electric vehicle controller includes: an inverter 5 which converts power from DC into AC; the permanent magnet synchronous motor 1 driven by an AC power supplied from the inverter 5; the voltage sensor 2 for detecting a motor voltage of the permanent magnet synchronous motor 1; an opening contactor 3 for opening the inverter 5 and the permanent magnet synchronous motor 1; and a means used to perform drive control of the electric vehicle, based on the motor voltage obtained from the voltage sensor 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電気車制御装置に関する。 The present invention relates to an electric vehicle control device.

永久磁石同期電動機の出力トルクの制御は、電動機回転子位置に基づいて行われる。その
ため、回転子位置を検出するための装置として回転子位置センサを取付ける必要があった
。しかしながら、回転位置センサは比較的体積が大きいため、車両の床下など狭いスペー
スにおいて配置上の制約が大きいこと、回転子位置センサの出力を永久磁石同期電動機の
制御装置まで伝送するための制御伝送線の接続が困難であること、更に制御伝送線の断線
などの故障要員が増加すること、などの問題点がある。 Control of the output torque of the permanent magnet synchronous motor is performed based on the motor rotor position. Therefore, it is necessary to attach a rotor position sensor as a device for detecting the rotor position. However, since the rotational position sensor has a relatively large volume, there are large restrictions on the arrangement in a narrow space such as under the floor of a vehicle, and a control transmission line for transmitting the output of the rotor position sensor to the controller of the permanent magnet synchronous motor. Are difficult to connect, and the number of failure personnel such as disconnection of the control transmission line is increased.

これに対して、センサレスベクトル制御が実用化され始めている。センサレスベクトル制
御とは、永久磁石同期電動機が永久磁石磁束に起因して回転中に発生する電動機逆起電圧
を検出することで間接的に回転子位置を知ることができ、それに基づいて高速高精度なト
ルク制御を行う制御である。 On the other hand, sensorless vector control is beginning to be put into practical use. With sensorless vector control, the permanent magnet synchronous motor can indirectly know the rotor position by detecting the motor back electromotive voltage generated during rotation due to the permanent magnet magnetic flux, and based on it, it can be quickly and accurately This is a control that performs a proper torque control.

センサレスベクトル制御においては、インバータの動作中に永久磁石同期電動機に印加し
たインバータ電圧指令と、永久磁石同期電動機に流れた電流検出値とから永久磁石同期電
動機の逆起電圧を推定演算するのが一般的である。このような構成上、インバータ動作開
始前には永久磁石同期電動機の回転子の位置を把握することができない。インバータ再起
動時に回転子位置が把握できていないことにより、電流制御不安定による突発的なトルク
発生や、過電流保護動作により、再駆動できなくなる場合もあった。 In sensorless vector control, the back electromotive force of a permanent magnet synchronous motor is generally estimated and calculated from the inverter voltage command applied to the permanent magnet synchronous motor during operation of the inverter and the detected current value flowing through the permanent magnet synchronous motor. Is. Due to such a configuration, the position of the rotor of the permanent magnet synchronous motor cannot be grasped before the start of the inverter operation. Since the rotor position cannot be grasped when the inverter is restarted, there is a case where re-driving cannot be performed due to sudden torque generation due to unstable current control or overcurrent protection operation.

（構成）
以上のようなセンサレスベクトル制御においては、インバータが停止中に電動機逆起電圧
を検出することが出来る電圧センサを取付け、電圧センサの検出値をもとに回転子位置、
回転周波数を推定した結果に基づいてインバータを再起動することで、スムーズなインバ
ータの再起動を行っているものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。 (Constitution)
In the sensorless vector control as described above, a voltage sensor that can detect the motor back electromotive force voltage is installed while the inverter is stopped, and the rotor position based on the detection value of the voltage sensor.
There has been proposed one in which the inverter is restarted smoothly by restarting the inverter based on the result of estimating the rotation frequency (for example, see Patent Document 1).

特開２００５−６５４１０号公報JP 2005-65410 A

しかしながら、従来の電気車制御装置では、インバータの再起動時のみ回転子位置や磁
極位置を検出する構成のため、列車の惰行走行時や、停止時においては、永久磁石同期電
動機の回転子位置や磁極の位置を検出することができず、所定の列車速度と実際の列車速
度が乖離し、列車の走行に乱れが生じることにより、ダイヤの乱れや遅延が発生する虞が
あった。 However, since the conventional electric vehicle control device detects the rotor position and the magnetic pole position only when the inverter is restarted, the rotor position of the permanent magnet synchronous motor or the The position of the magnetic pole cannot be detected, the predetermined train speed deviates from the actual train speed, and the train travel is disturbed, so that there is a possibility that the diamond is disturbed or delayed.

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、列車の惰行走行時や停止時も
回転子位置や周波数を推定可能な電気車制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an electric vehicle control device capable of estimating a rotor position and frequency even when a train is coasting or stopping.

上記目的を達成するために、本発明の永久磁石同期電動機と、前記永久磁石同期電動機と
接続され、前記永久磁石同期電動機の電動機電圧を検知する電圧センサと、前記永久磁石
動機電動機と前記電圧センサを介して接続され、直流電力を交流電力に変換し、前記永久
磁石同期電動機に供給するインバータと、前記電動機電圧をもとに列車の惰行走行時、停
止時に前記永久磁石動機電動機の磁極位置を推定する推定手段と備えていることを特徴と
する。 In order to achieve the above object, the permanent magnet synchronous motor of the present invention, a voltage sensor connected to the permanent magnet synchronous motor and detecting a motor voltage of the permanent magnet synchronous motor, the permanent magnet motor and the voltage sensor An inverter that converts DC power to AC power and supplies the permanent magnet synchronous motor to the permanent magnet synchronous motor, and the magnetic pole position of the permanent magnet motor when the train coasts and stops based on the motor voltage. And an estimation means for estimating.

本発明によれば、インバータの停止時もモータの状態を検知するため、インバータ再起動
時の負荷を軽減することができる。 According to the present invention, since the state of the motor is detected even when the inverter is stopped, the load when the inverter is restarted can be reduced.

本発明の第１の実施形態の電力変換回路のブロック図。The block diagram of the power converter circuit of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態の電力変換回路のブロック図。The block diagram of the power converter circuit of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施形態の電力変換回路のブロック図。The block diagram of the power converter circuit of the 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

（第１の実施形態）（後退判定部）
図１は、本発明の第１の実施形態に基づく電力変換制御のブロック図（後退判定）である
。 (First embodiment) (retraction determination unit)
FIG. 1 is a block diagram (reverse determination) of power conversion control based on the first embodiment of the present invention.

（構成）
図１で示すように、永久磁石同期電動機１がＶｕ、Ｖｖ、Ｖｗの３相線と接続されている
。 (Constitution)
As shown in FIG. 1, a permanent magnet synchronous motor 1 is connected to a three-phase line of Vu, Vv, and Vw.

