JP5443111B2 - Electric vehicle control device - Google Patents
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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.
従来の電気車制御装置は、インバータの停止時に電圧センサ情報を使用して故障を検知し
、制御をする。図8は、従来の電力変換回路のブロック図である。図9は、従来の車両全
体図である。図10は、従来の外部装置と制御ユニットの接続を表すブロック図である。
以下に、図を参照して従来の電気車制御装置について説明する。
The conventional electric vehicle control device detects and controls a failure using voltage sensor information when the inverter is stopped. FIG. 8 is a block diagram of a conventional power conversion circuit. FIG. 9 is an overall view of a conventional vehicle. FIG. 10 is a block diagram showing connection between a conventional external device and a control unit.
A conventional electric vehicle control apparatus will be described below with reference to the drawings.
(構成)
図8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. 8, the permanent magnet
Vu線とVv線上に電圧センサ2が接続され、Vu線、Vv線、Vw線に開放用接触器3
が設けられ、Vu線、Vw線上に電流センサ4が接続されている。インバータ5と永久磁
石同期電動機1は、電圧センサ2、開放用接触器3、電流センサ4を介して接続されてい
る。
The voltage sensor 2 is connected on the Vu line and the Vv line, and the contactor 3 for opening is connected to the Vu line, the Vv line, and the Vw line.
And the current sensor 4 is connected to the Vu line and the Vw line. The
またフィルタコンデンサ6は、インバータ5と永久磁石同期電動機1とは反対側の直流入
力側に接続されている。
The
インバータ5、フィルタコンデンサ6、伝送線7が制御ユニット10と接続されている。
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13、電動機速度演算部14、ゲートスタート・ストップ制御部15、AND
理論部16、故障判定手段17が備えられている。
The
A
トルクパターン生成部11は、ベクトル制御12と接続されている。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、フィル
タコンデンサ6、電流センサ4と接続されている。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、ベクトル制御12、ゲートスタート・ストップ制御部15と
接続されている。電動機速度演算部14は、電圧センサ2、故障判定手段17と接続され
ている。ゲートスタート・ストップ制御部15は、AND論理ゲート16とPWMゲート
パルス生成ゲートロジック部13と接続されている。AND論理ゲート16は、故障判定
手段17、ゲートスタート・ストップ制御部15、運転指令と接続されている。故障判定
手段17は、伝送線7、AND論理ゲート16、電動機速度演算部14と接続されている
。
The torque
Are connected to the torque
外部のモニタやATO装置等と繋がる伝送線7は、故障判定手段17と接続される。
The
(作用)
トルクパターン生成部11は、運転指令、応荷重指令、ブレーキ力指令を入力として、ト
ルク指令“TrqRef”を出力する。
(Function)
The torque
ベクトル制御部12は、“TrqRef”と電流センサ4により検出した電動機電流のI
u、Iw、およびフィルタコンデンサ6の電圧値のEFCを入力としてインバータ5の3
相電圧指令“VuRef”、“VvRef”、“VwRef”を出力する。
The
u, Iw, and the EFC of the voltage value of the
The phase voltage commands “VuRef”, “VvRef”, and “VwRef” are output.
PWMゲートパルス生成ゲートロジック部13は、ベクトル制御部12から出力される3
相電圧指令“VuRef”、“VvRef”、“VwRef”、およびゲートスタート・
ストップ制御部15から出力される信号“ゲートスタート・ストップ信号”を入力とする
。“ゲートスタート・ストップ信号=H”の時はゲートをスタートするとして、3相電圧
指令“VuRef”、“VvRef”、“VwRef”をパルス幅変調(PuLse W
idtH ModuLation)により変調し、インバータ5へ3相ゲート信号”Vu
INV”、”VvINV”、”VwINV”を出力する。また、“ゲートスタート・スト
ップ信号=L”の時はゲートをストップするとして、インバータ5を停止する。
The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 outputs 3 from the
Phase voltage commands “VuRef”, “VvRef”, “VwRef”, and gate start
The signal “gate start / stop signal” output from the
modulated by idtH ModuLation) to the
INV "," VvINV ", and" VwINV "are output, and when" gate start / stop signal = L ", the gate is stopped and the
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として出力する。この交流電圧は、通常は閉じている開放
用接触器3を通して、永久磁石同期電動機1を回転させる。
The
Output as phase AC voltages Vu, Vv, Vw. This AC voltage rotates the permanent magnet
電動機速度演算部14は、電圧センサ2の出力Vuv
を入力として電動機速度”Vmot”
を故障判定手段17へ出力する。
The motor
Motor speed "Vmot"
Is output to the failure determination means 17.
