JPH0522805A - 電気車の運転制御装置 - Google Patents
電気車の運転制御装置Info
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- JPH0522805A JPH0522805A JP16592291A JP16592291A JPH0522805A JP H0522805 A JPH0522805 A JP H0522805A JP 16592291 A JP16592291 A JP 16592291A JP 16592291 A JP16592291 A JP 16592291A JP H0522805 A JPH0522805 A JP H0522805A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、予め設定された速度パタ―ンに従
って電流指令を出力するＡＴＯ装置と、このＡＴＯ装置
の電流指令により電気車の主電動機の回転制御を行う電
動機制御装置と、前記電気車の実速度と前記電動機によ
り駆動される動輪の回転により得られる速度とを比較し
て前記動輪の空転／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流
指令値を補正する電流指令補正部とを具備してなるもの
である。 【効果】 電気車の実速度と、電動機により駆動される
動輪の回転により得られる速度とを比較して、動輪の空
転／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流指令値を補正す
ることにより、空転／滑走が発生した場合にもＡＴＯ装
置の速度パタ―ンを変更することなく粘着力を回復でき
る。
って電流指令を出力するＡＴＯ装置と、このＡＴＯ装置
の電流指令により電気車の主電動機の回転制御を行う電
動機制御装置と、前記電気車の実速度と前記電動機によ
り駆動される動輪の回転により得られる速度とを比較し
て前記動輪の空転／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流
指令値を補正する電流指令補正部とを具備してなるもの
である。 【効果】 電気車の実速度と、電動機により駆動される
動輪の回転により得られる速度とを比較して、動輪の空
転／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流指令値を補正す
ることにより、空転／滑走が発生した場合にもＡＴＯ装
置の速度パタ―ンを変更することなく粘着力を回復でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は動輪の空転／滑走を抑え
る様にした電気車の運転制御装置に関する。
る様にした電気車の運転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気車は、車輪に電動機で回転力（トル
ク）を与えて、この車輪とレ―ルとの間の粘着力（摩擦
力）により回転力を推進力として用いて車両を推進す
る。１個の車輪の粘着力ＦADは、粘着係数をμ、その車
輪にかかる重量（軸重）をＷとすると ＦAD＝μＷ （１） となる。回転力ＦTHが粘着力を上回ると、余剰の回転力
△ＦTH（＝ＦTH−ＦAD）により車輪が車体速度以上に加
速されレ―ル上を空回りして、推進力の伝達が著しく低
下する。この現象は駆動時に発生し、「空転」とよぶ。
制動時には、制動力ＦBRが粘着力を上回ると、余剰の制
動力△ＦBR（＝ＦBR＝ＦAD）により車輪が車体速度以下
に減速され、車輪がレ―ル上をすべり、やはり制動力の
伝達が著しく低下する。これを「滑走」とよぶ。以下本
発明では空転に関して説明を行うが、滑走についても全
く同様のことが成り立つので説明を省略する。なお、上
記の電動機に連結された車輪を動輪とよび、連結されて
いないものを従輪と呼ぶ。空転は上記のとおり回転力が
粘着力を上回ると発生するのであるが、粘着力が回転力
を下回る場合も同様である。
ク）を与えて、この車輪とレ―ルとの間の粘着力（摩擦
力）により回転力を推進力として用いて車両を推進す
る。１個の車輪の粘着力ＦADは、粘着係数をμ、その車
輪にかかる重量（軸重）をＷとすると ＦAD＝μＷ （１） となる。回転力ＦTHが粘着力を上回ると、余剰の回転力
△ＦTH（＝ＦTH−ＦAD）により車輪が車体速度以上に加
速されレ―ル上を空回りして、推進力の伝達が著しく低
下する。この現象は駆動時に発生し、「空転」とよぶ。