Ｖｕ線とＶｖ線上に電圧センサ２が接続され、各３相線上に開放器３が設けられ、Ｖｕ、
Ｖｗ上に電流センサ２が接続されている。インバータ５は、永久磁石同期電動機１と電圧
センサ２、開放器３、電流センサ４を介して接続されている。 A voltage sensor 2 is connected on the Vu line and the Vv line, and an opener 3 is provided on each three-phase line.
A current sensor 2 is connected on Vw. The inverter 5 is connected to the permanent magnet synchronous motor 1 through the voltage sensor 2, the opener 3, and the current sensor 4.

またフィルタコンデンサ６は永久磁石同期電動機１とは反対側の出力線に接続されている
。 The filter capacitor 6 is connected to the output line opposite to the permanent magnet synchronous motor 1.

電圧センサ２、開放器３、電流センサ４、インバータ５、フィルタコンデンサ６は制御ユ
ニット１０と接続されている。 The voltage sensor 2, the opener 3, the current sensor 4, the inverter 5, and the filter capacitor 6 are connected to the control unit 10.

制御ユニット１０内にはトルクパターン生成部１１、ベクトル制御１２、ＰＷＭゲートパ
ルス生成部２９、電動機周波数演算部２０、ゲートスタート・ストップ制御部１５、ＯＲ
部２３、後退判定部２３が備えられている。 In the control unit 10, there are a torque pattern generation unit 11, a vector control 12, a PWM gate pulse generation unit 29, an electric motor frequency calculation unit 20, a gate start / stop control unit 15, an OR
The unit 23 and the reverse determination unit 23 are provided.

トルクパターン生成部１１は、ベクトル制御１２、後退判定部２３、電動機周波数演算部
２０と接続されている。 The torque pattern generation unit 11 is connected to the vector control 12, the reverse determination unit 23, and the motor frequency calculation unit 20.

ベクトル制御部１２は、トルクパターン生成部１１、ＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３、電動機周波数演算部２０、電流センサ４、フィルタコンデンサ６と接続され
ている。 The vector control unit 12 is connected to the torque pattern generation unit 11, the PWM gate pulse generation gate logic unit 13, the motor frequency calculation unit 20, the current sensor 4, and the filter capacitor 6.

ＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部１３は、インバータ５、ゲートスタート・スト
ップ制御部１５と接続されている。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 is connected to the inverter 5 and the gate start / stop control unit 15.

ゲートスタート・ストップ制御部１６は、ＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部１３
、ＡＮＤ論理部２４と接続されている。 The gate start / stop control unit 16 includes a PWM gate pulse generation gate logic unit 13.
Are connected to the AND logic unit 24.

電動機周波数２０は、電圧センサ２、トルクパターン生成部１１、ベクトル制御部１２、
後退判定部２３と接続されている。 The motor frequency 20 includes a voltage sensor 2, a torque pattern generation unit 11, a vector control unit 12,
It is connected to the reverse determination unit 23.

後退判定部２３は、トルクパターン生成部１１、電動機周波数演算部２０、ＡＮＤ論理部
２４と接続されている。 The reverse determination unit 23 is connected to the torque pattern generation unit 11, the motor frequency calculation unit 20, and the AND logic unit 24.

ＡＮＤ論理部２４は、ゲートスタート・ストップ制御部１５、後退判定部２３、と接続さ
れている。 The AND logic unit 24 is connected to the gate start / stop control unit 15 and the reverse determination unit 23.

（作用）
制御ユニット内に存在するトルクパターン生成部１１、ベクトル制御１２、PWMゲートパ
ルス生成ゲートロジック部１３、ゲートスタート・ストップ制御部１５、電動機周波数演
算部２０、後退判定部２３、ＡＮＤ論理部２４は制御手段として作用する。以下に制御手
段について説明する。 (Function)
The torque pattern generation unit 11, vector control 12, PWM gate pulse generation gate logic unit 13, gate start / stop control unit 15, motor frequency calculation unit 20, reverse determination unit 23, and AND logic unit 24 existing in the control unit are controlled. Acts as a means. The control means will be described below.

トルクパターン生成部１１は、運転指令、応荷重指令、ブレーキ力指令および電動機周波
数演算部２０の出力である電動機周波数のωｍｏｔを入力として、トルク指令である“Ｔ
ｒｑＲｅｆ”を出力する。 The torque pattern generation unit 11 receives the operation command, the load command, the braking force command, and the motor frequency ωmot, which is the output of the motor frequency calculation unit 20, as a torque command “T
rqRef "is output.

ベクトル制御部１２は、“ＴｒｑＲｅｆ”、ωｍｏｔ、電流センサ３０により検出した電
動機電流Ｉｕ、Ｉｗ、およびフィルタコンデンサ電圧のＥＦＣを入力としてインバータ５
の３相電圧指令“ＶｕＲｅｆ”、“ＶｖＲｅｆ”、“ＶｗＲｅｆ”をＰＷＭゲート生成ゲ
ートロジック部１３へ出力する。 The vector control unit 12 receives “TrqRef”, ωmot, the motor currents Iu and Iw detected by the current sensor 30, and the EFC of the filter capacitor voltage as inputs.
The three-phase voltage commands “VuRef”, “VvRef”, and “VwRef” are output to the PWM gate generation gate logic unit 13.

ＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部１３は、“ＶｕＲｅｆ”、“ＶｖＲｅｆ”、“
ＶｗＲｅｆ”、及びゲートスタート・ストップ制御部１５から出力されるゲートスタート
・ストップ信号が入力される。ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”の時はゲートスタ
ートとして、“ＶｕＲｅｆ”、“ＶｖＲｅｆ”、“ＶｗＲｅｆ”をパルス幅変調（ＰｕＬ
ｓｅ ＷｉｄｔＨ ＭｏｄｕＬａｔｉｏｎ）により変調し、インバータ５へ３相ゲート信
号として”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力する。また、ゲートス
タート・ストップ信号＝“Ｌ”の時はゲートストップとして、インバータ５を停止する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 includes “VuRef”, “VvRef”, “
VwRef ”and the gate start / stop signal output from the gate start / stop control unit 15 are input.When the gate start / stop signal =“ H ”, the gate start is“ VuRef ”,“ VvRef ”,“ VwRef "is pulse width modulated (PuL
se WidthH Modulation), and outputs “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV” to the inverter 5 as three-phase gate signals. When the gate start / stop signal = “L”, the inverter 5 is stopped as a gate stop.

インバータ５は、入力された直流電力を、パルス幅制御された可変電圧・可変周波数の３
相の交流電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換し、出力する。この交流電圧は、通常は閉じている
開放用接触器１１を通して、永久磁石同期電動機１を回転させる。 The inverter 5 converts the input DC power into a variable voltage / variable frequency 3 whose pulse width is controlled.
It converts into the alternating voltage Vu, Vv, Vw of a phase, and outputs it. This AC voltage rotates the permanent magnet synchronous motor 1 through an open contactor 11 that is normally closed.

