JPH0698412A - 内燃電気車用制御装置 - Google Patents
内燃電気車用制御装置Info
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- JPH0698412A JPH0698412A JP3232484A JP23248491A JPH0698412A JP H0698412 A JPH0698412 A JP H0698412A JP 3232484 A JP3232484 A JP 3232484A JP 23248491 A JP23248491 A JP 23248491A JP H0698412 A JPH0698412 A JP H0698412A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 常に安定した定出力制御のインバータ制御を
行い、安定した走行制御を容易に得ること、及び、低出
力運転時に於けるインバータ制御に対し、変調率の大き
い制御を行うことにある。 【構成】 主幹制御器７と、該主幹制御器のノッチ指令
に応じて制御される内燃機関１と、該内燃機関に駆動さ
れる主発電機２と、該主発電機出力を電力供給源とする
可変電圧可変周波数インバータ５と、該インバータ出力
により駆動される車両推進用誘導電動機６とからなる内
燃電気車用制御装置に於いて、前記主幹制御器のノッチ
指令及び前記主発電機の出力電圧を制御要素として定電
圧制御機能を発揮する主発電機制御部９、及び、前記主
幹制御器のノッチ指令又は内燃機関の回転数の制御要素
に加えて車両の速度を制御要素として定出力制御機能を
発揮する定出力制御部１２を有するインバータ制御装置
を設ける。
行い、安定した走行制御を容易に得ること、及び、低出
力運転時に於けるインバータ制御に対し、変調率の大き
い制御を行うことにある。 【構成】 主幹制御器７と、該主幹制御器のノッチ指令
に応じて制御される内燃機関１と、該内燃機関に駆動さ
れる主発電機２と、該主発電機出力を電力供給源とする
可変電圧可変周波数インバータ５と、該インバータ出力
により駆動される車両推進用誘導電動機６とからなる内
燃電気車用制御装置に於いて、前記主幹制御器のノッチ
指令及び前記主発電機の出力電圧を制御要素として定電
圧制御機能を発揮する主発電機制御部９、及び、前記主
幹制御器のノッチ指令又は内燃機関の回転数の制御要素
に加えて車両の速度を制御要素として定出力制御機能を
発揮する定出力制御部１２を有するインバータ制御装置
を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃電気車用制御装置
に係り、特に、可変電圧可変周波数インバータの出力に
より駆動される誘導電動機を推進用電動機として使用し
た内燃電気車に好適な制御に関する。
に係り、特に、可変電圧可変周波数インバータの出力に
より駆動される誘導電動機を推進用電動機として使用し
た内燃電気車に好適な制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃電気車両にも可変電圧可変周
波インバータにより駆動する誘導電動機を採用した方式
がとられている。全速度調速機を使用した内燃機関の出
力は、主幹制御器のノッチ指令により決まる回転数によ
って決定され、各ノッチの許容出力の範囲となる。この
ことは、駆動電動機が交流、直流電動機を問わず、電動
機の出力特性を上記機関出力の許容出力内において使用
するよう制御しなければならない。直流電動機駆動内燃
電気車の場合、発電機の出力が定出力特性となるよう制
御し、この出力を電動機に供給する方式をとっている。
また、誘導電動機駆動内燃電気車の場合、誘導電動機を
駆動させる可変電圧可変周波数インバータに定出力特性
を持たせ、原動機となる内燃機関の出力との協調を計っ
ている。この協調は、発電機側の出力制御によって行っ
ている。
波インバータにより駆動する誘導電動機を採用した方式
がとられている。全速度調速機を使用した内燃機関の出
力は、主幹制御器のノッチ指令により決まる回転数によ
って決定され、各ノッチの許容出力の範囲となる。この
