JP5545709B2 - 鉄道車両の駆動システム - Google Patents
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
2 発電機
3 コンバータ装置
4 インバータ装置
5 電動機
6 減速機
7 輪軸
8 蓄電装置
9 システム統括制御部
10a、b 速度検出器
11 運転台
12 エンジン
13 エンジン制御装置
14 コンバータ主回路
15 インバータ主回路
16a,c−h,j 電流検出器
17a、b フィルタコンデンサ
18a、 抵抗器
19a, 電圧検出器
20a,b 速度演算部
21a,b 電流指令生成部
22a,b PWM制御部
23 エネルギー管理制御部
24 補機電源用インバータ装置
25 変圧器
28−30 切替機能
31 力行制動判定部
32 バランス制御部
33 蓄電装置温度制御部
34 放電電流リミット用パターン発生機能
35 充電電流リミット用パターン発生器
36 最小蓄電量SOCリミット用パターン発生機能
37 低位優先機能
38 ヒステリシス付き比較機能
39 最大蓄電量SOCリミット用パターン発生機能
Claims (7)
- エンジンにより駆動される発電手段が発生する交流電力を直流電力に変換するコンバータ装置を有する直流電力発生手段と、
前記直流電力を交流電力に変換するインバータ装置と、
前記インバータ装置に駆動される鉄道車両用主電動機と、
前記インバータ装置と前記コンバータ装置を接続する直流部に接続され直流電力を充電および放電する機能を持つ蓄電手段と、
これらの各手段を統括的に制御するシステム統括制御手段とを備え、
前記蓄電手段に充放電される電流量、あるいは前記蓄電手段に蓄積される充電量が該蓄電手段に許容される許容値を超過しようとする時、前記充放電される電流量、あるいは前記蓄積される充電量が前記電流量あるいは充電量の許容値より小さく前記電流量あるいは充電量の大きさに対応して前記インバータ装置の出力を低減させる出力係数を出力するように構成された負帰還制御系の追従安定性より定まる前記出力係数の変化特性により前記電流量あるいは充電量の許容値との差分の大きさが決定された電流量あるいは充電量の所定値から前記電流量あるいは充電量の許容値に至る期間内に、前記インバータ装置に対し、前記超過を抑制するように前記電流量あるいは充電量の所定値における100%から少なくとも前記電流量あるいは充電量の許容値に達する以前に0%に変化して前記インバータ装置の出力を低減させる前記出力係数を出力するバランス制御機能を有すること
を特徴とする鉄道車両の駆動システム。 - 前記バランス制御機能は、力行時に前記蓄電手段の放電電流があらかじめ設定された放電電流許容最大値を超過しようとした場合、前記放電電流が放電側を負として前記放電電流許容最大値より大きく前記放電電流の大きさに対応して前記インバータ装置の力行出力を低減させるインバータ出力係数を発生させるシステムの追従性によって前記放電電流許容最大値との差分の大きさが定められた所定の放電電流値から前記放電電流許容最大値に至る期間内に、
前記インバータ装置に対して力行出力を低減するよう指令する前記所定の放電電流値における100%から少なくとも前記放電電流許容最大値に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数を出力する放電電流リミット用パターン発生機能を備えていることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の駆動システム。 - 前記バランス制御機能は、回生時に前記蓄電手段の充電電流があらかじめ設定された充電電流許容最大値を超過しようとした場合、前記充電電流許容最大値より小さく前記充電電流の大きさに対応して前記インバータ装置の回生出力を低減させるインバータ出力係数を発生させるシステムの追従性によって前記充電電流許容最大値との差分が定められた所定の充電電流値から前記充電電流許容最大値に至る期間内に、前記インバータ装置に対して回生出力を低減するよう指令する前記所定の充電電流値における100%から少なくとも前記充電電流許容最大値に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数を出力する充電電流リミット用パターン発生機能を備えていることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の駆動システム。
- 前記バランス制御機能は、力行時に前記蓄電手段の充電量があらかじめ設定された許容最小蓄電量以下になろうとした場合、前記充電量が前記許容最小蓄電量より大きく前記蓄電量の大きさに対応して前記インバータ装置の力行出力を低減させるインバータ出力係数を発生させるシステムの追従性によって前記許容最小蓄電量との差分が定められた所定の蓄電量から前記許容最小蓄電量に至る期間内に、前記インバータ装置に対して力行出力を低減するよう指令する前記所定の蓄電量における100%から少なくとも前記許容最小蓄電量に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数を出力する最小蓄電量リミット用パターン発生機能を備えていることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の駆動システム。
- 前記バランス制御機能は、回生時に前記蓄電手段の蓄電量があらかじめ設定された許容最大蓄電量を超えようとした場合、前記許容最大蓄電量より小さい所定の蓄電量を超えると、前記エンジンをエンジンブレーキ動作とし、前記コンバータ装置に対して、前記発電手段を駆動する電動動作になるよう制御し、前記直流部から電力をとり消費することにより、前記蓄電手段への充電を抑制、または前記蓄電手段からの放電を促し、蓄電量が前記許容最大蓄電量を超えることを抑制する機能を備えていることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の駆動システム。
- 前記バランス制御機能は、
力行時に前記蓄電手段の放電電流があらかじめ設定された放電電流許容最大値を超過しようとした場合、前記放電電流が放電側を負として前記放電電流許容最大値より大きい前記所定の放電電流値から前記放電電流許容最大値に至る期間内に、前記インバータ装置に対して力行出力を低減するよう指令する前記所定の放電電流値における100%から少なくとも前記放電電流許容最大値に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数を出力すると共に、
力行時に前記蓄電手段の充電量があらかじめ設定された許容最小蓄電量以下になろうとした場合、前記充電量が前記許容最小蓄電量より大きい前記所定の蓄電量から前記許容最小蓄電量に至る期間内に、前記インバータ装置に対して力行出力を低減するよう指令する前記所定の蓄電量における100%から少なくとも前記許容最小蓄電量に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数を出力し、
インバータ装置に対して力行出力を低減するよう指令する際に、前記所定の放電電流値における100%から少なくとも前記放電電流許容最大値に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数と前記所定の蓄電量における100%から少なくとも前記許容最小蓄電量に達する以前に0%に変化する前記インバータ出力係数を入力し、
その指令値がインバータ装置出力をより小さく指令するインバータ出力係数を優先することを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の駆動システム。 - 前記バランス制御機能は、車両の走行に対応して前記蓄電手段の充電状態を制御するエネルギー管理制御に対して優先的に指令されることを特徴とする請求項1に記載の鉄道車両の駆動システム。
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