電動機周波数演算部２０は、電圧センサ２の出力Ｖｕｖ
を入力として電動機周波数ωｍｏｔ
を後退判定部３２およびトルクパターン生成部１１、ベクトル制御部１２へ出力する。な
お、電動機周波数演算部２０は、電圧センサ２より得られた電動機電圧Ｖｕｖ（ＵＶ間電
圧）により計算した
電動機速度”Ｖｍｏｔ”を求めているが、電圧センサ２で得られる電動機電圧として、Ｖ
Ｖｗ（ＶＷ間電圧）もしくはＶｗｕ（ＷＵ間電圧）を用いても良い。 The motor frequency calculator 20 outputs the output Vuv of the voltage sensor 2.
Motor frequency ωmot as input
Is output to the reverse determination unit 32, the torque pattern generation unit 11, and the vector control unit 12. The motor frequency calculation unit 20 obtains the motor speed “Vmot” calculated by the motor voltage Vuv (voltage between UVs) obtained from the voltage sensor 2, but the motor voltage obtained by the voltage sensor 2 is V
Vw (voltage between VW) or Vwu (voltage between WU) may be used.

後退判定部３２は、電動機周波数演算部２０から出力された
電動機周波数ωｍｏｔと後退検知周波数“ωｂａｃｋ”

を比較する。 The reverse determination unit 32 is configured to output the motor frequency ωmot and the reverse detection frequency “ωback” output from the motor frequency calculation unit 20.

Compare

ωｍｏｔ≦ωｂａｃｋ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔが後退検知周波数“ωｂａｃｋ”以下のため、後退し
ていると判定し、ＡＮＤ論理部２４へ“Ｈ”を出力する。 ωmot ≦ ωback
, The motor frequency ωmot is equal to or lower than the reverse detection frequency “ωback”, so it is determined that the motor is moving backward, and “H” is output to the AND logic unit 24.

ωｍｏｔ＞ωｂａｃｋ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔが後退検知周波数“ωｂａｃｋ”よりも大きいため後
退していないと判定し、ＡＮＤ論理部２４へ“Ｌ”を出力する。 ωmot> ωback
If it is, the motor frequency ωmot is higher than the reverse detection frequency “ωback”, so that it is determined that the motor is not reverse, and “L” is output to the AND logic unit 24.

後退検知周波数“ωｂａｃｋ”は、車両が後退していることを判定するための周波数であ
る。例えば、車両が後退している場合に電動機周波数がマイナスの値をとるとすると、後
退検知周波数ωｂａｃｋもマイナスの値に設定する。 The reverse detection frequency “ωback” is a frequency for determining that the vehicle is moving backward. For example, if the motor frequency takes a negative value when the vehicle is moving backward, the reverse detection frequency ωback is also set to a negative value.

ＡＮＤ論理部２４は、運転指令の出力信号が“Ｈ”の場合でかつ、後退判定部３２の出力
信号が“Ｈ”の場合に、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｈ”を出力する。
また、ＡＮＤ論理部２４は、運転指令の出力信号と後退判定部３２の出力信号の両方で“
Ｈ”が揃わない場合に、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 The AND logic unit 24 outputs a signal “H” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the operation command is “H” and the output signal of the reverse determination unit 32 is “H”. .
In addition, the AND logic unit 24 uses both the output signal of the operation command and the output signal of the reverse determination unit 32 as “
When H ”is not complete, a signal“ L ”is output to the gate start / stop control unit 15.

ＡＮＤ論理部２４から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップは、出力
信号ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部
１３へ出力する。ＡＮＤ論理部２４から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・
ストップ制御部１５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生
成ゲートロジック部１３へ出力する。 The gate start / stop receiving the “H” output signal from the AND logic unit 24 outputs the output signal gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13. The gate start signal received from the AND logic unit 24 is “L”.
The stop control unit 15 outputs a gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

以下に、後退判定部２３の判定結果がωｍｏｔ＞ωｂａｃｋである場合について述べる。 The case where the determination result of the reverse determination unit 23 is ωmot> ωback will be described below.

電動機周波数演算部２０は、電動機電圧Ｖｕｖから演算した電動機周波数ωｍｏｔを後退
判定部２３に出力する。 The motor frequency calculation unit 20 outputs the motor frequency ωmot calculated from the motor voltage Vuv to the reverse determination unit 23.

後退判定部２３は後退検知周波数“ωｂａｃｋ”と電動機周波数ωｍｏｔを比較する。比
較結果が、
ωｍｏｔ＞ωｂａｃｋ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔが後退検知周波数“ωｂａｃｋ”以下のため、後退し
ていないと判定し、後退判定部３２はＡＮＤ論理部２４へ“Ｌ”を出力する。 The reverse determination unit 23 compares the reverse detection frequency “ωback” with the motor frequency ωmot. The comparison result is
ωmot> ωback
, Since the motor frequency ωmot is equal to or lower than the reverse detection frequency “ωback”, it is determined that the motor is not reverse, and the reverse determination unit 32 outputs “L” to the AND logic unit 24.

ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｌ”で運転指令の出力信号が“
Ｈ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 In the AND logic unit 24, the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “L” and the output signal of the operation command is “
In the case of H, a signal “L” is output to the gate start / stop control unit 15.

また、ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｌ”で運転指令の出力信
号が“Ｌ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 The AND logic unit 24 outputs a signal “L” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “L” and the output signal of the operation command is “L”.

このように、ＡＮＤ論理部２４から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・スト
ップ制御部１５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲ
ートロジック部１３へ出力する。 In this way, the gate start / stop control unit 15 that has received the “L” output signal from the AND logic unit 24 outputs the gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せず、インバー
タ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 that has received the gate start / stop signal = “L” does not output “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

以下に、後退判定部２３の判定結果がωｍｏｔ≦ωｂａｃｋである場合について述べる。 Hereinafter, a case where the determination result of the reverse determination unit 23 is ωmot ≦ ωback will be described.

電動機周波数演算部２０は、電動機電圧Ｖｕｖから演算した電動機周波数ωｍｏｔを後退
判定部２３に出力する。 The motor frequency calculation unit 20 outputs the motor frequency ωmot calculated from the motor voltage Vuv to the reverse determination unit 23.

後退判定部２３は後退検知周波数“ωｂａｃｋ”と電動機周波数ωｍｏｔを比較する。比
較結果が、
ωｍｏｔ≦ωｂａｃｋ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔが後退検知周波数“ωｂａｃｋ”以上のため、後退し
ていると判定し、後退判定部３２はＡＮＤ論理部２４へ“Ｈ”を出力する。 The reverse determination unit 23 compares the reverse detection frequency “ωback” with the motor frequency ωmot. The comparison result is
ωmot ≦ ωback
When the motor frequency ωmot is equal to or higher than the reverse detection frequency “ωback”, it is determined that the motor is moving backward, and the reverse determination unit 32 outputs “H” to the AND logic unit 24.

ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｈ”で運転指令の出力信号が“
Ｌ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 In the AND logic unit 24, the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “H” and the output signal of the operation command is “
In the case of “L”, a signal “L” is output to the gate start / stop control unit 15.

ＡＮＤ論理部２４から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップ制御部１
５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック
部１３へ出力する。 The gate start / stop control unit 1 that has received the output signal of “L” from the AND logic unit 24
5 outputs a gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せず、インバー
タ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 that has received the gate start / stop signal = “L” does not output “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

また、ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｈ”で運転指令の出力信
号が“Ｈ” ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生
成ゲートロジック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せ
ず、インバータ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 In addition, the AND logic unit 24 receives the “H” gate command output signal “H” and the output signal of the operation command “H”, and the PWM gate pulse generation gate logic unit 13 receives the “L” gate start / stop signal. Does not output “VuINV”, “VvINV”, “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｈ”を出力する。 In this case, a signal “H” is output to the gate start / stop control unit 15.

ＡＮＤ論理部２４から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップ制御部１
５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック
部１３へ出力する。 The gate start / stop control unit 1 that has received the output signal of “H” from the AND logic unit 24
5 outputs a gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力し、インバータ
５は稼動を再開し、後退して列車の補正を実施する。 Upon receiving the gate start / stop signal = “H”, the PWM gate pulse generation gate logic unit 13 outputs “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 resumes operation and moves backward to return to the train. Make corrections.

（効果）
本実施形態では、電動機電圧より演算した電動機の回転周波数をインバータがゲートオフ
中の回転周波数とするため、センサレス制御を適用した際の列車の惰行走行時や停止時に
も電動機周波数を把握することができる。電動機周波数の情報を得られることによって、
列車の運転パターンに合わせて、列車が後退しているかどうかを判定することが可能とな
る。そのため、省エネを実現しながら安全に車両走行をさせることができる。 (effect)
In this embodiment, since the rotation frequency of the motor calculated from the motor voltage is the rotation frequency when the inverter is gate-off, the motor frequency can be grasped even when the train coasts or stops when sensorless control is applied. . By obtaining information on the motor frequency,
It is possible to determine whether the train is moving backward according to the train operation pattern. Therefore, it is possible to drive the vehicle safely while realizing energy saving.

（第２の実施形態）（オーバースピード判定部）
本発明に基づく第２の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図３は、本発明の
第２の実施形態に基づく電力変換回路の冷却部の正面図（車両停車時）である。尚、図１
乃至図２と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。 Second Embodiment (Overspeed Determination Unit)
A second embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 is a front view (when the vehicle is stopped) of the cooling unit of the power conversion circuit based on the second embodiment of the present invention. In addition, FIG.
2 to those having the same configuration as those in FIG.

本実施形態は第１の実施形態とは、後退判定部２３に代わってオーバースピード判定部３
２が、が接続されていることが異なっている。以下、その点について詳細に説明する。 This embodiment differs from the first embodiment in that an overspeed determination unit 3 is used instead of the reverse determination unit 23.
2 is different in that is connected. Hereinafter, this point will be described in detail.

（構成）
図３で示すように、オーバースピード判定部２５は、トルクパターン生成部１１、ベクト
ル制御１２、電動機周波数演算部２０、ＡＮＤ論理部２２と接続されている。 (Constitution)
As shown in FIG. 3, the overspeed determination unit 25 is connected to the torque pattern generation unit 11, the vector control 12, the motor frequency calculation unit 20, and the AND logic unit 22.

（作用）
電動機周波数演算部２０は、電圧センサ２の出力Ｖｕｖ
を入力として電動機周波数ωｍｏｔ
をオーバースピード判定部２５およびトルクパターン生成部１１、ベクトル制御部１２へ
出力する。なお、電動機周波数演算部２０は、電圧センサ２より得られた電動機電圧Ｖｕ
ｖ（ＵＶ間電圧）により計算した
電動機速度”Ｖｍｏｔ”を求めているが、電圧センサ２で得られる電動機電圧として、Ｖ
Ｖｗ（ＶＷ間電圧）もしくはＶｗｕ（ＷＵ間電圧）を用いても良い。 (Function)
The motor frequency calculator 20 outputs the output Vuv of the voltage sensor 2.
Motor frequency ωmot as input
Is output to the overspeed determination unit 25, the torque pattern generation unit 11, and the vector control unit 12. In addition, the motor frequency calculation unit 20 receives the motor voltage Vu obtained from the voltage sensor 2.
The motor speed “Vmot” calculated by v (voltage between UV) is obtained. As the motor voltage obtained by the voltage sensor 2, V
Vw (voltage between VW) or Vwu (voltage between WU) may be used.

オーバースピード判定部２５は、電動機周波数演算部２０から出力された
電動機周波数ωｍｏｔとオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”

を比較する。 The overspeed determination unit 25 outputs the motor frequency ωmot and the overspeed detection frequency “ωover” output from the motor frequency calculation unit 20.

Compare

ωｍｏｔ≦ωｏｖｅｒ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔがオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”以下の
ため、オーバースピードしていないと判定し、ＡＮＤ論理部２４へ“Ｌ”を出力する。 ωmot ≦ ωover
In this case, since the motor frequency ωmot is equal to or lower than the overspeed detection frequency “ωover”, it is determined that the overspeed has not occurred, and “L” is output to the AND logic unit 24.

ωｍｏｔ＞ωｏｖｅｒ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔがオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”よりも
大きいためオーバースピードしていると判定し、ＡＮＤ論理部２４へ“Ｈ”を出力する。 ωmot> ωover
In this case, since the motor frequency ωmot is higher than the overspeed detection frequency “ωover”, it is determined that the motor is overspeeding, and “H” is output to the AND logic unit 24.

オーバースピード検知周波数ωｏｖｅｒは、車両の速度が運転最高速度を超過しているこ
とを判定するための周波数である。例えば、車両の運転最高速度に値する電動機周波数に
許容周波数として数Ｈｚを加えた値を設定する。 The overspeed detection frequency ωover is a frequency for determining that the speed of the vehicle exceeds the maximum driving speed. For example, a value obtained by adding several Hz as an allowable frequency to the motor frequency deserving the maximum driving speed of the vehicle is set.

ＡＮＤ論理部２４は、運転指令の出力信号が“Ｈ”の場合でかつ、オーバースピード判定
部２５の出力信号が“Ｈ”の場合に、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｈ”
を出力する。また、ＡＮＤ論理部２４は、運転指令の出力信号とオーバースピード判定部
２５の出力信号の両方で“Ｈ”が揃わない場合に、ゲートスタート・ストップ制御部１５
へ信号“Ｌ”を出力する。 The AND logic unit 24 sends a signal “H” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the operation command is “H” and the output signal of the overspeed determination unit 25 is “H”.
Is output. Further, the AND logic unit 24 determines that the gate start / stop control unit 15 does not have both “H” in the output signal of the operation command and the output signal of the overspeed determination unit 25.
The signal “L” is output to

ＡＮＤ論理部２４から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップは、出力
信号ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部
１３へ出力する。ＡＮＤ論理部２４から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・
ストップ制御部１５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生
成ゲートロジック部１３へ出力する。 The gate start / stop receiving the “H” output signal from the AND logic unit 24 outputs the output signal gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13. The gate start signal received from the AND logic unit 24 is “L”.
The stop control unit 15 outputs a gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

電動機周波数演算部２０は、電動機電圧Ｖｕｖから演算した電動機周波数ωｍｏｔをオー
バースピード判定部２５に出力する。 The motor frequency calculation unit 20 outputs the motor frequency ωmot calculated from the motor voltage Vuv to the overspeed determination unit 25.

