[其他]感應馬達驅(qū)動的電動車的控制系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87107660
• 申請日: 1987-11-04
• 公開（公告）號: CN87107660A
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 野崎吉雄;岡松茂俊;高岡征
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所
• 主分類號: H02P5/50
• 分類號: H02P5/50;H02P7/74
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 吳淑芳

本發(fā)明涉及到由感應電動機驅(qū)動的電動車的控制系統(tǒng)性能的改進。

感應電動機驅(qū)動的電動車裝備有一個接收直流電并將之轉(zhuǎn)換成電壓和頻率可變的三相交流電的變換器，以及多個由變換器供電、驅(qū)動電動車的三相感應電動機。

一般，變換器的輸出（工作）頻率f_INV是通過將對應于感應電動機的轉(zhuǎn)速（相當于電動車速度）的頻率fr加上或減去一個 差頻 fs而得到的。變換器通過一個與變換器頻率控制信號f_INV成正比的控制信號設定它的輸出電壓V。

關于差頻fs，預置了一個相應于所需轉(zhuǎn)動力矩的基本控制信號fsp并且此控制信號由電流控制系統(tǒng)的輸出信號加以修正。施加于電流控制系統(tǒng)的電流控制信號至少在變換器的變壓和變頻（VVVF）范圍內(nèi)保持為常數(shù)，并且在常壓、變頻（CVVF）范圍內(nèi)有兩個模式，這將在后面描述。與電流控制信號不同，反饋的電動機電流值取多個電動機電流的平均值或最大值。

特別當互隨（re-adhering）特性很重要時，往往采用最大電流控制系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，測出的是最大電流，因此，即使在部分驅(qū)動輪打滑并且流向連接到空轉(zhuǎn)傳動軸的電動機的電流減小時，這種部分打滑也不影響其他車輪。從而，不用增大電流以增大轉(zhuǎn)動力矩就能使空轉(zhuǎn)傳動軸恢復緊隨（adhering）狀態(tài)。例如，在日本鐵路控制論研討會第十八屆有關鐵路控制論應用的國內(nèi)討論會（1981年11月）的論文集423號245-249頁，“電動機車的PWM（脈寬調(diào)制）控制系統(tǒng)的改進”一文，特別是圖6和它的說明中，揭示了這樣一種控制系統(tǒng)。

但是，在采用眾所周知的最大電流控制系統(tǒng)的感應電動機驅(qū)動的電動車中，卻不能達到所需要的轉(zhuǎn)動力矩水平。

本發(fā)明的一個目的是為采用最大電流控制系統(tǒng)的感應電動機驅(qū)動的電動車提供一種能改進轉(zhuǎn)動力矩控制特性以實現(xiàn)所要求的電動車特性的控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種至少在變換器的VVVF區(qū)域內(nèi)能隨代表變換器工作頻率或電動車速度的變化而增大電動機電流控制信號的裝置。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種至少在變換器的VVVF區(qū)域內(nèi)能隨變換器工作頻率的變化而修正變換器輸出電壓控制信號的裝置。

連接到各感應電動機上的車輪，其直徑不可避免地有某種程度的差異。車輪直徑的差異導致了各電動機的旋轉(zhuǎn)頻率的差別，而這種旋轉(zhuǎn)頻率的差別隨電動車速度的增大而增大。另一方面，由同一變換器供電的各個感應電機的同步速度的形成是一樣的，隨著電動車速度的增加，各電動機間差頻的差異也隨之增大而使得轉(zhuǎn)動力矩的不平衡加大。在這時，最大電流控制系統(tǒng)進行控制使得分擔最大轉(zhuǎn)動力矩的一個電動機的電流被控制在一個所需要的值上，結(jié)果是電動車速度越高，其余的電動機的轉(zhuǎn)動力矩減小得越多，從而減少總的轉(zhuǎn)動力矩。

為克服這個困難，按照本發(fā)明，電動機電流隨變換器工作頻率或電動車速度的增大而增大，以防止因車輪直徑不同而造成的總轉(zhuǎn)動力矩的減小，并且改進了恒定轉(zhuǎn)動力矩特性。

另一種對付辦法是，以一預定百分比修正隨變換器工作頻率變化的變換器輸出電壓控制信號，從而在變換器的VVVF區(qū)域內(nèi)改進恒轉(zhuǎn)動力矩特性。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的用于感應電動機驅(qū)動的電動車的控制系統(tǒng)的一個實施例的框圖。

圖2和圖3是用于解釋由圖1所示的控制系統(tǒng)控制的電動車性能的特性圖。

圖4是控制系統(tǒng)的另一實施例的框圖。