本发明专利技术揭示一种能提高交流电动机所产生的转矩的控制装置。在依据具有能量累积元件的两个以上的电源并用逆变器驱动交流电动机的控制装置中，包括：从外部供给直流电并变换成交流电的第１逆变器；累积直流电的电源；将所述电源供给的直流电变换成交流电的第２逆变器；以及将所述第１及第２逆变器输出一侧的交流电压相加的加法器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及驱动交流电动机的控制装置，例如用于铁路车辆或电动汽车等的电气车辆。
技术介绍
以往，作为一种能高效地利用从交流电动机向逆变器回输的再生能量的方法，曾提出以下的方案，即在全部再生能量中，将电源中不能变换的再生能量累积于其它电源，在动力运行时从该其它电源供电的电流分流控制装置的方案(例如，专利文献1)。 日本专利文献1特開2002-291103号公报(第7页、图1) 但是，在现有的电流分流控制装置中，在连接逆变器的交流电动机上，虽然流过将从逆变器和主逆变器的交流电流相加后的电流，但交流电动机所产生的转矩受到交流电动机自身的电流上限值的限制。 因此，尤其在高速区域制动时，交流电动机转矩一增大，就受到交流电动机自身电流上限值的限制，存在的问题是电动机的减速性能不理想，在包括高速区域在内的全部运转区域中，为了确保一定的减速性能，存在的问题是，不得不用机械制动等手段以弥补上述之不足。 本专利技术为解决上述问题而提出，其目的在于提供一种通过增加给与交流电动机的电压，从而能实现改善高速区域的加速及减速性能的可变速交流电动机的控制装置。
技术实现思路
本专利技术的可变速交流电动机的控制装置，包括 具有能量累积元件的两个以上的直流电源； 将由所述两个以上的直流电源分别供给的直流电压变换成交流电压的两个以上的逆变器；以及 将来自所述两个以上的逆变器的输出电压相加的电压加法器。 根据本专利技术，能不依赖于机械制动器等辅助手段，而改善高速区域的加速及减速性能。 附图说明 图1为表示本专利技术实施方式1的可变速交流电动机的控制装置构成用的图。 图2为表示本专利技术实施方式1的可变速交流电动机的控制装置的再生制动时的动作的动作图。 图3为表示本专利技术实施方式2的可变速交流电动机的控制装置构成用的图。 图4为表示本专利技术实施方式3的可变速交流电动机的控制装置构成用的图。 标号说明 1外部电源、1a架空线、1b集电器、1c滤波电容器、1d地电位、2能量累积元件、3电池逆变器、4电源逆变器、5电压加法器、6交流电动机、7a～7c单相逆变器、8a～8c单相逆变器用能量累积元件、9a、9b切换开关、10滤波电容器 具体实施例方式 以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。 图1为表示本专利技术实施方式1的可变速交流电动机的控制装置构成用的图。表示用于铁路车辆的一种形态。在图1中，外部电源1从架空线1a通过集电器1b及滤波电容器1c与电源逆变器4连接。另外，1d表示地电位。 2为二次电池或电偶极子层电容器等能量累积元件，与电池逆变器3连接。电池逆变器3和电源逆变器4是从直流电变换成交流电、或从交流电变换成直流电用的功率转换器，例如可采用PWM(脉宽调制)控制方式的功率转换器。 电池逆变器3和电源逆变器4连接电压加法器5，电压加法器5再与交流电动机6连接。还有，电压加法器5例如可用变压器，在电池逆变器3和电源逆变器4相加的情况下，可以采用分别为U相、V相、W相的3个线圈的变压器。 以下，说明其动作。首先，利用外部电源1向电源逆变器4供直流电。例如，在铁路车辆上，直流电从变电所(图中未示出)通过架空线1a由集电器1b集电后，再通过滤波电容器1c供给电源逆变器4。 然后，电池逆变器3将能量累积元件2供给的直流电变换成交流电，并输出到电压加法器5，设电池逆变器3的交流电压为Vub、Vvb、Vwb，则交流电压Vub、Vvb、Vwb可分别用式(1)～(3)表示 Vub＝Vb×sinθb…(1) 其中，Vb为电池逆变器3的交流电压波高值、θb为电池逆变器3的相位。