オーバースピード判定部２５はオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”と電動機周波
数ωｍｏｔを比較する。比較結果が、
ωｍｏｔ≦ωｏｖｅｒ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔがオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”以下の
ため、後退していないと判定し、オーバースピード判定部２５はＡＮＤ論理部２４へ“Ｌ
”を出力する。 The overspeed determination unit 25 compares the overspeed detection frequency “ωover” with the motor frequency ωmot. The comparison result is
ωmot ≦ ωover
In this case, since the motor frequency ωmot is equal to or lower than the overspeed detection frequency “ωover”, it is determined that the motor does not move backward, and the overspeed determination unit 25 sends “L
"Is output.

ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｌ”で運転指令の出力信号が“
Ｈ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 In the AND logic unit 24, the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “L” and the output signal of the operation command is “
In the case of H, a signal “L” is output to the gate start / stop control unit 15.

また、ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｌ”で運転指令の出力信
号が“Ｌ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 The AND logic unit 24 outputs a signal “L” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “L” and the output signal of the operation command is “L”.

このように、ＡＮＤ論理部２４から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・スト
ップ制御部１５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲ
ートロジック部１３へ出力する。 In this way, the gate start / stop control unit 15 that has received the “L” output signal from the AND logic unit 24 outputs the gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せず、インバー
タ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 that has received the gate start / stop signal = “L” does not output “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

以下に、後退判定部２３の判定結果がωｍｏｔ＞ωｏｖｅｒである場合について述べる。 The case where the determination result of the reverse determination unit 23 is ωmot> ωover will be described below.

電動機周波数演算部２０は、電動機電圧Ｖｕｖから演算した電動機周波数ωｍｏｔを後退
判定部２３に出力する。 The motor frequency calculation unit 20 outputs the motor frequency ωmot calculated from the motor voltage Vuv to the reverse determination unit 23.

後退判定部２３はオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”と電動機周波数ωｍｏｔを
比較する。比較結果が、
ωｍｏｔ＞ωｏｖｅｒ
である場合、電動機周波数ωｍｏｔがオーバースピード検知周波数“ωｏｖｅｒ”より大
きいため、後退していると判定し、オーバースピード判定部２５はＡＮＤ論理部２４へ“
Ｈ”を出力する。 The reverse determination unit 23 compares the overspeed detection frequency “ωover” with the motor frequency ωmot. The comparison result is
ωmot> ωover
In this case, since the motor frequency ωmot is higher than the overspeed detection frequency “ωover”, it is determined that the motor is moving backward, and the overspeed determination unit 25 sends the AND logic unit 24 “
H "is output.

ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｈ”で運転指令の出力信号が“
Ｌ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 In the AND logic unit 24, the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “H” and the output signal of the operation command is “
In the case of “L”, a signal “L” is output to the gate start / stop control unit 15.

ＡＮＤ論理部２４から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップ制御部１
５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック
部１３へ出力する。 The gate start / stop control unit 1 that has received the output signal of “L” from the AND logic unit 24
5 outputs a gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せず、インバー
タ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 that has received the gate start / stop signal = “L” does not output “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

また、ＡＮＤ論理部２４は、後退検知判定部３２の出力信号が“Ｈ”で運転指令の出力信
号が“Ｈ”の場合、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｈ”を出力する。 The AND logic unit 24 outputs a signal “H” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the reverse detection determination unit 32 is “H” and the output signal of the operation command is “H”.

ＡＮＤ論理部２４から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップ制御部１
５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック
部１３へ出力する。 The gate start / stop control unit 1 that has received the output signal of “H” from the AND logic unit 24
5 outputs a gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”の出力信号によって、インバータ５は稼動を再開
し、永久磁石動機電動機１が回転を始める。そのため、車両は永久磁石同期電動機１によ
り、速度を減速させる。 The inverter 5 restarts operation by the output signal of the gate start / stop signal = “H”, and the permanent magnet motor 1 starts rotating. Therefore, the vehicle decelerates the speed by the permanent magnet synchronous motor 1.

（効果）
本実施形態では、電動機電圧より演算した電動機の回転周波数をインバータがゲートオフ
中の回転周波数とするため、センサレス制御を適用した際の列車の惰行走行時や停止時に
も電動機周波数を把握することができる。電動機周波数の情報を得られることによって、
列車の運転パターンに合わせて、列車が所定速度を超過しているかどうかを判定すること
が可能となる。そのため、省エネを実現しながら安全に車両走行をさせることができる。 (effect)
In this embodiment, since the rotation frequency of the motor calculated from the motor voltage is the rotation frequency when the inverter is gate-off, the motor frequency can be grasped even when the train coasts or stops when sensorless control is applied. . By obtaining information on the motor frequency,
It is possible to determine whether the train exceeds a predetermined speed according to the train operation pattern. Therefore, it is possible to drive the vehicle safely while realizing energy saving.

（第３の実施形態）（磁束補正判定部）→（磁束補正部）
本発明に基づく第３の実施形態について図を参照し、詳細に説明する。図４は、本発明の
第３の実施形態に基づく電力変換回路の冷却部の正面図（車両停車時）である。尚、図１
乃至図３と同一の構成をとるものについては、同符号を付して説明を省略する。 (Third embodiment) (Flux correction determination unit) → (Flux correction unit)
A third embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 4 is a front view (when the vehicle is stopped) of the cooling unit of the power conversion circuit according to the third embodiment of the present invention. In addition, FIG.
3 to those having the same configuration as those in FIG.

本実施形態は第１の実施形態とは、後退判定部２３に代わって磁束補正判定部２６が接続
されていることが異なっている。以下、その点について詳細に説明する。 This embodiment is different from the first embodiment in that a magnetic flux correction determination unit 26 is connected in place of the retraction determination unit 23. Hereinafter, this point will be described in detail.

（構成）
図４で示すように、磁束補正判定部２６は、ベクトル制御１２、電圧センサ２、電動機周
波数演算部２０、ＯＲ論理部２７と接続されている。 (Constitution)
As shown in FIG. 4, the magnetic flux correction determination unit 26 is connected to the vector control 12, the voltage sensor 2, the motor frequency calculation unit 20, and the OR logic unit 27.