故障判定手段17は、電動機速度演算部14から出力された
電動機速度”Vmot”と伝送線7から出力されるV_MON
を比較し、
|V_MOT−Vmot|>基準速度差
である場合、故障と判定し、AND論理部16へ“L”を出力する。
The failure determination means 17 includes the motor speed “Vmot” output from the
Compare
If | V_MOT−Vmot |> reference speed difference, it is determined that there is a failure and “L” is output to the
|V_MOT−Vmot|≦基準速度差
である場合、正常と判定し、AND論理部16へ“H”を出力する。
When | V_MOT−Vmot | ≦ reference speed difference, it is determined as normal and “H” is output to the
運転指令信号は、運転指令ありの場合に例えば“H”、なしの場合に“L”としてAND
論理部16へ入力される。
For example, the operation command signal is “H” when there is an operation command and “L” when there is no operation command.
Input to the
AND論理部16は、運転指令信号と故障判定手段17の判定出力を入力し、運転指令あ
り“H”、かつ故障判定手段17の出力が正常“H”の時のみ、“H”をゲートスタート
・ストップ制御部15に出力する。運転指令あり“H”でも故障判定手段17の出力が故
障“L”の時は、“L”をゲートスタート・ストップ制御部15に出力する。
The
このような構成の電気車制御装置は、図9、図10に示すように、運転台のモニタに速度
を表示することなどが目的で、先頭車両(車体18a、18b)の車軸に取り付けられて
いる速度センサ19a、19bからの速度情報は、伝送線7を介して制御ユニット10、
制御ユニット10a、制御ユニット10b、制御ユニット10cに入力され、制御ユニッ
ト10、制御ユニット10a、制御ユニット10b、制御ユニットc内において、故障判
定手段17を実行することが可能である。
As shown in FIGS. 9 and 10, the electric vehicle control apparatus having such a configuration is attached to the axle of the leading vehicle (
The failure determination means 17 can be executed in the
このように電圧センサ2から検出される電圧値から演算した電動機速度と、伝送線7を介
したモニタ等の外部装置9から得た速度を使用して、永久磁石同期電動機1の故障を永久
磁石同期電動機1の故障を検知することが可能である。
In this way, using the motor speed calculated from the voltage value detected from the voltage sensor 2 and the speed obtained from the external device 9 such as a monitor via the
上記のように従来の電気車制御装置では、モニタ装置やATC装置、ATO装置などの
外部装置からの速度情報が必要であった。しかしながら、車両の種類によってはモニタ装
置や、ATO装置などの外部装置が備えられていない車両が存在し、そのような車両にお
いて従来の電気車盛業装置はモニタ装置等を介して速度情報を得ることができず、故障判
定を行うことが困難であった。
As described above, the conventional electric vehicle control device requires speed information from an external device such as a monitor device, an ATC device, or an ATO device. However, depending on the type of vehicle, there are vehicles that are not equipped with an external device such as a monitor device or an ATO device. In such a vehicle, a conventional electric vehicle management device obtains speed information via the monitor device or the like. It was difficult to determine the failure.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、モニタ装置等の外部装置からの
速度情報を使用せずに故障判定を行うことができる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 performing failure determination without using speed information from an external device such as a monitor device. To do.
