JPS5910101A - 電気車のブレ−キ力制御方法 - Google Patents

電気車のブレ−キ力制御方法

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JPS5910101A
JPS5910101A JP11841282A JP11841282A JPS5910101A JP S5910101 A JPS5910101 A JP S5910101A JP 11841282 A JP11841282 A JP 11841282A JP 11841282 A JP11841282 A JP 11841282A JP S5910101 A JPS5910101 A JP S5910101A
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JP
Japan
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brake
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rate
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JP11841282A
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English (en)
Inventor
Ikuo Yasuoka
育雄 安岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/10Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip
    • B60L3/106Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels
    • B60L3/108Indicating wheel slip ; Correction of wheel slip for maintaining or recovering the adhesion of the drive wheels whilst braking, i.e. ABS
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B60L7/26Controlling the braking effect

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  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Braking Systems And Boosters (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  技術分野の説明 本発明は電気車のブレーキ力制御方法に関し、特に可変
電圧可変周波数インバータ(以下VVVFインバータと
略す。)により誘導電動機を制御して得た回生ブレーキ
カC二空気ブレーキ力を補足する技術に関する。
(b)  従来技術の説明 第1ドIに電気車駆動用誘導′電動機をVVV Fイン
バータにより制御する電気車制御装置の主回路部を示し
た。
第1図でlid王回路を投入・開放および事故時の保護
用の高速度シャ断器である、リアクトル2コンデンサ3
は逆・L形(二構成した入力フィルタ回路で、三相イン
バータ部4で発生する^調波型、流を架線側に流出させ
ないために設けである、電圧検出器8はコンデンサ3の
電圧検出用とし、て設けてあり、電流検出器5は並列接
続した誘導電動機6の三相各相の電流を検出し、それぞ
れOTU、 OTV。
OTWを出力する、前記誘導電動機6は、電気車駆動用
の主電動機で、三相インバータ部4の5J変電圧・可変
周波数出力によりすべり周波数制御をする、7はパルス
ジェネレータで、前記並列接続した誘導電動機6のそれ
ぞれの回転数を検出し、各々PG1.PG2を出力する
第2図は従来のパルス巾変調制御のVVV Fインバー
タの制御回路部をブロック図で示したもので、回転周波
数演算部21は、m1図に示した誘導電動機6の回転数
を検出するパルスジェネレータ7からの回転数検出信号
PGI、 PO2により、誘導電動機6の回転数に比例
した(口)転周波数FRを算出する。
また回転数検出信号PGI、 PO2trJ同時に空転
滑走検知部22にとりこまれ、パルス数の時t口J変化
に!よりを転−!たは滑走が検知される。ブレーキ力指
令BFに応じた電流パターンエCは電流パターン演舞部
23でyt胸され、を転または滑走が空転滑走検知部2
2により検出されると、その出力WSD +二より電流
パターンICはしほり込まれる。
箱、動機電流演カ一部20は、第1図に示した電流検知
益5からの電流検出信号CTU、 C!TV、 C!T
V l二より、電動機電流IMを算出する。すべり周波
数演η部24では電流パターンICによって一義的に決
定される定数項FBIと、電流パターンエCと電動機電
流工Mの電流偏差値に応じてあたえられる過渡功FS2
を加算してすべり周波aysとして出力する。
上記により述べた回転周波数FRとすべり周波数FSよ
り力行時はFR+ FR、回生制動時はFR−FSとし
てインバータ出力周波数Fを得る。25はインバータ出
力周波数Fより変調パルスモードNを算出する変調パル
スモード演算部、26は、定トルク特性を得るようにあ