（作用）
電動機周波数演算部２０は、電圧センサ２の出力Ｖｕｖ
を入力として電動機周波数ωｍｏｔ
を磁束補正判定部２６へ出力する。なお、電動機周波数演算部２０は、電圧センサ２より
得られた電動機電圧Ｖｕｖ（ＵＶ間電圧）により計算した
電動機速度“ωｍｏｔ”を求めているが、電圧センサ２で得られる電動機電圧として、Ｖ
ｖｗ（ＶＷ間電圧）もしくはＶｗｕ（ＷＵ間電圧）を用いても良い。 (Function)
The motor frequency calculator 20 outputs the output Vuv of the voltage sensor 2.
Motor frequency ωmot as input
Is output to the magnetic flux correction determination unit 26. The motor frequency calculation unit 20 obtains the motor speed “ωmot” calculated by the motor voltage Vuv (voltage between UVs) obtained from the voltage sensor 2, but as the motor voltage obtained by the voltage sensor 2, V
You may use vw (voltage between VW) or Vwu (voltage between WU).

電動機周波数演算部２０から
電動機周波数“ωｍｏｔ２が磁束補正判定部２６へ出力される。また、電圧センサ２から
電動機電圧Ｖｕｖが磁束補正判定部２６へ出力される。 The motor frequency calculation unit 20 outputs the motor frequency “ωmot2” to the magnetic flux correction determination unit 26. The voltage sensor 2 outputs the motor voltage Vuv to the magnetic flux correction determination unit 26.

磁束補正判定部２６では、電動機周波数ωｍｏｔと電動機電圧Ｖｕｖが入力されると、電
動機磁束“Φｍｏｔ”

が演算される。電動機磁束“Φｍｏｔ”は、例えば、インバータゲートオフ時の電動機周
波数ωｍｏｔと電動機電圧Ｖｕｖと、この時の電動機磁束をΦｍｏｔとすると、
Ｖｕｖ ＝ ωｍｏｔ× Φｍｏｔ （Ｖｕｖ：無負荷誘起電圧）
となる。よって、インバータゲートオフ時の電動機磁束は、
Φｍｏｔ ＝ ωｍｏｔ ／ Ｖｕｖ
となる。 When the motor frequency ωmot and the motor voltage Vuv are input to the magnetic flux correction determination unit 26, the motor magnetic flux “Φmot” is input.

Is calculated. The motor flux “Φmot” is, for example, the motor frequency ωmot and the motor voltage Vuv when the inverter gate is off, and the motor flux at this time is Φmot.
Vuv = ωmot × Φmot (Vuv: no-load induced voltage)
It becomes. Therefore, the motor magnetic flux when the inverter gate is off is
Φmot = ωmot / Vuv
It becomes.

磁束補正判定部２６は、内部で演算された電動機磁束“Φｍｏｔ”と電動機磁束補正値
“Φｏｕｔ”を比較する。電動機磁束補正値“Φｏｕｔ”は、永久磁石同期電動機１の温
度上昇に伴い変化する電動機磁束を判定し、補正するための磁束値である。 The magnetic flux correction determination unit 26 compares the motor magnetic flux “Φmot” calculated inside and the motor magnetic flux correction value “Φout”. The motor magnetic flux correction value “Φout” is a magnetic flux value for determining and correcting the motor magnetic flux that changes as the temperature of the permanent magnet synchronous motor 1 increases.

電動機の定格仕様等のデータを元に予め設定しておいた電動機磁束パラメータを電動機磁
束補正値“Φｏｕｔ”とし、“Φｏｕｔ＝Φｍｏｔ”を維持するように永久磁石同期電動
機１の補正するために用いられる。また、電圧センサのオフセットやノイズ等による誤差
を考慮して、Φｍｏｔ×Φｏｕｔ（１００％±数％）で電動機磁束補正域することも可能
である。 An electric motor magnetic flux parameter set in advance based on data such as the rated specifications of the electric motor is used as an electric motor magnetic flux correction value “Φout”, and used to correct the permanent magnet synchronous motor 1 so as to maintain “Φout = Φmot”. It is done. In addition, in consideration of errors due to voltage sensor offset, noise, etc., the motor magnetic flux correction range can be set to Φmot × Φout (100% ± several%).

磁束補正判定部２６では、電動機磁束“Φｍｏｔ”が電動機磁束補正域“Φｏｕｔ”の領
域を外れていないかどうかが判定される。 The magnetic flux correction determination unit 26 determines whether or not the electric motor magnetic flux “Φmot” is out of the electric motor magnetic flux correction area “Φout”.

電動機磁束“Φｍｏｔ”が電動機磁束補正域“Φｏｕｔ”から外れていない場合、磁束補
正が必要ないと判定し、磁束補正判定部２６は、ＯＲ論理部２７に“Ｌ”を出力する。電
動機磁束“Φｍｏｔ”が電動機磁束補正域“Φｏｕｔ”から外れていた場合、磁束補正が
必要と判定し、磁束補正判定部２６は、ＯＲ論理部２７に“Ｈ”を出力する。補正が必要
ありと判定された場合、ＯＲ論理部２７への“Ｈ”の出力と同時に、ベクトル制御部１２
へ補正指令“Φｃｏｍｐ”が出力される。補正指令“Φｃｏｍｐ”は、ベクトル制御部１
２へ、補正が必要な磁束を伝えるための出力である。 If the motor magnetic flux “Φmot” is not out of the motor magnetic flux correction area “Φout”, it is determined that the magnetic flux correction is not necessary, and the magnetic flux correction determination unit 26 outputs “L” to the OR logic unit 27. When the motor magnetic flux “Φmot” is out of the motor magnetic flux correction area “Φout”, it is determined that the magnetic flux correction is necessary, and the magnetic flux correction determination unit 26 outputs “H” to the OR logic unit 27. When it is determined that correction is necessary, the vector control unit 12 is simultaneously output with “H” to the OR logic unit 27.
A correction command “Φcomp” is output. The correction command “Φcomp” is sent to the vector control unit 1
2 is an output for transmitting a magnetic flux to be corrected.

ＯＲ論理部２７では、運転指令の出力信号と磁束補正判定部２６の出力信号のどちらかが
“Ｈ”の場合に、ゲートスタート・ストップ信制御部１５へ信号“Ｈ”を出力する。また
、ＯＲ論理部２７は、運転指令の出力信号が“Ｌ”の場合でかつ、磁束補正判定部２６の
出力信号も“Ｌ”の場合において、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ“Ｌ”を出力
する。 The OR logic unit 27 outputs a signal “H” to the gate start / stop signal control unit 15 when either the operation command output signal or the magnetic flux correction determination unit 26 output signal is “H”. Further, the OR logic unit 27 outputs “L” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the operation command is “L” and the output signal of the magnetic flux correction determination unit 26 is also “L”. Output.