ことは、駆動電動機が交流、直流電動機を問わず、電動
機の出力特性を上記機関出力の許容出力内において使用
するよう制御しなければならない。直流電動機駆動内燃
電気車の場合、発電機の出力が定出力特性となるよう制
御し、この出力を電動機に供給する方式をとっている。
また、誘導電動機駆動内燃電気車の場合、誘導電動機を
駆動させる可変電圧可変周波数インバータに定出力特性
を持たせ、原動機となる内燃機関の出力との協調を計っ
ている。この協調は、発電機側の出力制御によって行っ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術にお
けるこの協調の方式では、走行時の内燃機関側の過渡的
な出力変動と車両側の過渡的な負荷変動に対応出来ない
まま、目標とするトルクを得る制御が行われるため、内
燃機関が過渡的に過負荷となり、機関停止の事態を招
く、という問題点があった。また、従来技術におけるイ
ンバータ駆動の内燃電気車の内燃機関に直結した主発電
機の出力電圧は、主幹制御器又は内燃機関回転数に無関
係に一定の出力電圧を得るように制御しているため、こ
のような発電機制御と組み合わされるインバータ装置に
あっては、低出力走行において、インバータ出力電圧を
目標の電圧にするために、インバータの変調率を小さく
しなければならない。このことは、モータ電流のピーク
値が高くなる事を意味し、主電動機のトルク脈動を生じ
る原因となる、という問題点があった。本発明の目的
は、上述の事情に鑑み、上記問題を解決することにあ
る。
けるこの協調の方式では、走行時の内燃機関側の過渡的
な出力変動と車両側の過渡的な負荷変動に対応出来ない
まま、目標とするトルクを得る制御が行われるため、内
燃機関が過渡的に過負荷となり、機関停止の事態を招
く、という問題点があった。また、従来技術におけるイ
ンバータ駆動の内燃電気車の内燃機関に直結した主発電
機の出力電圧は、主幹制御器又は内燃機関回転数に無関
係に一定の出力電圧を得るように制御しているため、こ
のような発電機制御と組み合わされるインバータ装置に
あっては、低出力走行において、インバータ出力電圧を
目標の電圧にするために、インバータの変調率を小さく
しなければならない。このことは、モータ電流のピーク
値が高くなる事を意味し、主電動機のトルク脈動を生じ
る原因となる、という問題点があった。本発明の目的
は、上述の事情に鑑み、上記問題を解決することにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、インバータ制御に、主幹制御器のノッチ
指令又は内燃機関の回転数に加え、車両速度又はこれに
準ずる信号に対応して、定出力制御機能を反映させるこ
と、及び、主発電機制御に、主幹制御器のノッチ指令及
び内燃機関の回転数に対応して、定電圧の出力特性を持
たせるようにしたものである。
め、本発明は、インバータ制御に、主幹制御器のノッチ
指令又は内燃機関の回転数に加え、車両速度又はこれに
準ずる信号に対応して、定出力制御機能を反映させるこ
と、及び、主発電機制御に、主幹制御器のノッチ指令及
び内燃機関の回転数に対応して、定電圧の出力特性を持
たせるようにしたものである。
【０００５】
【作用】全速度調速機を採用した内燃機関の回転数と機
関出力の関係は、ある特定の関数で示される。従って、
主幹制御器のノッチ指令の外に、真実の機関回転数信号
を変数とする関数発生出力により、精度の高い機関出力
模擬信号を作り、次に、この信号をパラメータとして車
両速度信号を変数とする関数を作成し、この関数出力に
よる信号をインバータ制御装置の主電動機の電流パタン
又はトルクパタンとすることにより、真実の内燃機関出
力に見合った、且つ、真実の車両速度に見合った定出力
制御をインバータ制御に反映することが出来、内燃機関
の過渡的な出力変動及び車両側の速度に対応した安定し
た応答の良い内燃電気車のインバータ制御を行うことが
可能となる。また、主発電機の出力電圧を主幹制御器の
ノッチ指令又は機関回転数に対応して一定制御すること
により、低出力運転時における主電動機が必要とする供
給電圧に対応した適切な電圧が設定されるので、低出力
運転に於いても変調率の高いインバータ制御を行うが可