上記目的を達成するために、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出する電圧センサと、前記永久磁石同期電動機と前記電圧センサを介して接続され、直流または交流の電力を直流または交流に変換するインバータと、前記インバータに接続され、前記永久磁石同期電動機の電動機電流を検出する電流センサと、前記電圧センサと前記電流センサの間に接続され、開放または閉鎖する第1の開放用接触器とを有する電気車制御装置において、前記電圧センサが検出した電動機電圧に基づいて電動機周波数を求める電動機周波数演算手段と、前記電動機周波数演算部が求めた電動機周波数と、受信した他の複数の永久磁石同期電動機について求められた複数の電動機周波数の平均値と、の差を求め、この求めた差に基づいて前記電圧センサが故障していると判定する故障判定手段と、前記故障判定手段から前記電圧センサが故障しているとの判定結果を受けると、前記第1の開放用接触器を開放させる開放用接触器動作判定手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, 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, and via the permanent magnet synchronous motor and the voltage sensor are connected, an inverter for converting the power of the direct current or alternating current to direct current or alternating current, is connected to the inverter, a current sensor for detecting a motor current of the permanent magnet synchronous motor, connected between said current sensor and the voltage sensor And an electric vehicle control device having a first opening contactor that opens or closes, wherein an electric motor frequency calculating means that calculates an electric motor frequency based on an electric motor voltage detected by the voltage sensor, and the electric motor frequency calculating unit calculates The average frequency of the motors and the frequency of the motors required for the other permanent magnet synchronous motors received. And a failure determination means for determining that the voltage sensor has failed based on the determined difference, and receiving a determination result that the voltage sensor has failed from the failure determination means. And an opening contactor operation determining means for opening the first opening contactor .
本発明によれば、車両の機種に依存せず故障判定を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to make a failure determination without depending on the vehicle model.
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)
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実
施形態の電気車制御装置の制御ブロック図である。図2は、本発明の第1の実施形態の開
放用接触器の動作判定論理図である。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a control block diagram of the electric vehicle control apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is an operation determination logic diagram of the contactor for opening according to 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
Vu線とVv線上に電圧センサ2が接続され、各3相線上に開放用接触器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、開放用接触器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 opening contactor 3 is provided on each three-phase line,
A current sensor 2 is connected on Vu and Vw. The
And a voltage sensor 2, an opening contactor 3, and a 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とは反対側の直流入力側に接続されて
いる。
The
電圧センサ2、開放用接触器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 opening contactor 3, the current sensor 4, the
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13、電動機周波数演算部14、ゲートスタート・ストップ制御部15、故障
判定部20、AND論理部21、開放用接触器動作判定部22、が備えられている。
In the
トルクパターン生成部11は、ベクトル制御12と接続されている。
The torque
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、電流センサ4、フィルタコンデンサ6と接続されている。
The
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、ベクトル制御部12、
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 includes an
A gate start /
電動機周波数14は、電圧センサ2、伝送線7、故障判定部20と接続されている。
The
ゲートスタート・ストップ制御部15は、PWMゲートパルス生成ゲートロジック部13
、AND論理部21と接続されている。
The gate start /
Are connected to the AND
故障判定部20は、伝送線7、電動機周波数演算部14、AND論理部21、開放用接触
器動作判定部22と接続されている。
The
AND論理部21は、ゲートスタート・ストップ制御部15、故障判定部20、運転指令
と接続されている。
The AND
開放用接触器動作判定部22は、開放用接触器3、故障判定部20、運転指令に接続され
ている。
The contactor operation determining unit for opening 22 is connected to the contactor for opening 3, the
(基本作用)
トルクパターン生成部11は、運転指令、応荷重指令、ブレーキ力指令を入力として、ト
ルク指令である“TrqRef”を出力する。
(Basic action)
The torque
ベクトル制御部12は、“TrqRef”、電流センサ4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。
PWMゲートパルス生成ゲートロジック部13は、“VuRef”、“VvRef”、“
VwRef”、およびゲートスタート・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(GST)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(PuLse 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、”VuINV
”、”VvINV”、”VwINV”を出力しない。
The PWM gate pulse generation gate logic unit 13 includes “VuRef”, “VvRef”, “
VwRef ”and the gate start / stop signal (GST) output from the gate start /
“,” “VvINV” and “VwINV” are not output.