ＯＲ論理部２７から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップは、出力信
号ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部１
３へ出力する。ＯＲ論理部２７から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・スト
ップ制御部１５は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲ
ートロジック部１３へ出力する。 The gate start / stop receiving the “H” output signal from the OR logic unit 27 outputs the output signal gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 1.
Output to 3. The gate start / stop control unit 15 that has received the “L” output signal from the OR logic unit 27 outputs a gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

以下に、磁束補正判定部２６の判定結果が“ωｏｕｔ＝Φｍｏｔ”である場合について述
べる。 The case where the determination result of the magnetic flux correction determination unit 26 is “ωout = Φmot” will be described below.

磁束補正判定部２６で、“ωｃｏｍｐ＝Φｍｏｔ”と判定され補正の必要無しと判定され
た場合、出力信号“Ｌ”がＯＲ論理部２７へ出力される。補正の必要無しと判定された場
合は、磁束補正判定部２６からベクトル制御部１２への補正指令“Φｃｏｍｐ”は出力さ
れない。 When the magnetic flux correction determination unit 26 determines that “ωcomp = Φmot” and determines that correction is not necessary, an output signal “L” is output to the OR logic unit 27. When it is determined that correction is not necessary, the correction command “Φcomp” from the magnetic flux correction determination unit 26 to the vector control unit 12 is not output.

ＯＲ論理部２７は、運転指令の出力信号が“Ｈ”の場合で、磁束補正判定部２６の出力
信号が“Ｌ”の場合に、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 The OR logic unit 27 outputs a signal “L” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the operation command is “H” and the output signal of the magnetic flux correction determination unit 26 is “L”. .

また、ＯＲ論理部２７へ補正指令“Ｌ”と運転指令“Ｈ”が入力される場合、ＯＲ論理部
２７は判定信号“Ｌ”をゲートスタート・ストップ制御部１５へ出力する。 When the correction command “L” and the operation command “H” are input to the OR logic unit 27, the OR logic unit 27 outputs a determination signal “L” to the gate start / stop control unit 15.

ＯＲ論理部２７から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップは、出力
信号ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部
１３へ出力する。 The gate start / stop receiving the “H” output signal from the OR logic unit 27 outputs the output signal gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ＯＲ論理部２７から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップ制御部１５
は、ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部
１３へ出力する。 The gate start / stop control unit 15 which has received the “L” output signal from the OR logic unit 27
Outputs a gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せず、インバー
タ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 that has received the gate start / stop signal = “L” does not output “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

以下に、磁束補正判定部２６の判定結果が“Φｏｕｔ≠Φｍｏｔ”である場合について述
べる。 The case where the determination result of the magnetic flux correction determination unit 26 is “Φout ≠ Φmot” will be described below.

磁束補正判定部２６の判定結果が“Φｏｕｔ≠Φｍｏｔ”で補正が必要と判定された場合
、出力信号“Ｈ”がＯＲ論理部２７へ出力され、補正指令“Φｃｏｍｐ”がベクトル制御
部１２へ出力される。 When the determination result of the magnetic flux correction determination unit 26 is “Φout ≠ Φmot” and it is determined that correction is necessary, the output signal “H” is output to the OR logic unit 27 and the correction command “Φcomp” is output to the vector control unit 12. Is done.

ＯＲ論理部２７は、運転指令の出力信号が“Ｈ”の場合でかつ、磁束補正判定部２６の
出力信号が“Ｈ”の場合に、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｈ”を出力す
る。 The OR logic unit 27 outputs a signal “H” to the gate start / stop control unit 15 when the output signal of the operation command is “H” and the output signal of the magnetic flux correction determination unit 26 is “H”. To do.

ＯＲ論理部２７から“Ｈ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップは、出力
信号ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部
１３へ出力する。 The gate start / stop receiving the “H” output signal from the OR logic unit 27 outputs the output signal gate start / stop signal = “H” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｈ”の出力信号に伴い、補正指令“Φｃｏｍｐ”をも
とに演算された”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を受けて、インバータ
５は稼動を再開し、永久磁石動機電動機１が回転を始める。その際に、磁束が補正される
ことにより、永久磁石同期電動機１の安定した温度に維持することが可能になる。 In response to the output signal of the gate start / stop signal = “H”, “VuINV”, “VvINV”, “VwINV” calculated based on the correction command “Φcomp”, the inverter 5 resumes operation, The permanent magnet motor 1 starts to rotate. At that time, by correcting the magnetic flux, the permanent magnet synchronous motor 1 can be maintained at a stable temperature.

また、ＯＲ論理部２７は、運転指令が“Ｌ”の場合で、磁束補正判定部２６の出力信号が
“Ｈ”の場合は、ゲートスタート・ストップ制御部１５へ信号“Ｌ”を出力する。 The OR logic unit 27 outputs a signal “L” to the gate start / stop control unit 15 when the operation command is “L” and the output signal of the magnetic flux correction determination unit 26 is “H”.

ＯＲ論理部２７から“Ｌ”の出力信号を受け取ったゲートスタート・ストップは、出力信
号ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”をＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部１
３へ出力する。 The gate start / stop receiving the “L” output signal from the OR logic unit 27 outputs the output signal gate start / stop signal = “L” to the PWM gate pulse generation gate logic unit 1.
Output to 3.

ゲートスタート・ストップ信号＝“Ｌ”を受け取ったＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジ
ック部１３は、”ＶｕＩＮＶ”、”ＶｖＩＮＶ”、”ＶｗＩＮＶ”を出力せず、インバー
タ５は稼動しない。そのため、車両は惰行走行を維持する。 The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 that has received the gate start / stop signal = “L” does not output “VuINV”, “VvINV”, and “VwINV”, and the inverter 5 does not operate. Therefore, the vehicle keeps coasting.

（効果）
本実施形態では、電動機電圧より演算した電動機磁束を使用することで、センサレス制御
を適用した際の列車の惰行走行時や停止時にも永久磁石同期電動機の温度上昇を把握する
ことができる。そのため、列車走行中に発生する永久磁石動機電動機１の温度上昇に伴い
、電動機磁束を変化させ、永久磁石同期電動機１が高温になり損傷することを防ぐことが
可能である。そのため、省エネを実現しながら安全に車両走行をさせることができる。 (effect)
In this embodiment, by using the motor magnetic flux calculated from the motor voltage, it is possible to grasp the temperature increase of the permanent magnet synchronous motor even when the train coasts or stops when the sensorless control is applied. Therefore, it is possible to prevent the permanent magnet synchronous motor 1 from being damaged due to a high temperature by changing the motor magnetic flux as the temperature of the permanent magnet motor 1 generated during train traveling increases. Therefore, it is possible to drive the vehicle safely while realizing energy saving.