能となり、主電動機のピーク電流を抑制することが出来
る。
関出力の関係は、ある特定の関数で示される。従って、
主幹制御器のノッチ指令の外に、真実の機関回転数信号
を変数とする関数発生出力により、精度の高い機関出力
模擬信号を作り、次に、この信号をパラメータとして車
両速度信号を変数とする関数を作成し、この関数出力に
よる信号をインバータ制御装置の主電動機の電流パタン
又はトルクパタンとすることにより、真実の内燃機関出
力に見合った、且つ、真実の車両速度に見合った定出力
制御をインバータ制御に反映することが出来、内燃機関
の過渡的な出力変動及び車両側の速度に対応した安定し
た応答の良い内燃電気車のインバータ制御を行うことが
可能となる。また、主発電機の出力電圧を主幹制御器の
ノッチ指令又は機関回転数に対応して一定制御すること
により、低出力運転時における主電動機が必要とする供
給電圧に対応した適切な電圧が設定されるので、低出力
運転に於いても変調率の高いインバータ制御を行うが可
能となり、主電動機のピーク電流を抑制することが出来
る。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。１は内燃機関、２は主発電機、２ａは主発電機２の
励磁巻線２ｂに流れる電流を検出する電流検出器、３は
主整流器の３相全波整流器、４は平滑用コンデンサ及び
リアクトルからなるフィルタ、５はインバータ装置、６
は主電動機の誘導電動機、６ａは主電動機電流を検出す
る電流検出器、７は主幹制御器、８は全速度機関ガバ
ナ、９は発電機出力制御部、１０は主発電機電圧を検出
する電圧検出器、１０ａはフイルタ電圧を検出する電圧
検出器、１１はインバータ制御装置である。ここで、発
電機出力制御部９は、主幹制御器７のノッチを変数とし
て所定の発電機電圧に相当する関数出力を発生する関数
発生器９ａ及び９ｂ、関数発生器９ａの出力とフィード
バック信号の主発電機出力電圧を比較する比較器９ｃ、
関数発生器９ｂの出力と比較器９ｃの偏差出力を比較し
低位のパタン信号を出力する低位優先選択器９ｄ、低位
優先選択器９ｄの出力と主発電機２の励磁巻線電流を比
較する比較器９ｅ、制御増幅器９ｆ、リミッタ９ｇ及び
出力機器９からなる制御系により構成され、この制御系
は、主幹制御器７のノッチ指令に対応して、主発電機２
が定電圧を出力するように制御を行う。図２において、
例えば、Ｅはノッチアップ指令の場合の発電機出力を示
し、Ｅ’は中間ノッチ指令の場合の発電機出力を示す。
なお、低位優先選択器９ｄは、主幹制御器７においてノ
ッチ指令を大幅に変更したとき、関数発生器９ｂの関数
出力を選択して、発電機出力が急激に変化することを防
止する。
る。１は内燃機関、２は主発電機、２ａは主発電機２の
励磁巻線２ｂに流れる電流を検出する電流検出器、３は
主整流器の３相全波整流器、４は平滑用コンデンサ及び
リアクトルからなるフィルタ、５はインバータ装置、６
は主電動機の誘導電動機、６ａは主電動機電流を検出す
る電流検出器、７は主幹制御器、８は全速度機関ガバ
ナ、９は発電機出力制御部、１０は主発電機電圧を検出
する電圧検出器、１０ａはフイルタ電圧を検出する電圧
検出器、１１はインバータ制御装置である。ここで、発
電機出力制御部９は、主幹制御器７のノッチを変数とし
て所定の発電機電圧に相当する関数出力を発生する関数
発生器９ａ及び９ｂ、関数発生器９ａの出力とフィード
バック信号の主発電機出力電圧を比較する比較器９ｃ、
関数発生器９ｂの出力と比較器９ｃの偏差出力を比較し
低位のパタン信号を出力する低位優先選択器９ｄ、低位
優先選択器９ｄの出力と主発電機２の励磁巻線電流を比
較する比較器９ｅ、制御増幅器９ｆ、リミッタ９ｇ及び
出力機器９からなる制御系により構成され、この制御系
は、主幹制御器７のノッチ指令に対応して、主発電機２
が定電圧を出力するように制御を行う。図２において、
例えば、Ｅはノッチアップ指令の場合の発電機出力を示
し、Ｅ’は中間ノッチ指令の場合の発電機出力を示す。
なお、低位優先選択器９ｄは、主幹制御器７においてノ
ッチ指令を大幅に変更したとき、関数発生器９ｂの関数
出力を選択して、発電機出力が急激に変化することを防