制動時には、制動力ＦBRが粘着力を上回ると、余剰の制
動力△ＦBR（＝ＦBR＝ＦAD）により車輪が車体速度以下
に減速され、車輪がレ―ル上をすべり、やはり制動力の
伝達が著しく低下する。これを「滑走」とよぶ。以下本
発明では空転に関して説明を行うが、滑走についても全
く同様のことが成り立つので説明を省略する。なお、上
記の電動機に連結された車輪を動輪とよび、連結されて
いないものを従輪と呼ぶ。空転は上記のとおり回転力が
粘着力を上回ると発生するのであるが、粘着力が回転力
を下回る場合も同様である。
【０００３】空転が発生するとまず第一に駆動力の円滑
な伝達が行われなくなるが、この他動輪踏面の剥離、軸
受けの焼損、レ―ルの疲労・摩滅などの副次的問題も生
じる。そこでなるべく空転しないように駆動制御する必
要がある。そのための最も簡単な対策の一つは、各動輪
があまり大きなトルクを発生せぬよう動輪に連結された
電動機を駆動制御する方法である。しかしこの方法では
車両を牽引するのに十分なトルクを得るのに多数の電動
機ないしは動輪を必要とし、コストの上昇をまねく。し
たがって空転を起こさぬ範囲でなるべく大きなトルクを
発生して駆動制御することが望ましい。
な伝達が行われなくなるが、この他動輪踏面の剥離、軸
受けの焼損、レ―ルの疲労・摩滅などの副次的問題も生
じる。そこでなるべく空転しないように駆動制御する必
要がある。そのための最も簡単な対策の一つは、各動輪
があまり大きなトルクを発生せぬよう動輪に連結された
電動機を駆動制御する方法である。しかしこの方法では
車両を牽引するのに十分なトルクを得るのに多数の電動
機ないしは動輪を必要とし、コストの上昇をまねく。し
たがって空転を起こさぬ範囲でなるべく大きなトルクを
発生して駆動制御することが望ましい。
【０００４】ここで、従来の制御例を示し、その問題点
を指摘する。図４はＡＴＯ装置により電流指令を計算
し、ＰＷＭインバ―タで誘導電動機を駆動する列車にお
ける電動機駆動制御装置のブロック図である。
を指摘する。図４はＡＴＯ装置により電流指令を計算
し、ＰＷＭインバ―タで誘導電動機を駆動する列車にお
ける電動機駆動制御装置のブロック図である。
【０００５】１は設定されたパタ―ンを追従する電流指
令を計算するためのＡＴＯ装置、３は実電流指令と検出
した実際の電動機電流を用い適当な制御理論に基づいて
すべり周波数指令を出力する電流制御器、４は電動機回
転周波数にすべり周波数指令を加算してインバ―タ周波
数指令を作る加算器、５はインバ―タ周波数指令に基づ
きＶ／Ｆ一定制御するＶ／Ｆ一定制御器、６はＶ／Ｆ一
定制御器の出力である電圧指令に基づきＰＷＭパルスを
発生するＰＷＭパルス発生器、７はＰＷＭパルス制御電
圧形インバ―タ、８は誘導電動機、９は電流検出器で検
出した電流は電流制御器３へフィ―ドバックされる。１
０は速度検出器で、検出した電動機速度はインバ―タ周
波数を作る加算器４へ送られる。
令を計算するためのＡＴＯ装置、３は実電流指令と検出
した実際の電動機電流を用い適当な制御理論に基づいて
すべり周波数指令を出力する電流制御器、４は電動機回
転周波数にすべり周波数指令を加算してインバ―タ周波
数指令を作る加算器、５はインバ―タ周波数指令に基づ
きＶ／Ｆ一定制御するＶ／Ｆ一定制御器、６はＶ／Ｆ一
定制御器の出力である電圧指令に基づきＰＷＭパルスを
発生するＰＷＭパルス発生器、７はＰＷＭパルス制御電
圧形インバ―タ、８は誘導電動機、９は電流検出器で検
出した電流は電流制御器３へフィ―ドバックされる。１
０は速度検出器で、検出した電動機速度はインバ―タ周
波数を作る加算器４へ送られる。
【０００６】この電動機駆動系で列車の運転をする場
合、空転／滑走を起こさなければ何等問題はない。ここ
では空転した後、再粘着制御させる制御を行う場合を考
える。この例では、電流制御系を構成しているが、電流
制御に関する速度フィ―ドバックがない。空転／滑走が
生じた場合、それは速度の急上昇、急減少として現れ
る。速度フィ―ドバックのない系では、何等かの方法で
空転を検出し、その空転の発生により、ＡＴＯ装置のパ
タ―ンを変更し、電流指令を減少させる制御を行わなけ
ればならない。
合、空転／滑走を起こさなければ何等問題はない。ここ
では空転した後、再粘着制御させる制御を行う場合を考
える。この例では、電流制御系を構成しているが、電流
制御に関する速度フィ―ドバックがない。空転／滑走が
生じた場合、それは速度の急上昇、急減少として現れ
る。速度フィ―ドバックのない系では、何等かの方法で
空転を検出し、その空転の発生により、ＡＴＯ装置のパ
