本發(fā)明的實(shí)施方式涉及電車控制裝置。

背景技術(shù)：

搭載于電車的馬達(dá)(電動(dòng)機(jī))和驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)的逆變器一般情況下制造場(chǎng)所(制造商)不同，在電車上連接馬達(dá)和逆變器的布線作業(yè)者也與它們的制造商不同的情形較多。因此，存在馬達(dá)和逆變器被錯(cuò)誤地電氣布線(連接)的擔(dān)心。

這樣的問(wèn)題不僅在電車的制造時(shí)發(fā)生，而且在馬達(dá)或者逆變器的檢驗(yàn)、更換時(shí)的作業(yè)中也可能發(fā)生。

但是，如果誤布線，則馬達(dá)會(huì)逆向旋轉(zhuǎn)。

因此，以往，通過(guò)檢測(cè)由于馬達(dá)逆向旋轉(zhuǎn)而發(fā)生的電流來(lái)檢測(cè)馬達(dá)與逆變器之間的誤布線。

先行技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2010-213557號(hào)公報(bào)

發(fā)明的概要

發(fā)明所要解決的課題

但是，在電車上搭載多個(gè)馬達(dá)那樣的狀況下，大多數(shù)的馬達(dá)被正常地布線而正常地旋轉(zhuǎn)的情況下，電車的車輪全部在同一方向上旋轉(zhuǎn)。因此，即使被誤布線的馬達(dá)想要逆轉(zhuǎn)，也被車輪的運(yùn)動(dòng)拉拽而轉(zhuǎn)動(dòng)，不會(huì)逆著被正常地布線的馬達(dá)的運(yùn)動(dòng)而逆轉(zhuǎn)。

因此，在上述以往的方法中，無(wú)法檢測(cè)誤布線，誤布線所引起的過(guò)電流流入到該誤布線的馬達(dá)，存在損傷馬達(dá)的擔(dān)心。

因此，本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種在搭載了多臺(tái)馬達(dá)的電車中，能夠可靠地檢測(cè)馬達(dá)與逆變器之間的誤布線的電車控制裝置。

用于解決課題的手段

實(shí)施方式的電車控制裝置具備：多個(gè)馬達(dá)，能夠?qū)﹄娷嚨能囕唫鬟f動(dòng)力；以及逆變器，供給用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)馬達(dá)的電力?？刂撇靠刂颇孀兤鳎⑶以陔娷囈灶A(yù)定的速度條件移動(dòng)的狀態(tài)下，比較在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)控制中使用的q軸電壓前饋值VqFF和q軸電壓指令值Vq^*，在滿足下式

VqFF≥1.5·Vq^*

的情況下，檢測(cè)為在馬達(dá)與所述逆變器之間產(chǎn)生了誤布線。

附圖說(shuō)明

圖1是具備實(shí)施方式的電車控制裝置的電車系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是控制部的概要結(jié)構(gòu)框圖。

圖3是實(shí)施方式的動(dòng)作說(shuō)明圖。

用于實(shí)施發(fā)明的方式

接下來(lái)，參照附圖，說(shuō)明實(shí)施方式。

圖1是具備實(shí)施方式的電車控制裝置的電車系統(tǒng)的概要結(jié)構(gòu)圖。

電車系統(tǒng)ET如圖1所示，具備：架線1，供給交流電力；受電弓2，用于從架線1接受交流電力的供給；主切斷器3，用于切斷來(lái)自架線1的經(jīng)由受電弓2的交流電力的供給；電車的車輪5，經(jīng)由軌道4接地；操作盤6，設(shè)置有主控制器(Master controller)等，由駕駛員進(jìn)行各種操作；以及顯示盤7，顯示車輛速度等各種信息。

另外，電車系統(tǒng)ET具備：變壓器10，對(duì)從架線1供給的交流電力的電壓進(jìn)行變換；電流限制電阻器11，用于限制沖擊電流；接觸器12，將來(lái)自變壓器10的電力供給到后級(jí)；以及電流限制電阻用接觸器13，用于為了在接觸器12閉合時(shí)限制沖擊電流，在將接觸器12設(shè)為閉合狀態(tài)(ON狀態(tài))之前，構(gòu)成包括電流限制電阻器11的閉合電路。

