JP6058150B2 - 電気車の電力変換装置および電力変換装置の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。電力変換装置1は、電気車に備えられ、車輪を駆動する電動機11に対し電力を出力する。電力変換装置1は、入力された電力を変換して出力する電力変換器2、電動機11の角速度を演算する速度演算部3、電動機11の角加速度を演算する加速度演算部4、電動機11の角加速度の絶対値を演算する絶対値演算部5、電動機11の角加速度の絶対値に基づき電動機11の異常を検出する異常検出部6、および電動機11の異常が検出された場合に電力変換器2を停止する停止部7を備える。
図5は、本発明の実施の形態2に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る電力変換装置1は、電動機11a、11bを駆動する。電動機の数は2以上の任意の値である。電動機11a、11bの回転軸にはそれぞれ、PG12a、12bが取り付けられている。実施の形態2に係る電力変換装置1は、定めた時間内において電動機11a、11bの角加速度のばらつきが定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、PG12a、12bの内、少なくともいずれかに異常が生じていることを検出する。図5の例では、加速度のばらつきを示す値として、電動機11a、11bのそれぞれの角加速度の絶対値と、電動機11a、11bの角加速度の絶対値の最小値との差を用いる。
図9は、本発明の実施の形態3に係る電力変換装置の構成例を示すブロック図である。実施の形態2に係る電力変換装置1と同様に、実施の形態3に係る電力変換装置1は、電動機11a、11bを駆動する。電動機の数は2以上の任意の値である。実施の形態3に係る電力変換装置1は、実施の形態2に係る電力変換装置1が備える加速度差演算部8の代わりに平均値演算部9を備える。その他の構成は実施の形態2と同様である。実施の形態3に係る電力変換装置1は、電動機11a、11bの角速度の平均値が定めた範囲内にある場合に、PG12a、12bの異常検出を行う。定めた範囲は任意に決めることができ、例えばPG12a、12bが正常に動作している際の電動機11の角速度の平均値が取り得る値の範囲に比べて十分に広い範囲を定めた範囲とする。実施の形態1、2と異なる、実施の形態3に係る電力変換装置1の動作について説明する。
本発明の実施の形態4に係る電力変換装置1の構成は、図1に示す実施の形態1に係る電力変換装置1の構成と同様である。ただし、異常検出部6には、電気車における運転指令が入力される。実施の形態4に係る電力変換装置1は、運転指令に力行指令または惰行指令が入力されている場合であって、定めた時間内において、電動機11の角加速度が定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、PG12に異常が生じていることを検出する。実施の形態1ないし3と異なる、実施の形態4に係る電力変換装置1の動作について説明する。
Claims (6)
- 入力された電力を変換し、複数の電動機を駆動する電力を出力する電気車の電力変換装置であって、
前記電動機のそれぞれの回転に応じた信号を出力する複数の速度センサから取得した信号に基づき、前記電動機のそれぞれの角速度を演算する速度演算部と、
前記電動機のそれぞれの角加速度を演算する加速度演算部と、
前記複数の電動機の角速度の平均値を演算する平均値演算部と、
前記平均値演算部の演算結果が定めた範囲内である場合であって、定めた時間内において、前記電動機のそれぞれの角加速度に基づく値が定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、前記複数の速度センサの内、少なくともいずれかに異常が生じていることを検出する異常検出部と、
を備える電気車の電力変換装置。 - 前記異常検出部は、前記平均値演算部の演算結果が定めた範囲内である場合であって、定めた時間内において、前記複数の電動機の内、少なくともいずれかの電動機の角加速度が定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、前記複数の速度センサの内、少なくともいずれかに異常が生じていることを検出する請求項1に記載の電気車の電力変換装置。
- 前記異常検出部は、前記平均値演算部の演算結果が定めた範囲内である場合であって、定めた時間内において、前記複数の電動機の角加速度のばらつきが定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、前記複数の速度センサの内、少なくともいずれかに異常が生じていることを検出する、
請求項1に記載の電気車の電力変換装置。 - 前記電動機のそれぞれの角加速度の絶対値と前記複数の電動機の角加速度の絶対値の最小値との差を演算する加速度差演算部をさらに備え、
前記異常検出部は、前記平均値演算部の演算結果が定めた範囲内である場合であって、定めた時間内において、前記加速度差演算部の演算結果の内、少なくともいずれかの値が定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、前記複数の速度センサの内、少なくともいずれかに異常が生じていることを検出する請求項3に記載の電気車の電力変換装置。 - 前記異常検出部は、電気車における運転指令を取得し、前記運転指令に力行指令または惰行指令が入力されており、かつ、前記平均値演算部の演算結果が定めた範囲内である場合であって、定めた時間内において、前記複数の電動機の内、少なくともいずれかの電動機の角加速度が定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、前記速度センサに異常が生じていることを検出する請求項1に記載の電気車の電力変換装置。
- 入力された電力を変換し、複数の電動機を駆動する電力を出力する電力変換装置の制御方法であって、
前記電動機のそれぞれの回転に応じた信号を出力する複数の速度センサから取得した信号に基づき、前記電動機のそれぞれの角速度を演算する速度演算ステップと、
前記電動機のそれぞれの角加速度を演算する加速度演算ステップと、
前記複数の電動機の角速度の平均値を演算する平均値演算ステップと、
前記平均値演算ステップの演算結果が定めた範囲内である場合であって、定めた時間内において、前記電動機のそれぞれの角加速度に基づく値が定めた範囲を超えた回数が閾値以上である場合に、前記複数の速度センサの内、少なくともいずれかに異常が生じていることを検出する異常検出ステップと、
を備える電力変換装置の制御方法。
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