タ―ンを変更し、電流指令を減少させる制御を行わなけ
ればならない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した様な従来の構
成では、空転が発生すると、その空転を抑制するために
は電流指令を絞ることが必要であり、ＡＴＯ装置では予
め定められた速度パタ―ンに追従するように電流指令の
計算を行うので、走行中に速度パタ―ンを変更する必要
があり、演算が複雑になり、制御に遅れを生じるという
問題点がある。
成では、空転が発生すると、その空転を抑制するために
は電流指令を絞ることが必要であり、ＡＴＯ装置では予
め定められた速度パタ―ンに追従するように電流指令の
計算を行うので、走行中に速度パタ―ンを変更する必要
があり、演算が複雑になり、制御に遅れを生じるという
問題点がある。
【０００８】本発明は、空転／滑走が発生した場合に
も、ＡＴＯ装置におけるパタ―ン変更を行わず、空転／
滑走の影響を駆動制御系により処理する電気車の運転制
御装置を提供することを目的とする。
も、ＡＴＯ装置におけるパタ―ン変更を行わず、空転／
滑走の影響を駆動制御系により処理する電気車の運転制
御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、予め設定され
た速度パタ―ンに従って電流指令を出力するＡＴＯ装置
と、このＡＴＯ装置の電流指令により電気車の主電動機
の回転制御を行う電動機制御装置と、前記電気車の実速
度と前記電動機により駆動される動輪の回転により得ら
れる速度とを比較して前記動輪の空転／滑走を検出し前
記ＡＴＯ装置の電流指令値を補正する電流指令補正部と
を具備してなるものである。
た速度パタ―ンに従って電流指令を出力するＡＴＯ装置
と、このＡＴＯ装置の電流指令により電気車の主電動機
の回転制御を行う電動機制御装置と、前記電気車の実速
度と前記電動機により駆動される動輪の回転により得ら
れる速度とを比較して前記動輪の空転／滑走を検出し前
記ＡＴＯ装置の電流指令値を補正する電流指令補正部と
を具備してなるものである。
【００１０】
【作用】本発明は、電気車の実速度と、電動機により駆
動される動輪の回転により得られる速度とを比較して、
動輪の空転／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流指令値
を補正することにより、空転／滑走が発生した場合にも
ＡＴＯ装置の速度パタ―ンを変更することなく粘着力を
回復できる。
動される動輪の回転により得られる速度とを比較して、
動輪の空転／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流指令値
を補正することにより、空転／滑走が発生した場合にも
ＡＴＯ装置の速度パタ―ンを変更することなく粘着力を
回復できる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００１２】図１は本発明の第１実施例に係わる電気車
の運転制御装置のブロック図である。本実施例は、動輪
が空転／滑走しているかを判断するために、従輪速度を
用いたものである。同図において、従来例の図４と同一
の構成要素には同一の記号を付し説明を省略する。
の運転制御装置のブロック図である。本実施例は、動輪
が空転／滑走しているかを判断するために、従輪速度を
用いたものである。同図において、従来例の図４と同一
の構成要素には同一の記号を付し説明を省略する。
【００１３】図１において１１は従輪、１２は従輪速度
を検出するための従輪速度検出器、１３は速度検出器１
０で検出した電動機速度、従輪速度検出器１２で検出し
た従輪速度から空転／滑走を抑制する電流指令補正信号
を計算するための電流指令補正器、２はＡＴＯ装置の出
力である電流指令から電流指令補正器１３の出力である
電流補正信号を減じるための減算器である。
を検出するための従輪速度検出器、１３は速度検出器１
０で検出した電動機速度、従輪速度検出器１２で検出し
た従輪速度から空転／滑走を抑制する電流指令補正信号
を計算するための電流指令補正器、２はＡＴＯ装置の出
力である電流指令から電流指令補正器１３の出力である
電流補正信号を減じるための減算器である。
【００１４】本実施例においてＡＴＯ装置１では速度検
出器１０により検出された電動機速度から現在の列車の
走行位置を算出する。その算出した走行位置からＡＴＯ
装置１に予め記憶されている目標速度パタ―ンから現在
の走行位置の速度に応じた電流指令の計算をその列車の