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
第1の開放用接触器3を通して、永久磁石同期電動機1を回転させる。
The
It converts into the alternating voltage Vu, Vv, Vw of a phase, and outputs it. This AC voltage rotates the permanent
電動機周波数演算部14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、故障判定部20および伝送線7へ出力する。なお、電動機周波数演算部14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
電動機周波数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、Vvw(VW間電圧)もしくはVwu(WU間電圧)を用いても良い。
The motor
Motor frequency ωmot as input
Is output to the
(発明作用)
故障判定手段として作用する故障判定部20は、伝送線7により伝送される複数台の他の
永久磁石同期電動機1(図示しない)の電動機周波数“ωmot1”、“ωmot2”、
“ωmot3”、
および、図1に示すような永久磁石同期電動機1の電動機周波数演算部14より求めた電
動機周波数“ωmot”を入力とし、複数台の他機の電動機周波数“ωmot1”、“ω
mot2”、“ωmot3”の平均値を求め、この平均値と自機の電動機周波数“ωmo
t”の差をとり、その差と所定値である基準周波数を比較する。比較結果が、
|(ωmot1+ωmot2+ωmot3)/3 − ωmot| > 基準周波数差
である場合、故障と判定し“L”をAND論理部21と開放用接触器動作判定部22へ出
力する。また、比較結果が、
|(ωmot1+ωmot2+ωmot3)/3 − ωmot| ≦ 基準周波数差
である場合、正常と判定し“H”をAND論理部21と開放用接触器動作判定部22へ出
力する。
(Invention action)
The
“Ωmot3”,
The motor frequency “ωmot” obtained from the motor
The average value of “mot2” and “ωmot3” is obtained, and this average value and the motor frequency “ωmo” of the own machine
The difference of t ″ is taken, and the difference is compared with a reference frequency which is a predetermined value.
| (Ωmot1 + ωmot2 + ωmot3) / 3−ωmot |> If the difference is the reference frequency, it is determined as a failure, and “L” is output to the AND
| (Ωmot1 + ωmot2 + ωmot3) / 3−ωmot | ≦ reference frequency difference, it is determined as normal and “H” is output to the AND
運転指令は、運転指令ありの場合“H”、なしの場合“L”を開放用接触器動作判定部2
2とAND論理部21へ出力する。開放用接触器動作判定部22は、開放用接触器3の制
御を行う開放用接触器動作判定手段の作用を有する。
The operation command is “H” when there is an operation command, and “L” when there is no operation command.
2 and output to the AND
(開放用接触器を閉鎖する場合)
以下に、開放用接触器3を閉鎖する場合について説明する。
(When closing the contactor for opening)
Below, the case where the contactor 3 for opening is closed is demonstrated.
AND論理部21は、運転指令の出力信号が“H”の場合でかつ、故障判定部20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と開放用接触器動作判定部
22へ信号“H”を出力する。AND論理部21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15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
また、開放用接触器動作判定部22は、運転指令と故障判定部20の出力信号“H”を入
力とし、投入開放信号“MKon=閉鎖”を出力して開放用接触器3を閉鎖する。一旦運
転指令があり、開放用接触器3を投入した後は、運転指令がなしでも開放用接触器3を投
入したままとする。すなわち、運転指令あり/なしが繰り返されても故障なし(正常)の
場合は、投入開放信号“MKon=閉鎖”を出力して第1の開放用接触器3は投入したま
まとする。
When the output signal of the operation command is “H” and the output signal of the
第1の開放用接触器3が閉鎖すると、PWMゲートパルス生成ゲートロジック部13から
の信号を受け取ったインバータ5からの交流電流が流れるため、永久磁石同期電動機1は
起動可能な状態となる。
When the first opening contactor 3 is closed, an alternating current from the
(開放用接触器を開放する場合)
次に、開放用接触器3を開放する場合について説明する。
(When opening the contactor for opening)
Next, a case where the opening contactor 3 is opened will be described.
AND論理部21は、運転指令の出力信号が“H”と故障判定部20の出力信号が“H”
が満たされない場合に、ゲートスタート・ストップ制御部15へ信号“L”を出力する。
すなわち、運転指令の出力信号が“H”でも故障判定部20の出力信号が“L”の場合は
、AND理論部21は、“L”をゲートスタート・ストップ制御部15へ出力する。AN
D論理部21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
、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13へ出力する
また、開放用接触器動作判定部22は、運転指令と故障判定部20の出力信号“L”が入
力される。このとき、開放用接触器動作判定部22は、運転指令の出力信号あり“H”、
または出力信号なし“L”に関わらず、故障判定部20の出力信号が“L”(故障あり)
の場合、投入開放信号“MKoff=開放”を出力し、開放用接触器3を開放する。
In the AND
Is not satisfied, a signal “L” is output to the gate start /
That is, when the output signal of the operation command is “H”, but the output signal of the
Upon receiving the “L” output signal from the
Or, the output signal of the
In this case, the closing / opening signal “MKoff = open” is output, and the opening contactor 3 is opened.
