[发明专利]电力变换装置以及电力变换装置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及控制感应电动机来控制车轮旋转的电力变换装置以及电力变换装置的控制方法。

背景技术

以往，在铁道车辆中，一般是使用能输出可变电压、可变频率的电力变换装置，以1台电力变换装置控制多个感应电动机的方式。特别是要求控制响应的方式中，使用矢量控制方式，将电动机电流分解成励磁分量和转矩分量来独立进行控制。在矢量控制方式中，根据励磁分量指令和转矩分量指令计算滑差频率指令，通过在感应电动机的旋转频率上加减滑差频率指令来运算电力变换装置的输出频率指令。

另外，在与感应电动机连接的车轮中，广泛周知由于因降雨或路面(轨道)结冰、坠落物等引起的路面的摩擦系数的变化而不能确保路面与车轮间的粘着力，在制动动作时会发生车轮滑行的现象。

为此，作为所述车轮的滑行现象的探测以及助长抑制的技术，介绍了如下技术(例如参照专利文献1)：探测感应电动机旋转频率的速度差作为滑行量，在电力变换装置的输出频率分量中加进时间变化率来抑制滑行的助长，促进路面(轨道)与车轮的再粘着。

另外，还介绍了如下技术(例如参照专利文献2)：基于车辆驱动用交流电动机的速度来探测驱动车轮在滑行，检测加速度的时间变化作为滑行量。

再另外，介绍了如下技术(例如参照专利文献3)：通过减低所述的转矩分量指令量来进行滑行的助长抑制以及再粘着。

先行记述文献

专利文献

专利文献1：JP特开平成9-308006

专利文献2：JP特开2008-148445

专利文献3：JP特开2009-112132

但是，在实际的场地中，确认了车轮急剧固着而以至于滑行的情况、持续发生滑行的情况等各种条件下的滑行，但与以1台电力变换装置控制的多个感应电动机连接的车轮并不一定全都进行同样的滑行，因前轮、后轮等的差异而滑行的程度不同。为此，在所述的现有技术中，在探测到车轮的滑行起到实施与路面(轨道)的再粘着为止的期间，担心出现在各车轴间混合存在正输出和负输出的电动机的电动机输出不平衡状态。进而，若到所述再粘着为止需要时间，则在这其间，还担心易于产生车轮与路面(轨道)的磨耗。

另外，在路面的摩擦系数极其接近于零的情况下，即使如专利文献3那样使感应电动机的转矩输出无限接近于零，也消除不了车轮的滑行，所述再粘着需要时间。

发明内容

本发明鉴于这样的状况而提出，其目的在于，提供能高精度地检测会在路面(轨道)与车轮的再粘着控制时发生的在驱动各车轴的各个电动机中正输出和负输出的电动机混合存在的电动机输出不平衡状态的产生的电力变换装置以及电力变换装置的控制方法。

为了达成该目的，本发明提供电力变换装置，其具备：驱动车辆的多个电动机；被各个所述电动机驱动并支撑车轮的多个车轴；检测各个所述车轴的旋转频率的旋转频率检测单元；和基于从所述旋转频率检测单元输出的旋转频率来控制各个所述电动机的电流的控制单元，所述控制单元具备：运算从所述旋转频率检测单元输入的旋转频率的平均值的平均值运算单元；选择从所述旋转频率检测单元输入的旋转频率的最小值的最小值选择单元；基于从所述平均值运算单元输入的平均值和所述多个电动机的电流值来运算输出频率的输出频率运算单元；和检测所述多个电动机的输出不平衡的电动机输出不平衡检测单元，所述电动机输出不平衡检测单元具备：从从所述输出频率运算单元输入的运算值减去从所述最小值选择单元输入的最小值的减法运算单元；和进行从所述减法运算单元输入的减法运算值与预先设定的基准值的比较，并基于其比较结果输出电动机输出不平衡检测信号的比较单元。

另外，本发明提供电力变换装置的控制方法，所述电力变换装置具备：多个电动机；被各个所述电动机驱动的多个车轴；检测各个所述车轴的旋转频率的旋转频率检测单元；和基于从所述旋转频率检测单元输出的旋转频率来控制各个所述电动机的电流的控制单元，所述电力变换装置的控制方法具有：运算从所述旋转频率检测单元输入的旋转频率的平均值的平均值运算步骤；选择从所述旋转频率检测单元输入的旋转频率的最小值的最小值选择步骤；基于在所述平均值运算步骤得到的平均值和所述多个电动机的电流值来运算输出频率的输出频率运算步骤；和检测所述多个电动机的输出不平衡的电动机输出不平衡检测步骤，所述电动机输出不平衡检测步骤具有：从在所述输出频率运算步骤得到的运算值减去在所述最小值选择步骤得到的最小值的减法运算步骤；和进行在所述减法运算步骤得到的减法运算值与预先设定的基准值的比较，基于其比较结果输出电动机输出不平衡检测信号的比较步骤。

发明效果