止する。
【０００７】また、インバータ制御装置１１は、インバ
ータ装置５によって主電動機６を定出力制御すべく電流
パタンを有する定出力制御部１２（詳細は後述）、定出
力制御部１２が出力の電流パタンと荷重設定等の限流値
パタン発生部２０からの限流値パタンを比較し低位のパ
タン信号を出力する低位優先選択器１８、主電動機電流
パタンとなる出力信号（ＩP）と主電動機電流帰環信号
（ＩM）を比較する電流パタン補正器１９、電流パタン
補正器１９の電流パタンからスベリ周波数信号を出力す
る制御増巾器２１、スベリ周波数信号とダンピング制御
用信号（ｆD）を比較し、スベリ周波数パタン（ｆS）を
出力するスベリ周波数パタン補正器２２、このスベリ周
波数パタン（ｆS）と車軸に取り付けられたパルスセン
サ６ｂにより検出された主電動機ロータ周波数（ｆR）
を加算し、インバータ周波数信号（ｆV）を出力するイ
ンバータ周波数演算器２３、このインバータ周波数信号
（ｆV）とフィルタ電圧信号（Ｅｃ）を入力して、主電
動機６に所定の電圧で所定の周波数の３相交流電力を供
給するように、インバータ装置５に所定のゲート信号を
供給するパルス幅変調器（ＶＶＶＦ）２４から構成され
る。
ータ装置５によって主電動機６を定出力制御すべく電流
パタンを有する定出力制御部１２（詳細は後述）、定出
力制御部１２が出力の電流パタンと荷重設定等の限流値
パタン発生部２０からの限流値パタンを比較し低位のパ
タン信号を出力する低位優先選択器１８、主電動機電流
パタンとなる出力信号（ＩP）と主電動機電流帰環信号
（ＩM）を比較する電流パタン補正器１９、電流パタン
補正器１９の電流パタンからスベリ周波数信号を出力す
る制御増巾器２１、スベリ周波数信号とダンピング制御
用信号（ｆD）を比較し、スベリ周波数パタン（ｆS）を
出力するスベリ周波数パタン補正器２２、このスベリ周
波数パタン（ｆS）と車軸に取り付けられたパルスセン
サ６ｂにより検出された主電動機ロータ周波数（ｆR）
を加算し、インバータ周波数信号（ｆV）を出力するイ
ンバータ周波数演算器２３、このインバータ周波数信号
（ｆV）とフィルタ電圧信号（Ｅｃ）を入力して、主電
動機６に所定の電圧で所定の周波数の３相交流電力を供
給するように、インバータ装置５に所定のゲート信号を
供給するパルス幅変調器（ＶＶＶＦ）２４から構成され
る。
【０００８】次に、定出力制御部１２の詳細を説明す
る。１３、１４は関数発生器であり、関数発生器１３
は、主発電機２の出力電圧をＶ／Ｆ変換器２５により周
波数に変換された機関回転数信号（ｎ）を変数として、
所定の機関出力に相当する関数出力（Ｐｎ）を発生す
る。一方、関数発生器１４は、主幹制御器７のノッチ
（Ｎ）を変数として、所定の機関出力に相当する関数出
力（ＰN）を発生する。１５は、低位優先選択器であ
り、これ等の関数出力（Ｐｎ）と（ＰN）を入力し、主
幹制御器７のノッチアップ時は、関数発生器１３の機関
回転数による関数出力（Ｐｎ）を選択し、また、主幹制
御器７のノッチ下げ時は、関数発生器１４の主幹制御器
指令による関数出力（ＰN）を選択する。１６は、比較
器であり、低位優先選択器１５の出力を全速度機関ガバ
ナ８から出力される負荷調整信号により補正する。１７
は、定出力制御パタン発生器であり、関数として、主電
動機６のロータ周波数（ｆR）を変数とし、機関回転数
信号（ｎ）又は主幹制御器７のノッチ（Ｎ）に対応した
比較器１６からの信号（ＰP）をパラメータとする電流
パタンを作成し、この発生器の出力（ＩP）はインバー
タ制御装置１１の定出力制御時の電流パタンとなる。こ
の電流パタンの作成により、実際の機関出力状態に合致
したインバータの定出力の速度対トルクの制御を行う。
また、内燃機関側の出力の過渡的変化に対する機関停止
の事態を解消する。
る。１３、１４は関数発生器であり、関数発生器１３
は、主発電機２の出力電圧をＶ／Ｆ変換器２５により周
波数に変換された機関回転数信号（ｎ）を変数として、
所定の機関出力に相当する関数出力（Ｐｎ）を発生す
る。一方、関数発生器１４は、主幹制御器７のノッチ
（Ｎ）を変数として、所定の機関出力に相当する関数出
力（ＰN）を発生する。１５は、低位優先選択器であ