このように、開放用接触器3が開放状態になった場合、PWMゲートパルス生成ゲートロ
ジック部13へも“L”が入力されているため、PWMゲートパルス生成ゲートロジック
部13からインバータ5への出力信号も停止され、永久磁石動機電動機も起動不可能な状
態となる。
Thus, when the contactor 3 for opening is in an open state, “L” is also input to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13, and therefore, the PWM gate pulse generation gate logic unit 13 is connected to the
なお、基準周波数差は、電圧センサ2でのオフセットやノイズ等により電動機周波数演算
部14での電動機周波数“ωmot”の誤差を考慮して、0Hz以上の設定値としてもよ
い。また、電動機周波数演算部14は、電圧センサ2より得られた電動機電圧Vuv(U
V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。また、本実施形態で
は複数台の他機の電動機周波数を“ωmot1”、“ωmot2”、“ωmot3”の3
台としたが複数台であれば3台に拘るものではない。このような第1の開放用接触器3の
動作判定を行う論理図を図2に示す。
The reference frequency difference may be a set value of 0 Hz or more in consideration of an error of the motor frequency “ωmot” in the motor
The motor speed “Vmot” calculated by the voltage between V) is obtained. As the motor voltage obtained by the voltage sensor 2, V
You may use vw (voltage between VW) or Vwu (voltage between WU). In this embodiment, the motor frequencies of a plurality of other machines are set to 3 of “ωmot1”, “ωmot2”, and “ωmot3”.
Although there are multiple units, the number of units is not limited to three. A logic diagram for determining the operation of the first contactor 3 for opening is shown in FIG.
(効果)
このような構成の電気車制御装置において、図3で示すように、運転台のモニタ装置に速
度などを表示する目的で先頭車両(車体18a、18b)の車軸に取り付けられている速
度センサ19a、19bからの速度情報を伝送線7を介して制御ユニット10、10a、
10b、10cに入力する必要がない。このように外部装置からの速度情報を必要としな
いため、図4で示すように、制御ユニット10.10a、10b、10cにて自機制御ユ
ニットで演算した電動機周波数“ωmot”を伝送線7を介して他機制御ユニットに伝送
し、各々の制御ユニット内で自機制御ユニットで演算した電動機周波数“ωmot”と、
伝送線7を介して入力される他機制御ユニットの電動機周波数“ωmot1”、“ωmo
t2”、“ωmot3”とを故障判定部20で比較することで、故障判定が可能となる。
これにより、モニタ装置やATO装置などの外部装置との接続なしに電圧センサ2の故障
の判定を行うことが可能である。
(effect)
In the electric vehicle control apparatus having such a configuration, as shown in FIG. 3, a
There is no need to input to 10b and 10c. Since speed information from an external device is not required in this way, as shown in FIG. 4, the motor frequency “ωmot” calculated by the own control unit in the control units 10.10a, 10b, and 10c is transmitted through the
Motor frequency “ωmot1”, “ωmo” of the other unit control unit input via the
The
Thereby, it is possible to determine the failure of the voltage sensor 2 without connection to an external device such as a monitor device or an ATO device.
本実施形態では、電圧センサの故障を検知し、インバータオフするとともに開放用接触器
を開放することにより、インバータと故障した電圧センサの間を切り離すことができる。
また、開放用接触器を開放することにより、電動機が高速で回転している場合、電動機が
発生する誘起電圧からインバータを保護することができる。
In the present embodiment, the inverter and the failed voltage sensor can be disconnected by detecting the failure of the voltage sensor, turning off the inverter, and opening the contactor for opening.