另外，電車系統(tǒng)ET具備：轉(zhuǎn)換器14，將經(jīng)由接觸器12供給的交流電力變換為具有預(yù)定的電壓的直流電力；逆變器(可變電壓可變頻率逆變器)15，將轉(zhuǎn)換器14輸出的直流電力變換為具有期望的頻率以及電壓的三相交流電力；以及電流傳感器部16，具備檢測(cè)逆變器15輸出的三相交流電力的U相、V相以及W相各自的電流的多個(gè)電流傳感器。

另外，電車系統(tǒng)ET具備：多個(gè)馬達(dá)18a、18b，通過(guò)逆變器15驅(qū)動(dòng)，向?qū)?yīng)的車輪5傳遞動(dòng)力；速度傳感器19a、19b，針對(duì)多個(gè)馬達(dá)18a、18b的各個(gè)，進(jìn)行速度檢測(cè)；以及控制部100，進(jìn)行多個(gè)馬達(dá)18a、18b的驅(qū)動(dòng)控制。

圖2是控制部的概要結(jié)構(gòu)框圖。

控制部100具備：3相/2相變換部110，從電流傳感器部16被輸入U(xiǎn)相電流信號(hào)Iu、V相電流信號(hào)Iv以及W相電流信號(hào)Iw，進(jìn)行3相/2相變換，求出d軸電流Id以及q軸電流Iq；以及電流指令運(yùn)算部120，被輸入磁通指令Φ^*以及轉(zhuǎn)矩指令T^*，運(yùn)算并輸出d軸電流指令I(lǐng)d^*以及q軸電流指令I(lǐng)q^*。

另外，控制部100具備：反饋(FB)電壓運(yùn)算部111，被輸入d軸電流Id、q軸電流Iq、d軸電流指令I(lǐng)d^*以及q軸電流指令I(lǐng)q^*，運(yùn)算并輸出d軸反饋電壓VdFB以及q軸反饋電壓VqFB；以及前饋(FF)電壓運(yùn)算部121，被輸入d軸電流指令I(lǐng)d^*以及q軸電流指令I(lǐng)q^*，運(yùn)算并輸出d軸前饋電壓VdFF以及q軸前饋電壓VqFF。

另外，控制部100具備：第1加法部112，對(duì)d軸反饋電壓VdFB加上d軸前饋電壓VdFF而輸出d軸電壓指令Vd^*；第2加法部113，對(duì)q軸反饋電壓VqFB加上q軸前饋電壓VqFF而輸出q軸電壓指令Vq^*；以及驅(qū)動(dòng)控制部114，根據(jù)d軸電壓指令Vd^*以及q軸電壓指令Vq^*，生成PWM控制信號(hào)SPWM，并輸出到逆變器15。

另外，控制部100具備：放大器115，將q軸電壓指令Vq^*放大為1.5倍，作為比較電壓Vqc(＝1.5·Vq^*)輸出；誤布線探測(cè)部122，根據(jù)比較電壓Vqc以及q軸前饋電壓VqFF，檢測(cè)誤布線，輸出誤布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER；以及車速檢測(cè)部123，根據(jù)速度傳感器19a、19b的輸出，檢測(cè)電車的車速。

此處，說(shuō)明誤布線探測(cè)部122的結(jié)構(gòu)。

誤布線探測(cè)部122具備差分運(yùn)算部130，該差分運(yùn)算部130進(jìn)行比較電壓Vqc和q軸前饋電壓VqFF的差分運(yùn)算，輸出差分電壓VV^*(＝VqFF－Vqc)。

另外，誤布線探測(cè)部122具備比較器(比較部)131，該比較器(比較部)131判別差分電壓VV^*是否為0以上，在0以上即

VqFF≥Vqc

的情況下，將誤布線探測(cè)信號(hào)SED設(shè)為“H”電平。

進(jìn)而，誤布線探測(cè)部122具備AND電路132，該AND電路132被輸入在主控制器中的陷波(notch)位置是三陷波(檢查、檢驗(yàn)時(shí)的最大陷波位置)以下的情況下為“H”電平的陷波位置信號(hào)SNP、以及在電車的速度是30km/hr(在檢查、檢驗(yàn)時(shí)被容許的最高速度)以下地移動(dòng)的情況下為“H”電平的移動(dòng)探測(cè)信號(hào)SMV、以及誤布線探測(cè)信號(hào)，取它們的邏輯積，輸出誤布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER。

接下來(lái)，說(shuō)明實(shí)施方式的動(dòng)作。

以下，假設(shè)是對(duì)逆變器15經(jīng)由布線連接了所有馬達(dá)18a、18b的狀態(tài)。

在該狀態(tài)下，操作人員將主切斷器3設(shè)為斷開狀態(tài)(OFF狀態(tài))，并且通過(guò)未圖示的運(yùn)轉(zhuǎn)裝置使受電弓2運(yùn)轉(zhuǎn)，接觸到架線1。