特性に応じて計算する。空転していない状態においては
電動機速度と従輪速度は一致するので、ＡＴＯ装置１の
出力である電流指令は減算器２において減じられること
なく実電流指令となる。空転が発生すると電動機速度は
急激に増加する。これに対して従輪速度は空転が発生し
ても増加することはない。そのため電動機速度と従輪速
度には偏差が生じる。この２つの速度を電流補正器１３
の入力となる。電流補正器１３では最初に電動機速度と
従輪速度の速度偏差を求め、次にこの計算した速度偏差
は空転量に比例することから、比例積分制御を行うこと
によりこの空転量に応じた電流補正信号を計算する。こ
の電流補正信号は減算器２によりＡＴＯ装置１の出力で
ある電流指令から減じられ、空転の抑制が計られる。本
実施例によればＡＴＯ装置では速度信号は速度パタ―ン
から電流指令を算出する際には必要とせず、距離信号の
補正のみ用いられる。そのためＡＴＯ装置１では空転／
滑走の有無により速度パタ―ンから電流指令を算出する
際の手法を変える必要はない。
出器１０により検出された電動機速度から現在の列車の
走行位置を算出する。その算出した走行位置からＡＴＯ
装置１に予め記憶されている目標速度パタ―ンから現在
の走行位置の速度に応じた電流指令の計算をその列車の
特性に応じて計算する。空転していない状態においては
電動機速度と従輪速度は一致するので、ＡＴＯ装置１の
出力である電流指令は減算器２において減じられること
なく実電流指令となる。空転が発生すると電動機速度は
急激に増加する。これに対して従輪速度は空転が発生し
ても増加することはない。そのため電動機速度と従輪速
度には偏差が生じる。この２つの速度を電流補正器１３
の入力となる。電流補正器１３では最初に電動機速度と
従輪速度の速度偏差を求め、次にこの計算した速度偏差
は空転量に比例することから、比例積分制御を行うこと
によりこの空転量に応じた電流補正信号を計算する。こ
の電流補正信号は減算器２によりＡＴＯ装置１の出力で
ある電流指令から減じられ、空転の抑制が計られる。本
実施例によればＡＴＯ装置では速度信号は速度パタ―ン
から電流指令を算出する際には必要とせず、距離信号の
補正のみ用いられる。そのためＡＴＯ装置１では空転／
滑走の有無により速度パタ―ンから電流指令を算出する
際の手法を変える必要はない。
【００１５】図２は本発明の第２の実施例に係わる電気
車の運転制御装置のブロック図である。同図において図
１と同一の構成要素には同一の記号を付し、説明を省略
する。本実施例の構成は、従輪速度の代わりに車体推定
速度を用いている点を除き、第１の実施例と代わりはな
い。車体推定速度は車体推定器１４で推定する。図３は
車体速度推定器のブロック図である。この車体速度推定
器１４では速度検出器１０で検出された電動機速度から
加速度検出器１４１により電動機加速度を計算し、計算
した電動機加速度をリミッタ１４２により所定範囲に制
限し、そのリミッタ１４２を経た加速度信号を積分器１
４３により積分することによって車体速度推定速度を算
出する。車体速度の推定方法としては他に様々な方法が
あるが、実用に供し得る方法で有れば如何なる方法でも
よい。
車の運転制御装置のブロック図である。同図において図
１と同一の構成要素には同一の記号を付し、説明を省略
する。本実施例の構成は、従輪速度の代わりに車体推定
速度を用いている点を除き、第１の実施例と代わりはな
い。車体推定速度は車体推定器１４で推定する。図３は
車体速度推定器のブロック図である。この車体速度推定
器１４では速度検出器１０で検出された電動機速度から
加速度検出器１４１により電動機加速度を計算し、計算
した電動機加速度をリミッタ１４２により所定範囲に制
限し、そのリミッタ１４２を経た加速度信号を積分器１
４３により積分することによって車体速度推定速度を算
出する。車体速度の推定方法としては他に様々な方法が
あるが、実用に供し得る方法で有れば如何なる方法でも
よい。
【００１６】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
電気車の実速度と電動機により駆動される動輪の速度と
を比較して、動輪の空転／滑走を検出し、前記ＡＴＯ装
置の電流指令値を補正することにより、空転／滑走が発
生した場合にもＡＴＯ装置の速度パタ―ンを変更するこ
となく粘着力を回復できる。
電気車の実速度と電動機により駆動される動輪の速度と
を比較して、動輪の空転／滑走を検出し、前記ＡＴＯ装
置の電流指令値を補正することにより、空転／滑走が発
生した場合にもＡＴＯ装置の速度パタ―ンを変更するこ