Further, by opening the contactor for opening, when the electric motor is rotating at high speed, the inverter can be protected from the induced voltage generated by the electric motor.
そのため、車両の種類や設備装置に依存せずに故障判定手段を実行できるとともに、故障
判定手段によって装置の信頼性を向上させることができる。
Therefore, the failure determination unit can be executed without depending on the type of vehicle or the equipment, and the reliability of the device can be improved by the failure determination unit.
(第2の実施形態)(2台の開放用接触器、故障時は第2の開放用接触器を開放)
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5は、本発明の
第2の実施形態を示す電気車制御装置の制御ブロック図である。図6は、本発明の第2の
実施形態の開放用接触器の第1の動作判定論理図である。図7は、本発明の第2の実施形
態の開放用接触器の第2の動作判定論理図である。尚、図1乃至図4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) (Two open contactors, open second open contactor in case of failure)
A second embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 is a control block diagram of the electric vehicle control device showing the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a first operation determination logic diagram of the contactor for opening according to the second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a second operation determination logic diagram of the contactor for opening according to the second embodiment of the present invention. In addition, about the thing which has the same structure as FIG. 1 thru | or FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態は第1の実施形態とは、第2の開放用接触器23が電圧センサ2と永久磁石同
期電動機1の間に接続されている点と、開放用接触器動作判定部22が投入開放信号“M
K1off”を第1の開放用接触器に、“MK2off”を第2の開放用接触器23に出
力する構成として点と、第1の開放用接触器3の投入開放のアンサ信号“MK1ans”
を開放用接触器動作判定部22と接続されている点が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 the second opening contactor 23 is connected between the voltage sensor 2 and the permanent
The configuration is such that “K1off” is output to the first opening contactor and “MK2off” is output to the second opening contactor 23, and the opening / closing answer signal “MK1ans” of the first opening contactor 3 is output.
Is different from the contactor
(構成)
図5で示すように、第2の開放用接触器23は、開放用接触器動作判定部22と接続され
ている。また、第1の開放用接触器3の投入開放アンサ信号“MK1ans”は、開放用
接触器動作判定部22と接続されている。
(Constitution)
As shown in FIG. 5, the second opening contactor 23 is connected to the opening contactor
(発明作用)
(開放用接触器を閉鎖する場合)
以下に、開放用接触器3を閉鎖する場合について説明する。AND論理部21は、運転
指令の出力信号が“H”の場合でかつ、故障判定部20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。AND論理部21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15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
また、開放用接触器動作判定部22は、運転指令と故障判定部20の出力信号“H”を入
力とした場合、第1の投入開放信号“MK1off=閉鎖”、第2の投入開放信号”MK
2off=閉鎖”を出力し、第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23を閉鎖する
。このように一旦運転指令があり、第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23を投
入した後は、運転指令なしでも第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23を投入し
たままとする。すなわち、運転指令あり/なしが繰り返されても故障なし(正常)の場合
は、投入開放信号“MK1off=閉鎖”と”MK2off=閉鎖”を第1の開放用接触
器3と第2の開放用接触器23に出力し、第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器2
3は閉鎖したままとなる。
(Invention action)
(When closing the contactor for opening)
Below, the case where the contactor 3 for opening is closed is demonstrated. The AND
The gate start /
2off = closed "is output, and the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23 are closed. In this way, there is once an operation command, and the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23 are closed. After the opening contactor 23 is turned on, the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23 are kept turned on even without the operation command, that is, with / without the operation command repeated. If there is no failure (normal), the closing / opening signals “MK1off = closed” and “MK2off = closed” are output to the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23, and the first opening is performed. Contactor 3 and second contactor 2 for opening
3 remains closed.