接下來(lái)，操作人員將電流限制電阻用接觸器13設(shè)為閉合狀態(tài)(ON狀態(tài))，將電流限制電阻器11構(gòu)成為包括變壓器10以及轉(zhuǎn)換器14的閉合電路。

其結(jié)果，成為主切斷器3的兩端電壓的差變小的狀態(tài)(電流限制電阻器11的電壓下降量的電壓差)，所以在被抑制了沖擊電流的發(fā)生的狀態(tài)下，操作人員能夠?qū)⒅髑袛嗥?設(shè)為閉合狀態(tài)。

然后，當(dāng)主切斷器3被設(shè)為閉合狀態(tài)時(shí)，變壓器10對(duì)從架線1供給的交流電力的電壓進(jìn)行變換，供給到轉(zhuǎn)換器14。

轉(zhuǎn)換器14被供給由變壓器10進(jìn)行了電壓變換的來(lái)自架線1的交流電力，將被供給的交流電力變換為具有預(yù)定電壓的直流電力而輸出到逆變器15。

逆變器15根據(jù)從后面詳述的驅(qū)動(dòng)控制部114輸入的PWM控制信號(hào)SPWM，將轉(zhuǎn)換器14輸出的直流電力變換為具有期望的頻率以及電壓的三相交流電力(U相、V相、W相)，供給到馬達(dá)18a、18b。

與其并行地，電流傳感器部16檢測(cè)U相電流、V相電流以及W相電流，作為U相電流信號(hào)Iu、V相電流信號(hào)Iv以及W相電流信號(hào)Iw，輸出到控制部100的3相/2相變換部110。

另外，車速檢測(cè)部123根據(jù)速度傳感器19a、19b的輸出，檢測(cè)電車的車速，將在電車的速度是30km/hr(＝預(yù)先設(shè)定為在檢查、檢驗(yàn)時(shí)被容許的最高速度的值)以下地移動(dòng)的情況下為“H”電平的移動(dòng)探測(cè)信號(hào)SMV，輸出到AND電路132。

另外，在駕駛臺(tái)的主控制器中的陷波位置是三陷波(＝預(yù)先設(shè)定為檢查、檢驗(yàn)時(shí)的最大陷波位置的值)以下的情況下為“H”電平的陷波位置信號(hào)SNP被輸入到AND電路132。

控制部100的3相/2相變換部110從電流傳感器部16被輸入U(xiǎn)相電流信號(hào)Iu、V相電流信號(hào)Iv以及W相電流信號(hào)Iw，進(jìn)行3相/2相變換，求出d軸電流Id以及q軸電流Iq而輸出到反饋電壓運(yùn)算部111。

與其并行地，電流指令運(yùn)算部120被輸入磁通指令Φ^*以及轉(zhuǎn)矩指令T^*，運(yùn)算d軸電流指令I(lǐng)d^*以及q軸電流指令I(lǐng)q^*，輸出到反饋電壓運(yùn)算部111以及前饋(FF)電壓運(yùn)算部121。

由此，反饋電壓運(yùn)算部111根據(jù)輸入的d軸電流Id、q軸電流Iq、d軸電流指令I(lǐng)d^*以及q軸電流指令I(lǐng)q^*，運(yùn)算d軸反饋電壓VdFB以及q軸反饋電壓VqFB并輸出到驅(qū)動(dòng)控制部114。

另外，前饋(FF)電壓運(yùn)算部121根據(jù)輸入的d軸電流指令I(lǐng)d^*以及q軸電流指令I(lǐng)q^*，運(yùn)算d軸前饋電壓VdFF以及q軸前饋電壓VqFF，將d軸前饋電壓VdFF輸出到第1加法部112，將q軸前饋電壓VqFF輸出到第2加法部113以及誤布線探測(cè)部122的差分運(yùn)算部130。

第1加法部112對(duì)d軸反饋電壓VdFB加上d軸前饋電壓VdFF，將d軸電壓指令Vd^*輸出到驅(qū)動(dòng)控制部114。另外，第2加法部113對(duì)q軸反饋電壓VqFB加上q軸前饋電壓VqFF，將q軸電壓指令Vq^*輸出到驅(qū)動(dòng)控制部114以及放大器115。