还有，由于电池逆变器3根据PWM控制，可在直流电压的范围内决定交流电压的大小、频率(相位)，因此能将式(1)～(3)的Vb及θb控制成任意的值。 另一方面，电源逆变器4将输入的直流电变换成交流电，并输出到电压加法器5，设电源逆变器4的交流电压为Vus、Vvs、Vws，则交流电压Vus、Vvs、Vws可分别用式(4)～(6)来表示。 Vus＝Vs×sinθs…(4) 其中，Vs为电源逆变器4的交流电压波高值、θs为电源逆变器4的相位。还有，由于电池逆变器4也根据PWM控制，可在直流电压的范围内决定交流电压的大小、频率(相位)，因此能将式(4)～(6)的Vs及θs控制成任意的值。 电压加法器5将自电池逆变器3和电源逆变器4输入的交流电压相加，即，设电压加法器5的输出为Vuo、Vvo、Vwo，则Vuo、Vvo、Vwo可分别用式(7)～(9)来表示。 Vuo＝Vub+Vus＝Vu×sinθb+Vs×sinθs…(7) 还有，在式(7)～(9)中，变成将电池逆变器3和电源逆变器4的电压分别相加的关系，但通过调整电池逆变器3的相位θb和电源逆变器4的相位θs，不仅电池逆变器3和电源逆变器4的电压相加而且也能相减。 如上所述，由式(7)～(9)决定的交流电压Vuo、Vvo、Vwo可分别外加于交流电动机6。交流电动机6根据交流电压Vuo、Vvo、Vwo产生转矩，由该转矩带动车轮(图中未示出)旋转，使电气车辆加速。 另一方面，在车辆制动，也就是所谓再生制动的情况下，交流电动机作为交流发电机起作用，这时，在交流电动机6上产生再生能量，作为交流电供给电压加法器5。在这种再生制动时，电压加法器5进行与加速时同样的动作，保持由上述式(7)～(9)决定的交流电压的关系。 这里，说明电气车辆在再生制动时的动作。图2为表示电气车辆在再生制动时交流电动机6端子间电压VM、电流IM、以及所产生的转矩和车速间的关系用的动作图。设交流电动机转矩最大值为TMmax、最大电流为IMmax，图2中表示交流电动机1按照最大的转矩和电流值动作时的情况，为了进行比较，用虚线表示现有的没有电池逆变器3和电压加法器5时的交流电动机转矩和交流电动机电流。 在图2中，首先区间A的区域是VVVF(变压变频)区域，交流电动机6端子间电压VM和频率(Finv)之比(VM/Finv)保持一定，同时控制交流电动机6。在该区域只要电动机转矩TM为一定，则电动机电流IM也为一定。 接着，进入区域B的恒定输出区域。在该区间B的恒定输出区域中，为了保持电动机电流IM在最大值，使电动机转矩TM与速度成反比地减少。 以往，电动机端子间电压VM为只取决电源逆变器4的直流电压Vc的成为最大电压(VSmax)的区域。电源逆变器4交流电压最大值Vsmax和电源逆变器4直流电压Vc间的关系由下式(10)而定。 因此，以往，区间A在电动机端子间电压VM在到达电源逆变器4的直流电压Vc的速度S1以前一直被限制，如图2所示，在速度S1以后，使电动机转矩与速度成反比减少。 但是，在本专利技术的实施方式中，根据电压加法器5的动作，电动机端子间电压VM成为电压加法器5的输出，即如下式(11)所示，与电源逆变器4和电池逆变器3的交流电压值之和相同。 Vm＝Vs+Vb…(11) 因而，在到速度S1为止一直被限制的区域A，如图2所示变成为至速度S2为止，通过增大电动机端子间电压VM，从而能不增加电动机电流IM，而提高电动机所产生的转矩TM。 此后，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可变速交流电动机的控制装置，其特征在于，包括： 具有能量累积元件的两个以上的直流电源； 将由所述两个以上的直流电源分别供给的直流电压变换成交流电压的两个以上的逆变器；以及 将来自所述两个以上的逆变器的输出电压相加的电压加法器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：根来秀人，曾根悟，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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