り、これ等の関数出力（Ｐｎ）と（ＰN）を入力し、主
幹制御器７のノッチアップ時は、関数発生器１３の機関
回転数による関数出力（Ｐｎ）を選択し、また、主幹制
御器７のノッチ下げ時は、関数発生器１４の主幹制御器
指令による関数出力（ＰN）を選択する。１６は、比較
器であり、低位優先選択器１５の出力を全速度機関ガバ
ナ８から出力される負荷調整信号により補正する。１７
は、定出力制御パタン発生器であり、関数として、主電
動機６のロータ周波数（ｆR）を変数とし、機関回転数
信号（ｎ）又は主幹制御器７のノッチ（Ｎ）に対応した
比較器１６からの信号（ＰP）をパラメータとする電流
パタンを作成し、この発生器の出力（ＩP）はインバー
タ制御装置１１の定出力制御時の電流パタンとなる。こ
の電流パタンの作成により、実際の機関出力状態に合致
したインバータの定出力の速度対トルクの制御を行う。
また、内燃機関側の出力の過渡的変化に対する機関停止
の事態を解消する。
【０００９】以下、本実施例の動作を説明する。いま、
主幹制御器７によりノッチアップ指令を与えた場合、内
燃機関１は、全速度機関ガバナ８により、このノッチ指
令に対応して全速度機関ガバナ８と内燃機関１との関係
から特定の回転数と機関出力を発生し、主発電機２を駆
動する。主発電機２は、ノッチ指令とフィードバックし
た発電機出力電圧信号を受けた発電機出力制御装置９に
より、図２に示すような一定電圧Ｅを出力する。すなわ
ち、ノッチ指令を変数とした関数発生器９ａの出力と発
電機出力電圧を比較し、比較器９ｃの偏差出力を、低位
優先選択器９ｄ、比較器９ｅ、制御増幅器９ｆ、リミッ
タ９ｇを介して、出力機器９ｈに供給し、発電機の励磁
巻線２ａの電流を制御する。主発電機２の出力は、３相
交流を直流に変換する３相全波整流器３、平滑用コンデ
ンサ及びリアクトル４を介して、インバータ装置５に供
給される。インバータ装置５は、インバータ制御装置１
１により、主整流器３の直流出力を３相交流に変換し、
かつ、可変電圧可変周波数制御（ＶＶＶＦ）して主電動
機６の誘導電動機へ３相交流電源を供給し、車両を推進
する。すなわち、主発電機２の出力電圧をＶ／Ｆ変換器
２５に入力して機関回転数信号（ｎ）に変換し、関数発
生器１３において、この機関回転数信号（ｎ）を変数と
して、所定の機関出力に相当する関数出力（Ｐｎ）を発
生する。このときの関数出力（Ｐｎ）は、主幹制御器７
のノッチ（Ｎ）を変数とする関数出力（ＰN）より低い
ので、低位優先選択器１５に選択され、全速度機関ガバ
ナ８から出力される負荷調整信号により補正され、つい
で、この補正された信号（ＰP）を定出力制御パタン発
生器１７に入力する。定出力制御パタン発生器１７から
は機関回転数信号（ｎ）及び主電動機６のロータ周波数
（ｆR）に見合った出力（ＩP）がインバータ制御装置１
１の主電動機６の電流パタンとして出力される。この電
流パタン出力（ＩP）は、低位優先選択器１８、電流パ
タン補正器１９、制御増巾器２１、スベリ周波数パタン
補正器２２を経て、スベリ周波数パタン補正器２２から
スベリ周波数パタン（ｆS）を出力する。このスベリ周
波数パタン（ｆS）と車軸に取り付けられたパルスセン
サ６ｂにより検出された主電動機ロータ周波数（ｆR）
を加算し、インバータ周波数演算器２３からインバータ
周波数信号（ｆV）を出力する。このインバータ周波数
信号（ｆV）とフィルタ電圧信号（Ｅｃ）を入力して、
パルス幅変調器（ＶＶＶＦ）２４が主電動機６に所定の
電圧で所定の周波数の３相交流電力を供給するように、
インバータ装置５に所定のゲート信号を供給する。この
ときの主発電機２の出力特性は、インバータ側の定出力
制御によって決まる。図２において、インバータ側が出
力Ｐの負荷状態となっている時、発電機出力電圧がＥの
定電圧で制御されているときの発電機の負荷電流は、Ｐ
とＥの交点Ｂで決まる点Ｃの電流Ｉとなる。インバータ
の負荷がＰより小さくなると、負荷電流ＩはラインＡ・
Ｂ線上をＡ点に向かって変化する。即ち、負荷電流は減
少する。反対に、インバータ負荷がＰより大きくなれ
ば、発電機負荷電流は当然増加する。また、当然の如く
インバータの出力Ｐは内燃機関の出力を超えないよう制