１ 永久磁石同期電動機
２ 電圧センサ
３ 開放器
４ 電流センサ
５ インバータ
６ フィルタコンデンサ
７ 伝送線
８ 制御部
１０ 制御ユニット
１１ トルクパターン生成部
１２ ベクトル制御
１３ ＰＷＭゲートパルス生成ゲートロジック部
１５ ゲートスタート・ストップ部
１６ ＡＮＤ論理ゲート
１７ 故障判定手段
２０ 電動機周波数演算部
２３ 後退判定部
２４ ＡＮＤ理論部
２５ オーバースピード判定部
２６ 磁束判定・補正指令部
２７ ＯＲ論理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet synchronous motor 2 Voltage sensor 3 Opener 4 Current sensor 5 Inverter 6 Filter capacitor 7 Transmission line 8 Control part 10 Control unit 11 Torque pattern generation part 12 Vector control 13 PWM gate pulse generation gate logic part 15 Gate start / stop part 16 AND logic gate 17 Failure determination means 20 Motor frequency calculation unit 23 Retraction determination unit 24 AND theory unit
25 Overspeed determination unit 26 Magnetic flux determination / correction command unit 27 OR logic unit

Claims (4)

永久磁石同期電動機と、
前記永久磁石同期電動機と接続され、前記永久磁石同期電動機の電動機電圧を検知する電
圧センサと、
前記永久磁石動機電動機と前記電圧センサを介して接続され、直流電力を交流電力に変換
し、前記永久磁石同期電動機に供給するインバータと、
前記電動機電圧をもとに列車の惰行走行時、停止時に前記永久磁石動機電動機の磁極位置
を推定する推定手段と
を有することを特徴とする電気車制御装置。 A permanent magnet synchronous motor,
A voltage sensor connected to the permanent magnet synchronous motor and detecting a motor voltage of the permanent magnet synchronous motor;
An inverter connected to the permanent magnet motor and the voltage sensor, converting direct current power to alternating current power and supplying the permanent magnet synchronous motor;
An electric vehicle control device comprising: an estimation unit configured to estimate a magnetic pole position of the permanent magnet motor when the train is coasting or stopped based on the motor voltage. 前記推定手段は、
運転席からの運転指令、応荷重指令、ブレーキ指令をもとにトルクパターンを生成するト
ルクパターン生成部と、
電圧センサが検出する電動機電圧の値をもとに、電動機周波数を推定する電動機周波数演
算部と、
前記電動機周波数と、予め設定された車両が後退していることを判定するための周波数で
ある後退検知周波数を比較する後退判定部と、
前記後退判定部からの判定結果と前記運連指令の有無を以って判定するＡＮＤ論理部を有
し、
前記電圧センサによって検出された前記電動機電圧をもとに、前記電動機周波数演算部か
ら算出された電動機周波数が後退検知周波数以下であった場合に、列車が後退していると
判定し、列車の後退判定と、前記運転指令の有を検知して、インバータを再稼動する
ことを特徴とする請求項１記載の電気車制御装置。 The estimation means includes
A torque pattern generation unit that generates a torque pattern based on a driving command from the driver's seat, a variable load command, and a brake command;
Based on the value of the motor voltage detected by the voltage sensor, the motor frequency calculation unit that estimates the motor frequency,
A reverse determination unit that compares the electric motor frequency with a reverse detection frequency that is a frequency for determining that a preset vehicle is moving backward;
An AND logic unit that determines the determination result from the reverse determination unit and the presence or absence of the run command,
Based on the motor voltage detected by the voltage sensor, when the motor frequency calculated from the motor frequency calculation unit is equal to or lower than the reverse detection frequency, it is determined that the train is moving backward, and the train is moving backward The electric vehicle control device according to claim 1, wherein the inverter is restarted upon determination and detection of presence of the operation command. 前記推定手段は、
運転席からの運転指令、応荷重指令、ブレーキ指令をもとにトルクパターンを生成するト
ルクパターン生成部と、
電圧センサが検出する電動機電圧の値をもとに、電動機周波数を推定する電動機周波数演
算部と、
前記電動機周波数と、予め設定された列車の速度が運転最高速度を超過していることを判
定するための周波数であるオーバースピード周波数を比較するオーバースピード判定部と
、
前記オーバースピード判定部からの判定結果と前記運連指令の有無を以って判定するＡＮ
Ｄ論理部を有し、
前記電圧センサによって検出された前記電動機電圧をもとに、前記電動機周波数演算部か
ら算出された前記電動機周波数が前記オーバースピード周波数以上であった場合に列車が
オーバースピードしていることを検知し、列車のオーバースピード判定と、前記運転指令
の有を検知して、インバータを再起動する
ことを特徴とする請求項１記載の電気車制御装置。 The estimation means includes
A torque pattern generation unit that generates a torque pattern based on a driving command from the driver's seat, a variable load command, and a brake command;
Based on the value of the motor voltage detected by the voltage sensor, the motor frequency calculation unit that estimates the motor frequency,
An overspeed determination unit that compares the motor frequency with an overspeed frequency that is a frequency for determining that a preset train speed exceeds the maximum operation speed;
AN determined based on the determination result from the overspeed determination unit and the presence / absence of the run command
D logic part,
Based on the motor voltage detected by the voltage sensor, it detects that the train is overspeed when the motor frequency calculated from the motor frequency calculation unit is equal to or higher than the overspeed frequency, 2. The electric vehicle control apparatus according to claim 1, wherein the inverter is restarted upon detection of train overspeed and presence of the operation command. 前記推定手段は、
運転席からの運転指令、応荷重指令、ブレーキ指令をもとにトルクパターンを生成するト
ルクパターン生成部と、
電圧センサが検出する電動機電圧の値をもとに、電動機周波数を推定する電動機周波数演
算部と、
前記電動機周波数をもとに演算される電動機磁束と、予め設定された永久磁石同期電動機
の温度上昇に伴い変化する電動機磁束を判定するための正常な磁束域である電動機磁束域
を比較する磁束補正判定部と、
前記磁束補正判定部からの判定結果と前記運連指令の有無を以って判定するＡＮＤ論理部
を有し、
前記電動機周波数演算部から検出される前記電動機周波数をもとに演算される前記電動機
磁束が、前記電動機磁束補正域よりも外れていた場合に列車の磁束を補正する必要がある
ことを検知し、列車の磁束補正と、前記運転指令の有を検知して、インバータを再起動す
る
ことを特徴とする請求項１記載の電気車制装置。 The estimation means includes
A torque pattern generation unit that generates a torque pattern based on a driving command from the driver's seat, a variable load command, and a brake command;
Based on the value of the motor voltage detected by the voltage sensor, the motor frequency calculation unit that estimates the motor frequency,
Magnetic flux correction that compares the motor magnetic flux calculated based on the motor frequency with the motor magnetic flux that is a normal magnetic flux for determining the motor magnetic flux that changes with the temperature rise of the preset permanent magnet synchronous motor A determination unit;
An AND logic unit that determines the determination result from the magnetic flux correction determination unit and the presence or absence of the run command,
Detecting that it is necessary to correct the magnetic flux of the train when the motor magnetic flux calculated based on the motor frequency detected from the motor frequency calculating unit is out of the motor magnetic flux correction range, 2. The electric vehicle control device according to claim 1, wherein the inverter is restarted upon detection of train magnetic flux correction and the presence of the operation command.

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