らかじめ計算記憶されたパターンg二従って、インバー
タ出力周波数Fおよび第1図C二示した電圧検出器8を
介して検出し7たコンデンサ3の電圧ECより変調率A
Lを算出する変調率演算部である。上記によりl;出し
またインバータ出力周波数F1変調パルスモードN1変
調率ALをパルス巾変調制御部27に入力し、電気角6
0度期間でのU相、■相、W相の各相の変調パルス信号
U。
V、Wと、電気角60度毎の同期パルス8nを出力し、
パルス合成回路28にて、最終的なサイリスクSU、 
SV、 SW、 SX、 BY、 BZのゲート信号を
出力する。29は、電動機電流IMとすべり周波数FS
 l二より1次式(1)(二よって回生ブレーキトルク
Tを演算し、空気ブレーキ制御装置(図示せず0)へ回
生ブレーキ力指令を出力する回生ブレーキ力演算部であ
る。
(1M)・r2 T=K  ・ □−□ 8 r8:訪4電動機2巻線の抵抗 に:定数 回生ブレーキ方式を採jh しているVVVFインノく
一タ?Ti1l供の電気車では、回生負荷の減少(−よ
るブレーキ力の不足分を解消するため、空気ブレーキ(
二よる補足を行なっている。これは、回生ブレーキ力が
減少した時(二空気ブレーキ力を高め、総合で7ツ(定
のブレーキ力を得るものである。このようなブレーキシ
ステムでは、車輪が滑走した時に回生ブレーキ(−よる
ブレーキ力は急速(二絃少するが、空気ブレーキにて補
足が働らくこと(二なり、総合ブレーキ力は減少しない
ので、滑走を持続する結果となる0さら(二前記(1)
式による回生プレーキカ演算では、ブレーキ力指令BF
が小さく、従って血流パターンICが小場い場合(二、
電動機電流IMが励磁電流以下にならないので、実際の
回生ブレーキ力より大きなレベルの信号を空気ブレーキ
制御側へ出力することになり、&llダブレーキ制御空
気ブレーキ制御の調和を充分に取ることが困難である。
(c)  発明の目的および概要 本発明は上記の点に鑑みなされたもので、パルス中変調
制御のVVVFインバータ(二より誘導電動機を駆動し
、回生ブレーキ力を演算してこの演算した回生ブレーキ
力がブレーキ力指令(二対して小さいときに、この差分
に応じた空気ブレーキ力な作用させる電気車のブレーキ
力制御方法で、列車の車輪が滑走を起こしたときは、こ
の滑走を誘導電動機の回転数の時間変化小が所定の値を
こえたことにより検知しで、この検知した出力により前
記し7た演算された回生ブレーキ力信号を、所定の時間
の間一定に保って空気ブレーキの立ち上りを阻止するこ
とにより総合ブレーキ力を識少させて再粘着を計り、ま
た回生ブレーキ力の演算をパルス中変調制御のVVV 
Fインバータの変調率と変調パルスモードとすべり周波
数と出力周波数と架線電圧により行なうことにより、ブ
レーキ弱め時の回生ブレーキ制御と突気ブレーキ制御の
調和を改%L5た電気車のブレーキ力制御方法を提供す
る。
(a 発明の実施例 以)本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。
第3図に本発明のパルス巾変調制御のVVVFインバー
タの制御回路部の一実施例をブロック図で示した。
第3図でブレーキ力演舞部30.ブレーキカ信号保持部
3】、信号変化率制限(ロ)路32は本発明で新らたC
二構I戊したもので、他は第2図C二本した従来の制御
回路の構成と同じで、同一部には同一符号を符しである
ブレーキ力演算部、30は、インバータ出力周波F1す
べり周波数演算部24からのすべり周波数FS%変調パ
ルスモード演算部2bからの変調パルスモードN1変調
率演算部26の変調率ALおよび第1図1−示した電圧
検出器8より架線電圧ECをそれぞれ取り込み、次式(
2)によって回生ブレーキトルクTを演算する。
DnoAL−Ec T=に−()・Fs  −−−−−−−−(2)ここで
Dnは変調パルスモードNにおけるVVVFインバータ
の出力電圧の基本波換算係数で、各変詞パルスモードN
l二対応してDnO旭を例へはテーブル形式で記憶し、
−ヒ記(2)式による演算に際し変調パルスモードNを
Dnのl111−変換する。
即ち、 VVVFインバータの出力電圧の基本渡分を変
換パルスモードN1変調率ALおよびVVVF1ンバー
タ(二人力する架線電圧を積置することにより算出して
、前記(2)式により回生ブレーキトルクTを演算する
ブレーキカイ1号保持部31は、ブレーキ力演算部30
からの回生ブレーキ力信号を受けて時々刻々の新しい信
号値を更新し、なから記憶(1、その記憶した信号値を
信号変化率制限回路32に出力する。一方壁転渭走検知
部22が、通常列車の出し得る最大減速#に相当する訪
導′亀動機の回転数の時間変化率を所定の値とし、この
θ[定の値をこえたことにより車輪の滑走を検出して信
号WSDを出力した場合は、ブレーキ力信号保持部31
はこの信号WSDを受け、少なくとも信号WSDの継続
期間中は、ブレーキ力演算部30からの回生ブレーキ力
信号を信号WSDを受けた最初の時点の信号値を記憶し
続け、時々刻々の新しい信号値に更新することなく、そ
の記憶した回生ブレーキ力信号値を、信号変化率制限回
路32に出力し続ける。
信号変化率制限回路32は、前記ブレーキ力信号保持部
31の出力の急激な減少変化(二対して、空気ブレーキ
制御装置への出力を制限するダンピング効果を持たした
回路である。
以下本発明の作用を第4図に示した説明図を参照しなが
ら説明する。尚第4図で(a)は回生ブレーキ力、(b
)は信号変化率制限回路32の出力、(c)rj空気ブ