第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23が閉鎖すると、PWMゲートパルス生成
ゲートロジック部13からの信号を受け取ったインバータ5からの交流電流が流れるため
、永久磁石同期電動機1は起動可能な状態となる。
When the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23 are closed, an alternating current from the
(開放用接触器を開放する場合)
次に、開放用接触器3を開放する場合について説明する。AND論理部21は、運転指令
の出力信号が“H”と故障判定部20の出力信号が“H”が満たされない場合に、ゲート
スタート・ストップ制御部15へ信号“L”を出力する。すなわち、運転指令の出力信号
が“H”でも故障判定20の出力信号が“L”の場合は、“L”をゲートスタート・スト
ップ制御部15に出力する。AND論理部21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、出力信号ゲートスタート・ストップ信号=“L”をP
WMゲートパルス生成ゲートロジック部13へ出力する
また、開放用接触器動作判定部22は、運転指令と故障判定部20の出力信号“L”が入
力される。開放用接触器動作判定部22は、運転指令の出力信号あり“H”または、出力
信号なし“L”に関わらず、故障判定部20の出力信号が“L”(故障あり)の場合、第
1の投入開放信号“MK1off=開放”を第1の開放用接触器3へ出力し、第1の開放
用接触器3を開放するとともに、第2の投入信号”MK2off=閉鎖”を第2の開放用
接触器23へ出力し、第2の開放用接触器23は閉鎖したままとする。
(When opening the contactor for opening)
Next, a case where the opening contactor 3 is opened will be described. The AND
The operation signal and the output signal “L” of the
このように、第1の開放用接触器3が開放状態になった場合、PWMゲートパルス生成ゲ
ートロジック部13へも“L”が入力されているため、PWMゲートパルス生成ゲートロ
ジック部13からインバータ5への出力信号も停止され、永久磁石動機電動機も起動不可
能な状態となる。このような第1の開放用接触器3の動作判定を行う論理図を図6に示す
。
Thus, when the first open contactor 3 is in the open state, since “L” is also input to the PWM gate pulse generation gate logic unit 13, the PWM gate pulse generation gate logic unit 13 outputs an inverter. The output signal to 5 is also stopped, and the permanent magnet motor is incapable of starting. A logic diagram for determining the operation of the first contactor 3 for opening is shown in FIG.
(第1の開放用接触器が固渋した場合)
また次に、故障判定部20の出力信号が“L”の場合で、第1の開放用接触器3を開放、
第2の開放用接触器23を閉鎖しようとするが、第1の開放用接触器3が固渋して開放で
きなくなってしまった場合について説明する。
(When the first contactor for opening is stiff)
Next, when the output signal of the
A case will be described in which the second opening contactor 23 is going to be closed, but the first opening contactor 3 is stuck and cannot be opened.
第1の開放用接触器3が固渋すると、第1の開放用接触器3は閉鎖されたままの状態にな
る。そのため、第1の開放用接触器3から、第1の開放用接触器3が閉鎖状態を示す投入
開放アンサ信号“MK1ans=閉鎖”が、開放用接触器動作判定部22に入力される。
つまり、開放用接触器動作判定部22は、第1の開放用接触器3に第1の投入開放信号“
MK1off=開放”を出力しているにもかかわらず、第1の開放用接触器3からは投入
開放アンサ信号“MK1ans=H”(投入状態)が開放用接触器動作判定部22へ入力
される。
When the first opening contactor 3 is astringent, the first opening contactor 3 remains closed. Therefore, from the first opening contactor 3, a closing / opening answer signal “MK1ans = closed” indicating that the first opening contactor 3 is closed is input to the opening contactor
In other words, the opening contactor
Despite outputting “MK1off = open”, the first open contactor 3 inputs the open / close answer signal “MK1ans = H” (closed state) to the open contactor
このような第1の開放用接触器3が開放できず固渋したものと判定された場合、開放用接
触器動作判定部22は第2の開放用接触器23へ第2の投入開放信号“MK2off=開
放”を出力する。第2の投入開放信号“MK2off=開放”を受けた第2の開放用接触
器23は開放される。このような第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23の動作
判定の論理図を図7に示す。また、開放用接触器動作判定部22が、第1の開放用接触器
3の投入開放アンサ信号“MK1ans”を検知するまでの遅れを考慮して、検知ディレ
イ機能を取り入れている。
When it is determined that the first opening contactor 3 cannot be opened and it is determined that the first opening contactor 3 has become hard, the opening contactor
また、電動機周波数演算部14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
電動機周波数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、Vvw(VW間電圧)もしくはVwu(WU間電圧)を用いても良い。また、本実施形態では複数台の他機の電動機周波数をωmot1、ωmot2、ωmot3の3台としたが複数台であれば3台に拘るものではない。
In addition, the motor
Although the motor frequency ωmot is obtained, Vvw (voltage between VW) or Vwu (voltage between WU) may be used as the motor voltage obtained by the voltage sensor 2. Further, in the present embodiment, the motor frequency of a plurality of other machines is set to three units of ωmot1, ωmot2, and ωmot3.