となく粘着力を回復できる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示すブロック図
【図２】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
【図３】車体速度推定器のブロック図
【図４】従来例の構成を示すブロック図
１…ＡＴＯ装置 ２…減算器 ３…電流制御器 ４…加算器 ５…Ｖ／Ｆ一定制御器 ６…ＰＷＭパルス発生
器 ７…ＰＷＭ制御電圧形インバ―タ ８…誘導電動機 ９電流検出器 １０…速度検出器 １１…従輪 １２…従輪速度検出器 １３…電流指令補正器 １４…車体速度推定器 １４１…加速度検出器 １４２…リミッタ １４３…積分器
器 ７…ＰＷＭ制御電圧形インバ―タ ８…誘導電動機 ９電流検出器 １０…速度検出器 １１…従輪 １２…従輪速度検出器 １３…電流指令補正器 １４…車体速度推定器 １４１…加速度検出器 １４２…リミッタ １４３…積分器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 予め設定された速度パタ―ンに従って電
流指令を出力するＡＴＯ装置と、このＡＴＯ装置の電流
指令により電気車の主電動機の回転制御を行う電動機制
御装置と、前記電気車の実速度と前記電動機により駆動
される動輪の回転により得られる速度とを比較して前記
動輪の空走／滑走を検出し前記ＡＴＯ装置の電流指令値
を補正する電流指令補正部とを具備してなることを特徴
とする電気車の運転制御装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16592291A JPH0522805A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 電気車の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16592291A JPH0522805A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 電気車の運転制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522805A true JPH0522805A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15821564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16592291A Pending JPH0522805A (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | 電気車の運転制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0522805A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427364B1 (ko) * | 2002-03-06 | 2004-04-14 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량의 배터리 시스템용 전류 측정시스템 |
| JP2014176280A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Railway Technical Research Institute | 補正方法及び補正回路 |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP16592291A patent/JPH0522805A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427364B1 (ko) * | 2002-03-06 | 2004-04-14 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량의 배터리 시스템용 전류 측정시스템 |
| JP2014176280A (ja) * | 2013-03-13 | 2014-09-22 | Railway Technical Research Institute | 補正方法及び補正回路 |
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