レーキカ、(d)は回生ブレーキ力と空気ブレーキ力の
総合ブレーキ力、(e)は滑走検知信号WEIDである
〇 いま、回生ブレーキ中C二、第4図に示したt1時点で
滑走を起したとすると、これを空転・滑走検知部22が
検知する。空転滑走検知部22はこの検知信号WSDを
ブレーキ力(i号保持部31に送り、ブレーキ力信号保
持部31は滑走直前のブレーキ力演算部30が演算した
回生ブレーキ力信号を記憶保持し6、この出力を信号変
化率制限回路32を介して空気ブレーキ制御装置へ送り
、空気ブレーキの新らたな立ち上りをおさえる。従って
、回生ブレーキ力と空気ブレーキ力の和である総合ブレ
ーキ力は減少するので、滑走が持続することなく、また
、大滑走のおそれもなく速やかに再粘着できる。次に、
t2時点で再粘着した時には、回生ブレーキ力は徐々C
−増加するととも籠二、ブレーキ力演算部゛(C)が演
算した回生ブレーキトルク演算値は滑走したことC−よ
り減少しており、従ってブレーキ力信号保持部31の出
力は、前記ホールド値から急激C低下するが、信号変化
率制限回路32の作JQにより、この急激な変化がおさ
えられて、徐々に低下するので、空気ブレーキとの重な
り$二よる再滑走を防止する。
この時、空気ブレーキはある時間ブレーキトルクの不足
分を補足するが、すぐに減衰する。
また、回生ブレーキ力演算部30で(ハ)、(2)式で
演p−すること(二より、ブレーキ弱め時に電流パター
ン指令ICが低下し、すべり周波数2日がO付近になっ
ても、従来のようじ励磁電流の影響をうけないので、案
際の回生ブレーキ力とほぼ等価なブレーキカ侑号を空気
ブレーキ制御側へ出力できる。
(θ)発明の効果 以上本発明の刊本のブレーキ制御方法によれは、回生ブ
レーキ力と空気ブレーキ力を虐めた総合ブレーキ力を低
減させることができるので、大滑走(1至ることなく、
確実に再粘着が期待でき、従って、回生率を高めること
ができる。
また、全ブレーキ力指令範囲において、回生ブレーキ制
御と空気ブレーキ制御の温和を改昏できる0
【図面の簡単な説明】
第1図は′亀気車駆動用誘4電動機の制御を可変電圧o
J変周波数インバータC二より行う電気車制御装置の王
回路部の例、第2図は従来のパルス巾変調制御の可変電
圧i」変周波数インバータの制御回路部のブロック図、
第3図は本発明の制御回路部。 のブロック図、第4図は第3図の動作説明図である。 4・・・インバータ王回路 6・・・妨導電動機7・・
・パルスジェネレータ 21・・・回転周波数演算部 22・・・空転滑足検知
部23・・・電流パターン発生部 24・・・すべり周波数演算部 2り・・・変調パルスモード演算部 26・・・変調率演算部 27・・・パルス巾変眺制御
部あ・・・パルス合成回路 29 、 :31)・・・回生ブレーキ力演算部:31
・・・ブレーキカイ百号保持部 :32・・・信号変化率制限回路 (7317)代理人 弁理士 則 近 憲 佑 Cほか
1名)第4図 t/12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  パルス巾変調制御の可変電圧可変周波数イン
    バータにより誘導tFL!1tIJ機を駆動し、回生ブ
    レーキ力を演算しこの演算された回生ブレーキ力がブレ
    ーキ力指令に対して小さいときに差に応じた空気ブレー
    キ力を作用させる電気車のブレーキ力制御方法において
    、列車の車輪が滑走を起こしたとき、この滑走を誘導電
    動機の回転数の時間変化率かIツ「足の値をこえたこと
    により検知し2て前記演算された回生ブレーキ力信号を
    所定の時間ホールドし、を気ブレーキの立ち上りを阻止
    し7たことを特徴とする電気車のブレーキ力制御方法。
  2. (2)回生ブレーキ力の演舞、をパルス中変調制御の可
    変電圧可変周波数インバータの変調率とに調パルスモー
    ドとすべり周波数と出力周波数と架線電圧により行なう
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の電気車の
    ブレーキ力制御方法。
JP11841282A 1982-07-09 1982-07-09 電気車のブレ−キ力制御方法 Pending JPS5910101A (ja)

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Cited By (3)

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JPS61116974A (ja) * 1984-11-08 1986-06-04 Toshiba Corp 交流直流変換装置
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JP2015130776A (ja) * 2014-01-09 2015-07-16 公益財団法人鉄道総合技術研究所 協調ブレーキ制御方法、協調ブレーキ制御システム、滑走発達抑制装置および電気ブレーキ制御装置

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JPS56123703A (en) * 1980-02-29 1981-09-29 Toshiba Corp Skid control method of chopper car

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