(効果)
このような構成の電気車制御装置において、第1の実施形態の効果に加えて本実施形態で
は、第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23の間に電圧センサ2を取り付けるこ
とによって、制御装置が回路内での故障を検知した場合、インバータ5を停止するととも
に第1の開放用接触器3のみ開放し、第2の開放用接触器23は閉鎖したままとする。そ
のため、第1の開放用接触器3より永久磁石同期電動機1側に取り付けられた電圧センサ
2は、第1の開放用接触器3が開放状態でも電動機電圧を検出することが可能となる。こ
のとき、第1の開放用接触器3は開放しているのでインバータ5と永久磁石同期電動機1
は切り離されており、永久磁石同期電動機1が高速で回転している場合、永久磁石同期電
動機1が発生する誘起電圧からインバータを保護することができる。
(effect)
In the electric vehicle control apparatus having such a configuration, in addition to the effects of the first embodiment, in this embodiment, the voltage sensor 2 is provided between the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23. When the controller detects a failure in the circuit, the
Are separated, and when the permanent
また、制御装置が回路内の故障を検知し、インバータ5を停止しようとしたが、第1の開
放用接触器3が固渋し開放できない場合、第2の開放用接触器23を開放することにより
、インバータ5と永久磁石同期電動機1を切り離すことが可能となる。
In addition, when the control device detects a failure in the circuit and tries to stop the
つまり、第1の開放用接触器3と第2の開放用接触器23を備えることにより、故障時に
確実にインバータ5から永久磁石同期電動機1を開放することができ、永久磁石同期電動
機1が高速で回転している場合、電動機が発生する誘起電圧からインバータを保護するこ
とよって装置の信頼性を向上させることが可能となる。
That is, by providing the first opening contactor 3 and the second opening contactor 23, the permanent
1 永久磁石同期電動機
2 電圧センサ
3 第1の開放用接触器
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
9 外部装置(モニタ)
10 制御ユニット
10a 制御ユニット
10b 制御ユニット
10c 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
18 車体
19 車輪
20 故障判定部
21 AND論理部
22 開放用接触器動作判定部
23 第2の開放用接触器
1 Permanent magnet synchronous motor 2 Voltage sensor 3 First open contactor 4
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記電圧センサが検出した電動機電圧に基づいて電動機周波数を求める電動機周波数演算手段と、
前記電動機周波数演算部が求めた電動機周波数と、受信した他の複数の永久磁石同期電動機について求められた複数の電動機周波数の平均値と、の差を求め、この求めた差に基づいて前記電圧センサが故障していると判定する故障判定手段と、
前記故障判定手段から前記電圧センサが故障しているとの判定結果を受けると、前記第1の開放用接触器を開放させる開放用接触器動作判定手段と
を有することを特徴とする電気車制御装置。 A permanent magnet synchronous motor, is connected to the permanent magnet synchronous motor, wherein a voltage sensor for detecting a motor voltage of a permanent magnet synchronous motor is connected via the voltage sensor and the permanent magnet synchronous motor, DC or AC power an inverter for converting a DC or AC, connected to said inverter, a current sensor for detecting a motor current of the permanent magnet synchronous motor, which is connected between the voltage sensor the current sensor, the first to open or close in the electric vehicle control device having a open for contactor,
Motor frequency calculating means for determining a motor frequency based on the motor voltage detected by the voltage sensor;
The difference between the motor frequency obtained by the motor frequency calculation unit and the average value of the plurality of motor frequencies obtained for the other plurality of received permanent magnet synchronous motors is obtained, and the voltage sensor is based on the obtained difference. Failure determination means for determining that the device is malfunctioning;
An electric vehicle control comprising: an opening contactor operation determining means for opening the first opening contactor when receiving a determination result that the voltage sensor has failed from the failure determining means. apparatus.
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