电动机的过热保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术的电动机的过热保护装置可适用于使用一台或多台逆变器装置并行地运行多台电动机的铁路车辆驱动系统，该电动机的过热保护装置包括：控制装置（14），该控制装置（14）对逆变器装置（10）的动作进行控制；以及保护装置（20），该保护装置（20）基于包含有在逆变器装置（10）对电动机（12a、12b）进行使电压与频率的比值恒定的控制时的频率信息的频率信号fs，以及流过电动机（12a、12b）的至少一个相的电流I1、I2，来检测电动机（12a、12b）中可能产生的过热，与此同时，生成用于保护电动机（12a、12b）不受过热影响的过热保护信号Tf，并输出至控制装置（14）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机的过热保护装置
本专利技术涉及电动机的过热保护装置。
技术介绍
在驱动铁路车辆的系统（铁路车辆驱动系统）中，使用一台或多台逆变器装置对多台电动机（交流电动机）进行并行运行。这里，并非是对于铁路车辆驱动系统的应用技术，在下述专利文献1所揭示的电动机并行运行系统中，为检测多台电动机的异常，持续掌握电动机间的差动电流，当该差动电流在设定值以上时，判断发生了某种异常，并产生异常信号。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平7－194186号公报(段落“0008”、图1)
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，例如在将使用上述电动机间的差动电流进行异常检测的功能作为过热保护功能组装到铁路车辆驱动系统内的情况下，与铁路车辆用电动机（以下，除了需要特别区分的情况，简称为“电动机”）相连接的各车轮间的车轮直径的差异成为问题。例如，在车轮直径具有显著差异的情况下，即使以相同的转矩驱动各电动机，对车轮直径较大的车轮进行驱动的一侧的电动机中流过较大的电流，而对车轮直径较小的车轮进行驱动的一侧的电动机中流过较小的电流。因此，在确定用于判定差动电流的大小的设定值（阈值）时，不得不预先将允许的车轮直径的差异考虑在内来确定设定值，从而存在无法进行精度较高的判定的问题。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电动机的过热保护装置，该过热保护装置即使在与电动机相连接的各车轮间的车轮直径存在显著差异的情况下，也几乎不会受到车轮直径的差异的影响，并能够进行精度较高的过热保护。解决技术问题所采用的技术方案为解决上述问题，达到目的，本专利技术所涉及的电动机的过热保护装置可适用于使用一台或多台逆变器装置对多台电动机进行并行运行的铁路车辆驱动系统，其特征在于，包括控制装置，该控制装置对所述逆变器装置的动作进行控制；以及保护装置，该保护装置基于在所述逆变器装置对所述电动机进行使电压与频率的比值恒定的控制时的频率信息、以及流过各所述电动机的至少一个相的电流检测值，来检测各所述电动机中产生过热的可能性，与此同时，生成用于保护所述电动机不受过热影响的过热保护信号，并输出至所述控制装置。专利技术效果根据本专利技术所涉及的电动机过热保护装置可获得以下效果，即：即使在与电动机相连接的各车轮间的车轮直径存在显著差异的情况下，也几乎不会受到车轮直径的差异的影响，而能够进行精度较高的过热保护。附图说明图1是表示包括本实施方式所涉及的电动机的过热保护装置的铁路车辆驱动系统的主要部分的结构的图。图2是表示图1所示的保护装置的内部结构的功能框图。图3是表示铁路车辆用电动机的加速力特性的一个示例的图。图4是对在各车轮间的车轮直径存在显著差异的情况下可能产生的误检测进行说明的时序图。图5是对即使在各车轮间的车轮直径存在显著差异的情况下也不会产生误检测的本实施方式所涉及的过热保护装置的动作进行说明的时序图。图6是表示铁路车辆驱动系统中电动机侧的一个相的等效电路的电路图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式所涉及的电动机的过热保护装置进行说明。此外、本专利技术并不局限于以下示出的实施方式。<实施方式>图1是表示包括实施方式所涉及的电动机的过热保护装置的铁路车辆驱动系统的主要部分的结构的图。如附图所示，本实施方式所涉及的铁路车辆驱动系统包括：逆变器装置10，电动机12a、12b，控制装置14，以及保护装置20。控制装置14生成栅极驱动信号GI，并输出至逆变器装置10，该栅极驱动信号GI用于控制逆变器装置10所具备的未图示的开关元件。逆变器装置10基于从控制装置14输出的栅极驱动信号GI，对作为多台电动机的一个示例而示出的电动机12a、12b进行驱动。在连接逆变器装置10与电动机12a、12b的U、V、W相的连接导体中，至少在其中1相（附图中以U相为例来示出）上分别设有电流检测器16a、16b。在这些电流检测器16a、16b中，电流检测器16a检测出流过电动机12a的U相的电流I1，电流检测器16b检测出流过电动机12b的U相的电流I2。另外，电流检测器16a、16b检测出的电流I1、I2输入保护装置20。来自控制装置14的频率信号fs也被输入保护装置20。