[发明专利]感应电动机式电车及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及感应电动机式电车及其控制方法，特别适于应用在具有从1个电力变换器向多个感应电动机供电的构成的感应电动机式电车(以下将其称作多感应电动机式电车)中。

背景技术

多感应电动机式电车具备：将介由受电弓从架线取得的电力变换成可变电压、可变频率的三相交流电力的1个或多个电力变换器；和分别被从同一电力变换器提供的三相交流电力驱动的多个感应电动机，多感应电动机式电车基于驱动这些多个感应电动机时得到的动力来行驶。

搭载于这样的多感应电动机式电车的电力变换器的输出频率一般在相当于感应电动机的旋转频率的转子频率上加减转差频率(slip frequency)来进行设定。

在这种情况下，作为这种转子频率，在使用多个感应电动机的旋转频率的最大值的情况下，在电流控制中使用动力运行中发生空转时的空转轴的旋转频率，在使用最小值的情况下，在电流控制中使用再生中发生滑行时的滑行轴的旋转频率，在哪种情况下都会成为再粘着性降低的原因。

为此，转子频率在动力运行时较多使用最大旋转频率以外的感应电动机的旋转频率或各感应电动机的旋转频率的平均值，在再生时较多使用最小旋转频率以外的感应电动机的转速或各感应电动机的旋转频率的平均值。

另外，转差频率如下进行设定：基于要从电力变换器向各感应电动机提供的电流的目标值(是与基于司机的换档操作(notch operation)的换档指令相应的电流值，以下将其称作电流指令值)、和实际从电力变换器向各感应电动机提供的电流的测量值(以下将其称作感应电动机电流反馈值)的差分而算出转差频率补正值，在与此时请求的转矩(是与换档指令相应的大小的转矩，以下将其称作请求转矩)相应的基本指令上加减该转差频率补正值，由此来进行设定。

另外，在专利文献1中公开了如下方法：在全部的感应电动机中具备电流检测器的多感应电动机式电车中，使用分别提供给各感应电动机的电流中的最大电流值作为上述的感应电动机电流反馈值。

专利文献

专利文献1：JP特开昭63-117605号公报

然而，在上述那样的多感应电动机式电车中，有在从同一电力变换器接受供电的多个感应电动机的一部分发生过电流的问题。并且，在感应电动机发生过电流的情况下，特别在如高速车辆那样在高速域的感应电动机的驱动时间长的电车中，这种过电流所引起的感应电动机的过热是安全性方面的问题。

发明内容

本发明考虑以上的点而提出，提出能有效防止过电流所引起的感应电动机的过热、提升安全性的感应电动机式电车及其控制方法。

为了解决这种课题，在本发明中，感应电动机式电车具备：电力变换器，其将从架线取得的电力变换为可变电压可变频率的三相交流电力；多个感应电动机，从电力变换器供电，分别驱动不同的车轮；电流检测器，其检测电力变换器的输出电流的电流值；多个速度检测器，与多个感应电动机分别对应而设，检测对应的感应电动机的旋转频率；和电力变换器控制部，其生成电力变换器的输出电流的目标值即感应电动机电流指令值，基于由电流检测器检测出的电力变换器的输出电流、以及由速度检测器分别检测出的旋转频率来控制电力变换器，以使得电力变换器的输出电流追随该感应电动机电流指令值，电力变换器控制部基于由速度检测器分别检测出的旋转频率来限制感应电动机电流指令值的大小，以使得抑制感应电动机所分别驱动的车轮的车轮径差所引起的流向感应电动机的过电流。

另外，在本发明中，在感应电动机式电车的控制方法中，所述感应电动机式电车具有：电力变换器，其将从架线取得的电力变换为可变电压可变频率的三相交流电力；和多个感应电动机，从电力变换器供电，分别驱动不同的车轮，该感应电动机式电车的控制方法具备：第1步骤，检测电力变换器的输出电流的电流值、和多个感应电动机各自的旋转频率；和第2步骤，生成电力变换器的输出电流的目标值即感应电动机电流指令值，基于在第1步骤中检测出的电力变换器的输出电流、以及检测出的多个感应电动机各自的旋转频率来控制电力变换器，以使得电力变换器的输出电流追随该感应电动机电流指令值，在第2步骤中，基于在第1步骤中检测出的旋转频率来限制感应电动机电流指令值的大小，以使得抑制感应电动机所各自驱动的车轮的车轮径差所引起的流向感应电动机的过电流。

发明的效果

根据本发明，由于能抑制流向感应电动机的过电流、有效防止过电流所引起的感应电动机的过热，因此能提升安全性。

附图说明

图1是表示一般的感应电动机中的转差频率、和牵引力、制动力以及感应电动机电流的关系的特性曲线图。