御することは、前記インバータの定出力制御において述
べたとおりである。
主幹制御器７によりノッチアップ指令を与えた場合、内
燃機関１は、全速度機関ガバナ８により、このノッチ指
令に対応して全速度機関ガバナ８と内燃機関１との関係
から特定の回転数と機関出力を発生し、主発電機２を駆
動する。主発電機２は、ノッチ指令とフィードバックし
た発電機出力電圧信号を受けた発電機出力制御装置９に
より、図２に示すような一定電圧Ｅを出力する。すなわ
ち、ノッチ指令を変数とした関数発生器９ａの出力と発
電機出力電圧を比較し、比較器９ｃの偏差出力を、低位
優先選択器９ｄ、比較器９ｅ、制御増幅器９ｆ、リミッ
タ９ｇを介して、出力機器９ｈに供給し、発電機の励磁
巻線２ａの電流を制御する。主発電機２の出力は、３相
交流を直流に変換する３相全波整流器３、平滑用コンデ
ンサ及びリアクトル４を介して、インバータ装置５に供
給される。インバータ装置５は、インバータ制御装置１
１により、主整流器３の直流出力を３相交流に変換し、
かつ、可変電圧可変周波数制御（ＶＶＶＦ）して主電動
機６の誘導電動機へ３相交流電源を供給し、車両を推進
する。すなわち、主発電機２の出力電圧をＶ／Ｆ変換器
２５に入力して機関回転数信号（ｎ）に変換し、関数発
生器１３において、この機関回転数信号（ｎ）を変数と
して、所定の機関出力に相当する関数出力（Ｐｎ）を発
生する。このときの関数出力（Ｐｎ）は、主幹制御器７
のノッチ（Ｎ）を変数とする関数出力（ＰN）より低い
ので、低位優先選択器１５に選択され、全速度機関ガバ
ナ８から出力される負荷調整信号により補正され、つい
で、この補正された信号（ＰP）を定出力制御パタン発
生器１７に入力する。定出力制御パタン発生器１７から
は機関回転数信号（ｎ）及び主電動機６のロータ周波数
（ｆR）に見合った出力（ＩP）がインバータ制御装置１
１の主電動機６の電流パタンとして出力される。この電
流パタン出力（ＩP）は、低位優先選択器１８、電流パ
タン補正器１９、制御増巾器２１、スベリ周波数パタン
補正器２２を経て、スベリ周波数パタン補正器２２から
スベリ周波数パタン（ｆS）を出力する。このスベリ周
波数パタン（ｆS）と車軸に取り付けられたパルスセン
サ６ｂにより検出された主電動機ロータ周波数（ｆR）
を加算し、インバータ周波数演算器２３からインバータ
周波数信号（ｆV）を出力する。このインバータ周波数
信号（ｆV）とフィルタ電圧信号（Ｅｃ）を入力して、
パルス幅変調器（ＶＶＶＦ）２４が主電動機６に所定の
電圧で所定の周波数の３相交流電力を供給するように、
インバータ装置５に所定のゲート信号を供給する。この
ときの主発電機２の出力特性は、インバータ側の定出力
制御によって決まる。図２において、インバータ側が出
力Ｐの負荷状態となっている時、発電機出力電圧がＥの
定電圧で制御されているときの発電機の負荷電流は、Ｐ
とＥの交点Ｂで決まる点Ｃの電流Ｉとなる。インバータ
の負荷がＰより小さくなると、負荷電流ＩはラインＡ・
Ｂ線上をＡ点に向かって変化する。即ち、負荷電流は減
少する。反対に、インバータ負荷がＰより大きくなれ
ば、発電機負荷電流は当然増加する。また、当然の如く
インバータの出力Ｐは内燃機関の出力を超えないよう制
御することは、前記インバータの定出力制御において述
べたとおりである。
【００１０】このように、定出力制御パタン発生器１７
の電流パタンは、主電動機６のロータ周波数（ｆR）を
変数とし、実際の機関回転数信号（ｎ）をパラメータと
する関数であり、かつ、インバータ制御装置１１の主電
動機６の電流パタンとするので、真実の内燃機関出力に
見合った、かつ、真実の車両速度に見合った定出力制御
をインバータ制御に反映する。主幹制御器７によりノッ
チ下げ指令を与えた場合には、過度的に主幹制御器７の
ノッチ（Ｎ）を変数とする関数出力（ＰN）が低位優先
選択器１５に選択され、以下同様に機能することは云う
までもない。また、定出力制御パタン発生器１７の関数
を電流パタンとして説明したが、トルクパタンとして
も、同様に機能する。
の電流パタンは、主電動機６のロータ周波数（ｆR）を
変数とし、実際の機関回転数信号（ｎ）をパラメータと
する関数であり、かつ、インバータ制御装置１１の主電
動機６の電流パタンとするので、真実の内燃機関出力に
見合った、かつ、真実の車両速度に見合った定出力制御
をインバータ制御に反映する。主幹制御器７によりノッ
チ下げ指令を与えた場合には、過度的に主幹制御器７の
ノッチ（Ｎ）を変数とする関数出力（ＰN）が低位優先
選択器１５に選択され、以下同様に機能することは云う
までもない。また、定出力制御パタン発生器１７の関数
を電流パタンとして説明したが、トルクパタンとして
も、同様に機能する。
【００１１】次に、図２の点線に示す如く、主幹制御器
７のノッチ指令を中間ノッチとした低出力運転状態にお
いて、主発電機２は、発電機制御装置９の定電圧制御に
より、出力電圧Ｅ’の定電圧で制御され、このとき、イ
ンバータ側が出力Ｐ’の負荷状態であると、発電機の負
荷電流はＰ’とＥ’の交点Ｂ’で決まる点Ｃ’の電流
Ｉ’となる。このように、主発電機２の出力電圧を発電
機制御装置９の定電圧制御により一定に維持することに
より、低出力運転時において、主電動機６が必要とする
供給電圧に対応して適切な電圧を設定できるので、低出
力運転時に於けるインバータ制御に対し、変調率の高い
インバータ制御を行うことが出来る。
７のノッチ指令を中間ノッチとした低出力運転状態にお
いて、主発電機２は、発電機制御装置９の定電圧制御に
より、出力電圧Ｅ’の定電圧で制御され、このとき、イ
ンバータ側が出力Ｐ’の負荷状態であると、発電機の負
荷電流はＰ’とＥ’の交点Ｂ’で決まる点Ｃ’の電流
Ｉ’となる。このように、主発電機２の出力電圧を発電
機制御装置９の定電圧制御により一定に維持することに
より、低出力運転時において、主電動機６が必要とする
供給電圧に対応して適切な電圧を設定できるので、低出
力運転時に於けるインバータ制御に対し、変調率の高い
インバータ制御を行うことが出来る。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、車両速度信号を変数と
し、真の機関回転数により作られる精度の高い機関出力
信号をパラメータとする関数を作成し、この関数による
定出力制御をインバータ制御に反映させることにより、
常に安定した定出力制御のインバータ制御を行のう事が
出来、安定した走行制御を容易に得ることが出来る。ま
た、主発電機の制御に主幹制御器のノッチに対応した定
電圧制御を反映させることにより、低出力運転時に於け
るインバータ制御に対し、変調率の大きい制御を行うこ
とが可能となり、主電動機電流のピーク電流を抑えるこ
とが出来る。
し、真の機関回転数により作られる精度の高い機関出力
信号をパラメータとする関数を作成し、この関数による
定出力制御をインバータ制御に反映させることにより、
常に安定した定出力制御のインバータ制御を行のう事が
出来、安定した走行制御を容易に得ることが出来る。ま
た、主発電機の制御に主幹制御器のノッチに対応した定
電圧制御を反映させることにより、低出力運転時に於け
るインバータ制御に対し、変調率の大きい制御を行うこ
とが可能となり、主電動機電流のピーク電流を抑えるこ
とが出来る。
【図１】本発明によるインバータ式内燃電気車の制御装
置の一実施例を示すブロック図。
置の一実施例を示すブロック図。
【図２】主発電機の制御特性の一実施例を示す特性図。
１ 内燃機関 ２ 主発電機 ３ 整流器 ４ フィルタ ５ インバータ装置 ６ 主電動機 ７ 主幹制御器 ８ 全速度機関ガバナ ９ 発電機出力制御部 １０ 発電機電圧検出器 １１ インバータ制御装置 １２ 定出力制御部 １３ 関数発生器 １４ 関数発生器 １５ 低位優先選択器 １６ 比較器 １７ 定出力制御パタン発生器 １８ 低位優先選択器 １９ 電流パタン補正器 ２０ 限流値パタン発生部 ２１ 制御増巾器 ２２ スベリ周波数パタン補正器 ２３ インバータ周波数演算器 ２４ パルス巾変調器 ２５ Ｖ／Ｆ変換器
Claims (2)
- 【請求項１】 主幹制御器と、該主幹制御器のノッチ指
令に応じて制御される内燃機関と、該内燃機関に駆動さ
れる主発電機と、該主発電機出力を電力供給源とする可
変電圧可変周波数インバータと、該インバータ出力によ