该频率信号fs是包含有逆变器装置10对电动机12a、12b进行使电压与频率的比值恒定的控制（V/f恒定控制）时的频率（逆变器频率）信息的信号。保护装置20基于所输入的电流I1、I2及频率信号fs，来检测电动机12a、12b可能会发生的过热。图2是表示图1所示的保护装置20的内部结构的功能框图。如图所示，保护装置20包括差动电流运算部22、以及作为过热保护信号生成部的比较器24，电流I1、I2及频率信号fs输入差动电流运算部22。当频率信号fs所包含的频率低于预先设定的规定值时，差动电流运算部22对电流I1和电流I2之间的差动电流ΔI（=|I1-I2|）进行运算，并输出至比较器24。当差动电流ΔI大于预先设定的规定值时，比较器24对电动机12a、12b中的任一个存在达到过热的可能性进行判定，并生成过热保护信号Tf，输出至控制装置14。接收到过热保护信号Tf的控制装置14通过停止逆变器装置10的动作等方式来对电动机12a、12b进行保护。根据上述过热保护装置的功能，具有以下优点，即能在不设置温度传感器的情况下也能进行过热保护。对于利用温度传感器的检测信息的方法，需要按电动机的台数分别设置温度传感器，从而导致元器件个数的增加和维护成本的增加，但在本实施方式的过热保护装置中，由于不需要设置温度传感器，因此能够抑制上述成本的增加。另外，在图2中示出了频率信号fs输入差动电流运算部22的结构，但也可以构成为将频率信号fs输入比较器24。在采用这种结构的情况下，差动电流运算部22始终对电流I1和电流I2之间的差动电流ΔI进行运算并输出。另一方面，在差动电流ΔI大于预先设定的规定值，且频率信号fs所包含的频率低于预先设定的规定值时，比较器24对电动机12a、12b中的任一个存在有达到过热的可能性进行判定，并生成过热保护信号Tf，输出至控制装置14。关于之后的动作如上所述。接着，对于本实施方式的过热保护装置所具有的固有效果，参照图3～图6进行说明。图3是表示铁路车辆用电动机的加速力特性的一个示例的图，图4是对在与电动机相连接的各车轮间的车轮直径存在显著差异的情况下有可能产生的误检测进行说明的时序图，图5是对即使是在各车轮间的车轮直径存在显著差异的情况下也不会产生误检测的、本实施方式所涉及的过热保护装置的动作进行说明的时序图，图6是表示铁路车辆驱动系统中电动机侧的一个相的等效电路的电路图。在图3中，横轴表示车辆速度（等同于电动机的转速），纵轴表示电流指令（实线波形）、以及电压指令（虚线波形）。在虚线波形中，图中以较粗的虚线表示的部分是V/f恒定控制区间（固定转矩驱动区间），并进行以下控制，即根据车辆速度v（等同于频率f）来增加施加到电动机上的电压。在图示的例子中，在车辆速度v0（频率f0）之前进行V/f恒定控制，在车辆速度v0之后，则进行以下控制，即将电压指令设为恒定，以2个阶段（在图示的例子中为车辆速度v1（频率f1））对降低电流指令的曲线进行切换。另外，在图3中，举例示出了在车辆速度v0之后，以2个阶段对电流指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机的过热保护装置，可适用于使用一台或多台逆变器装置并行地运行多台电动机的铁路车辆驱动系统，其特征在于，包括：控制装置，该控制装置对所述逆变器装置的动作进行控制；以及保护装置，该保护装置基于在所述逆变器装置对所述电动机进行使电压与频率的比值恒定的控制时的频率的信息、以及流过各所述电动机的至少一个相的电流检测值，来检测各所述电动机中产生过热的可能性，与此同时，生成用于保护所述电动机不受过热影响的过热保护信号，并输出至所述控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电动机的过热保护装置，适用于使用一台或多台逆变器装置并行地运行多台电动机的铁路车辆驱动系统，其特征在于，包括：控制装置，该控制装置对所述逆变器装置的动作进行控制；以及保护装置，该保护装置基于在所述逆变器装置对所述电动机进行使电压与频率的比值恒定的控制时的频率的信息、以及流过各所述电动机的至少一个相的电流检测值，来检测各所述电动机中产生过热的可能性，与此同时，检测电流，判定所述频率的信息是否低于第1规定值，在所述频率的信息低于第1规定值的情况下，判定流过所述多台电动机中规定的两台电动机的电流检测值的差动电流是否大于考虑车轮直径而设定的第2规定值，在所述差动电流大于所述第2规定值的情况下，生成用于保护所述电动机不受过热影响的过热保护信号，并输出至所述控制装置。2.如权利要求1所述的电动机的过热保护装置，其特征在于，在采用所述逆变器装置控制两台电动机的结构的情况下，所述保护装置包括：差动电流运算部，该差动电流运算部在所述频率低于第1规定值的情况下，对流过所述两台电动机的电流检测值的差动电流进行运算；以及过热保护信号生成部，该过热保护信号生成部在所述差动电流大于第2规定值的情况下，判定为所述两台电动机中的任意一个存在达到过热的可能性，并生成所述过热保护信号。3.如权利要求1所述的电动机的过热保护装置，其特征在于，在采用所述逆变器装置控制两台电动机的结构的情况下，所述保护装置包括：差动电流运...

【专利技术属性】
技术研发人员：糀谷知洋，冈田万基，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP