一种具有根据VVVF逆变器(6)的输出电压指令和输出电流推测交流电动机(7)的转速、根据该推测值控制VVVF逆变器(6)的无速度传感器矢量控制单元(11)的电车控制装置，包括：检测来自架空线(1)的电流的架空线电流检测单元(4)；在VVVF逆变器(6)运转时根据架空线电流检测单元(4)检测出的架空线(1)的电流的符号、检测无速度传感器矢量控制单元(11)异常的错误动作检测单元(12)；以及在该错误动作检测单元(12)检测到异常时使VVVF逆变器停止的栅极停止单元(13)。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及不使用速度检测器的、利用可变电压可变频率逆变器(以下也称之为 VVVF逆变器)进行驱动的交流电动机作为驱动源的电车控制装置，尤其涉及检测该控制所需的速度推测值的异常的技术。
技术介绍
近年来，提出了不使用速度检测器、而使用VVVF逆变器来高精度地控制交流电动机的方式(例如，参照专利文献1、专利文献2)。在这种不使用速度检测器、控制交流电动机的方式中，根据电流检测值等通过计算求出速度推测值从而控制VVVF逆变器，但是在由于电流检测器故障或布线断线等、导致不能正确计算速度推测值的情况下，若不解决该问题，就会经常发生过电流，还可能处于破坏VVF逆变器的零部件等的状态，因此，需要迅速检测该速度推测值的异常。专利文献1 日本专利第3732784号公报(图6，式(28))专利文献2 日本专利特开2004-64905号公报(图1)
技术实现思路
然而，在专利文献1的电车的驱动控制方法及控制装置中，采用如下结构即，利用有功功率基准P*和直流电压Vdc计算电流基准IL*，计算架空线电流的检测值IL与电流基准IL*的偏差，当该偏差不在下限值α与上限值β之间时，判定速度推测值异常。而且，电流基准IL*通过有功功率基准P*除以直流电压Vdc求出，严格来说，电流基准IL*并不是架空线的电流，而是逆变器的输入电流。其结果，当根据架空线电流和架空线电流的基准求偏差时，确定下限值α及上限值β是比较简单的，但通过计算架空线电流与逆变器的输入电流的偏差来确定下限值α及上限值β的设定常数却非常困难。另外，当交流电动机或VVVF逆变器发生改变时，有功功率基准P*需要随之改变， 因此，下限值α及上限值β每次都需要改变。另外，在专利文献2的电车控制装置中，由于利用判别器判别电流检测器检测出的逆变器的输入电流的方向，并与运转指令信号相比以检测异常，因此误检测为动作异常的可能性很高。例如，在紧接挂了空档(notch-off)从而切断运转指令信号后，逆变器的输入电流变为虽然是短时间内但也流过一小部分，判别该流过的输入电流和切断的运转指令信号，判断为动作异常的可能性很高。另外，在逆变器不是因该异常检测系统而停止，而是过电流或过电压等其它保护手段的保护使逆变器突然停止的情况下，由于逆变器突然停止，使得逆变器的输入电流呈过渡性电流流动，因此，电流向与运转指令信号相反的方向流动，从而异常检测系统开始工作，导致误检测。这种误检测将降低系统的可靠性。本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种电车控制装置，该电车控制装置构成通过检测架空线电流的符号或逆变器电流的符号、以简单的结构检测速度推测值的异常的控制系统，可以简单地确定设定常数，即使交流电动机或可变电压可变频率逆变器发生改变，也不改变设定常数，从而可以检测速度推测值的异常。其目的还在于提供一种可以正确且可靠地检测速度推测值的异常、而不发生误检测的电车控制装置。本专利技术的电车控制装置包括根据动力运行指令或制动指令将直流转换成任意频率的交流的VVVF逆变器(可变电压可变频率逆变器)；连接于所述VVVF逆变器的交流侧的交流电动机；并联连接于所述VVVF逆变器的直流侧的滤波电容器；检测所述VVVF逆变器的交流侧的电流信息的电流检测单元；检测所述滤波电容器的直流电压信息的电压检测单元；以及根据所述VVVF逆变器的输出电压指令和所述VVVF逆变器的输出电流推测所述交流电动机的转速、根据该推测值控制所述VVVF逆变器的无速度传感器矢量控制单元，其中还包括检测架空线电流的架空线电流检测单元或检测所述VVVF逆变器的逆变器电流的逆变器电流检测单元中的某一个直流电流检测单元；错误动作检测单元，所述错误动作检测单元在所述VVVF逆变器运转时，根据动力运行指令或制动指令中的某一个指令、由所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的某一个直流电流和预定的电流设定值，求出直流电流的符号，根据该直流电流的符号检测所述无速度传感器矢量控制单元异常；以及在该错误动作检测单元检测到异常时、停止所述VVVF逆变器的栅极停止单兀。另外，本专利技术的电车控制装置包括根据动力运行指令或制动指令将直流转换成任意频率的交流的VVVF逆变器(可变电压可变频率逆变器)；连接于所述VVVF逆变器的交流侧的交流电动机；并联连接于所述VVVF逆变器的直流侧的滤波电容器；检测所述VVVF 逆变器的交流侧的电流信息的电流检测单元；检测所述滤波电容器的直流电压信息的电压检测单元；以及根据所述VVVF逆变器的输出电压指令和所述VVVF逆变器的输出电流推测所述交流电动机的转速、根据该推测值控制所述VVVF逆变器的无速度传感器矢量控制单元，其中还包括推测架空线电流的架空线电流推测单元或推测所述VVVF逆变器的逆变器电流的逆变器电流推测单元中的某一个直流电流推测单元；错误动作检测单元，所述错误动作检测单元在所述VVVF逆变器运转时，根据动力运行指令或制动指令中的某一个指令、 由所述直流电流推测单元推测出的架空线电流推测值或逆变器电流推测值中的某一个直流电流推测值和预定的电流设定值，求出直流电流推测值的符号，根据该直流电流推测值的符号检测所述无速度传感器矢量控制单元异常；以及在该错误动作检测单元检测到异常时、停止所述VVVF逆变器的栅极停止单元。根据本专利技术的电车控制装置，能够以简单且低成本的结构，检测速度推测值的异常、即无速度传感器矢量控制单元的异常，可以将过电流导致的逆变器装置零部件的故障防患于未然。另外，还可以简单地设定用于异常判定的设定常数，即使交流电动机或可变电压可变频率逆变器发生改变，也不改变设定常数，从而可以检测速度推测值的异常。而且，可以获得能正确且可靠地检测速度推测值的异常、而不发生误检测的可靠性高的电车控制装置。本专利技术的上述及其他目的、特征和效果可以从以下的实施方式中的详细说明及附图记载加以了解。附图说明图1是表示实施方式1的电车控制装置的结构图。图2是表示实施方式1的错误动作检测单元的结构图。图3是表示实施方式1的栅极停止单元的结构图。图4是实施方式1的错误动作检测单元在动力运行时的各参数的动作说明图。图5是实施方式1的错误动作检测单元在再生时的各参数的动作说明图。图6是表示实施方式2的电车控制装置的结构图。图7是表示实施方式2的架空线电流推测单元的结构图。图8是本专利技术使用的VVVF逆变器的电路结构图。图9是表示实施方式3的电车控制装置的结构图。图10是表示实施方式3的错误动作检测单元的结构图。图11是表示实施方式3的栅极停止单元的结构图。图12是表示实施方式3的架空线电流条件设定单元在再生时的结构图。图13是表示实施方式3的再生延时单元的结构图。图14是表示实施方式3的偏置补偿单元的结构图。图15是表示实施方式3的电车控制装置中的控制模式切换图。图16是表示实施方式4的电车控制装置的结构图。图17是表示实施方式5的电车控制装置的结构图。图18是表示实施方式6的电车控制装置的结构图。标号说明1架空线3直流滤波电抗器4架空线电流检测单元5滤波电容器6可变电压可变频率逆变器(VVVF逆变器)7交流电动机8 车轮9 轨道10电流检测单元11无速度传感器矢量控制单元12错误动作检测单元13栅极停止单元14错误再生检测单元615错误动力本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电车控制装置，包括：根据动力运行指令或制动指令将直流转换成任意频率的交流的ＶＶＶＦ逆变器；连接于所述ＶＶＶＦ逆变器的交流侧的交流电动机；串联连接于所述ＶＶＶＦ逆变器的直流侧的滤波电抗器；并联连接于所述ＶＶＶＦ逆变器的直流侧的滤波电容器；检测所述ＶＶＶＦ逆变器的交流侧的电流信息的电流检测单元；检测所述滤波电容器的直流电压信息的电压检测单元；以及根据所述ＶＶＶＦ逆变器的输出电压指令和所述ＶＶＶＦ逆变器的输出电流推测所述交流电动机的转速，根据该推测值控制所述ＶＶＶＦ逆变器的无速度传感器矢量控制单元，该电车控制装置的特征在于，还包括：检测架空线电流的架空线电流检测单元或检测所述ＶＶＶＦ逆变器的逆变器电流的逆变器电流检测单元中的任意一个直流电流检测单元；错误动作检测单元，该错误动作检测单元在所述ＶＶＶＦ逆变器运转时，根据动力运行指令或制动指令中的任意一个指令、由所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的任意一个直流电流和预定的电流设定值求出直流电流的符号，根据该直流电流的符号检测所述无速度传感器矢量控制单元异常；以及在该错误动作检测单元检测到异常时使所述ＶＶＶＦ逆变器停止的栅极停止单元，所述错误动作检测单元包括：错误再生检测单元，该错误再生检测单元将所述ＶＶＶＦ逆变器在动力运行运转时由所述架空线电流检测单元或所述逆变器电流检测单元中的任意一个所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的任意一个直流电流的值与用于判断错误再生而设定的第一电流设定值进行比较，当所述第一电流设定值较大时，可以使错误再生检测延迟由所述滤波电抗器和所述滤波电容器的谐振频率所决定的一定时间；错误动力运行检测单元，该错误动力运行检测单元将所述ＶＶＶＦ逆变器在再生运转时由所述架空线电流检测单元或所述逆变器电流检测单元中的任意一个所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的任意一个直流电流的值与用于判断错误动力运行而设定的第二电流设定值进行比较，当所述第二电流设定值相对较小时，可以使错误动力运行检测延迟由所述滤波电抗器和所述滤波电容器的谐振频率所决定的一定时间；以及根据动力运行指令或制动指令中的任意一个指令在动力运行运转时选择所述错误再生检测单元，在再生运转时选择所述错误动力运行检测单元的动力运行再生检测选择单元。...
【技术特征摘要】
2006.11.02 JP PCT/JP2006/3219451.一种电车控制装置，包括根据动力运行指令或制动指令将直流转换成任意频率的交流的VVVF逆变器； 连接于所述VVVF逆变器的交流侧的交流电动机； 串联连接于所述VVVF逆变器的直流侧的滤波电抗器； 并联连接于所述VVVF逆变器的直流侧的滤波电容器； 检测所述VVVF逆变器的交流侧的电流信息的电流检测单元； 检测所述滤波电容器的直流电压信息的电压检测单元；以及根据所述VVVF逆变器的输出电压指令和所述VVVF逆变器的输出电流推测所述交流电动机的转速，根据该推测值控制所述VVVF逆变器的无速度传感器矢量控制单元， 该电车控制装置的特征在于，还包括检测架空线电流的架空线电流检测单元或检测所述VVVF逆变器的逆变器电流的逆变器电流检测单元中的任意一个直流电流检测单元；错误动作检测单元，该错误动作检测单元在所述VVVF逆变器运转时，根据动力运行指令或制动指令中的任意一个指令、由所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的任意一个直流电流和预定的电流设定值求出直流电流的符号，根据该直流电流的符号检测所述无速度传感器矢量控制单元异常；以及在该错误动作检测单元检测到异常时使所述VVVF逆变器停止的栅极停止单元， 所述错误动作检测单元包括错误再生检测单元，该错误再生检测单元将所述VVVF逆变器在动力运行运转时由所述架空线电流检测单元或所述逆变器电流检测单元中的任意一个所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的任意一个直流电流的值与...
【专利技术属性】
技术研发人员：根来秀人，河野雅树，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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