り駆動される車両推進用誘導電動機とからなる内燃電気
車用制御装置に於いて、前記主幹制御器のノッチ指令及
び前記主発電機の出力電圧を制御要素として定電圧制御
機能を発揮する主発電機制御部、及び、前記主幹制御器
のノッチ指令又は内燃機関の回転数の制御要素に加えて
車両の速度を制御要素として定出力制御機能を発揮する
定出力制御部を有するインバータ制御装置を設けたこと
を特徴とする内燃電気車用制御装置。 - 【請求項２】 前記定出力制御部は、主幹制御器のノッ
チ指令を変数とする関数出力手段と、内燃機関の回転数
又はこれに類する信号を変数とする関数出力手段と、こ
れら関数出力の低位を選択する低位優先選択手段と、該
手段の出力をパラメータとして車両推進用電動機の回転
子周波数又はこれに準ずる信号を変数とする関数出力手
段を有し、該関数出力を主電動機電流パタン又は主電動
機トルクパタンとすることを特徴とする請求項１の内燃
電気車用制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232484A JPH0698412A (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 内燃電気車用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232484A JPH0698412A (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 内燃電気車用制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0698412A true JPH0698412A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=16940038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232484A Pending JPH0698412A (ja) | 1991-08-21 | 1991-08-21 | 内燃電気車用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0698412A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087791A (en) * | 1998-10-09 | 2000-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion type electric locomotive |
| WO2019155536A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 三菱電機株式会社 | 車両用駆動装置 |
-
1991
- 1991-08-21 JP JP3232484A patent/JPH0698412A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6087791A (en) * | 1998-10-09 | 2000-07-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion type electric locomotive |
| WO2019155536A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2019-08-15 | 三菱電機株式会社 | 車両用駆動装置 |
| JPWO2019155536A1 (ja) * | 2018-02-07 | 2020-09-03 | 三菱電機株式会社 | 車両用駆動装置 |
| US12036876B2 (en) | 2018-02-07 | 2024-07-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Vehicle drive device |
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