驅(qū)動(dòng)控制部114根據(jù)d軸電壓指令Vd^*以及q軸電壓指令Vq^*，生成PWM控制信號(hào)SPWM，輸出到逆變器15。

另一方面，放大器115將輸入的q軸電壓指令Vq^*放大為1.5倍，作為比較電壓Vqc(＝1.5·Vq^*)輸出到誤布線探測(cè)部122的差分運(yùn)算部130。此處，將放大器115的放大率設(shè)為1.5倍的原因在于，針對(duì)存在實(shí)際輸入的可能性的各種q軸電壓指令Vq^*，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確認(rèn)了能夠可靠地區(qū)分正常時(shí)和異常時(shí)。即，這是因?yàn)榇_認(rèn)了：如果是VqFF≥1.5·Vq^*，則能夠可靠地判別為異常，如果是VqFF<1.5·Vq^*，則能夠可靠地判別為正常。

誤布線探測(cè)部122的差分運(yùn)算部130進(jìn)行比較電壓Vqc和q軸前饋電壓VqFF的差分運(yùn)算，將差分電壓VV^*(＝VqFF－Vqc)輸出到比較器131。

圖3是實(shí)施方式的動(dòng)作說(shuō)明圖。

由此，比較器131判別差分電壓VV^*是否為設(shè)置值α(＝0)以上，在差分電壓VV^*是0以上即

VqFF≥Vqc(＝1.5·Vq^*)

的情況下，將“H”電平的誤布線探測(cè)信號(hào)SED輸出到AND電路132。

AND電路132被輸入誤布線探測(cè)信號(hào)SED、陷波位置信號(hào)SNP以及移動(dòng)探測(cè)信號(hào)SMV，取它們的邏輯積，輸出誤布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER。

由此，AND電路132在差分電壓VV^*是0以上即

VqFF≥Vqc

、進(jìn)而電車的速度是30km/hr(＝預(yù)先設(shè)定為在檢查、檢驗(yàn)時(shí)被容許的最高速度的值)以下、并且、駕駛臺(tái)的主控制器中的陷波位置是3個(gè)陷波(＝預(yù)先設(shè)定為檢查、檢驗(yàn)時(shí)的最大陷波位置的值)以下的情況下，輸出“H”電平的誤布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER。

因此，誤布線探測(cè)部122在檢查、檢驗(yàn)時(shí)(速度30km/hr以下并且陷波位置是三陷波以下)、且VqFF≥Vqc的情況下，視為被進(jìn)行了誤布線，輸出“H”電平的誤布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER。

另一方面，比較器131在差分電壓VV^*小于0即

VqFF<Vqc(＝1.5·Vq^*)

的情況下，將“L”電平的誤布線探測(cè)信號(hào)SED輸出到AND電路132。

AND電路132被輸入誤布線探測(cè)信號(hào)SED、陷波位置信號(hào)SNP以及移動(dòng)探測(cè)信號(hào)SMV，取它們的邏輯積而輸出“L”電平的誤布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER，所以可知馬達(dá)18a、18b和逆變器15被正常地布線。

因此，能夠可靠并且容易地檢測(cè)馬達(dá)18a、18b和逆變器15的誤布線。

在該情況下，能夠?qū)⒄`布線檢測(cè)輸出信號(hào)SER輸出到其他控制部、設(shè)置在駕駛室中的顯示盤7、駕駛員或檢查、檢驗(yàn)時(shí)的作業(yè)者(操作人員)持有的具有顯示部的操作裝置、或者、操作盤6等，通知給駕駛員或者檢查、檢驗(yàn)時(shí)的作業(yè)者(操作人員)。

因此，駕駛員、作業(yè)者能夠容易地得知誤布線。

在以上的說(shuō)明中，具有電流限制電阻器11、接觸器12、電流限制電阻用接觸器13、轉(zhuǎn)換器14、逆變器15、電流傳感器部16、第1馬達(dá)18a、第2馬達(dá)18b、控制部100的電路僅設(shè)置了1個(gè)系統(tǒng)，但還能夠構(gòu)成為對(duì)變壓器10設(shè)置多個(gè)系統(tǒng)。

雖然說(shuō)明了本發(fā)明的若干實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式是作為例子而提示的，并不想限定發(fā)明的范圍。這些新的實(shí)施方式能夠按照其他各種方式實(shí)施，能夠在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施方式、其變形包含于發(fā)明的范圍、要旨內(nèi)，并且包含于權(quán)利要求記載的發(fā)明和其均等的范圍內(nèi)。