電力變換裝置以及電力變換裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將輸入電力變換成規(guī)定的電力而輸出的電力變換裝置以及電力變換裝置的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，在搭載于鐵道車輛并將輸入電力變換成規(guī)定的電力而輸出的電力變換裝置的控制中，在要求控制響應(yīng)的控制中，主要使用將電動(dòng)機(jī)電流分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量來(lái)獨(dú)立進(jìn)行控制的矢量控制方式。這當(dāng)中，一般使用頻率型矢量控制方式(例如參照專利文獻(xiàn)I)，使用速度檢測(cè)傳感器或速度估計(jì)技術(shù)檢測(cè)車輪旋轉(zhuǎn)速度，基于檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)速度來(lái)實(shí)時(shí)逆變器輸出頻率控制。
[0003]但是，所述的現(xiàn)有技術(shù)那樣的頻率型矢量控制方式中，實(shí)時(shí)且正確地掌握車輪旋轉(zhuǎn)速度變得重要，但若發(fā)生速度檢測(cè)傳感器的故障或布線的斷線等引起的檢測(cè)值異常、車輪固定(車軸的固定)引起的急劇的速度降低誤探測(cè)等，則車輪旋轉(zhuǎn)速度的檢測(cè)變得困難，擔(dān)心所述控制也變得不穩(wěn)定。
[0004]另外，由于發(fā)生鐵道車輛的速度檢測(cè)的異常的原因之一的車輪固定、即車輪不再轉(zhuǎn)動(dòng)的故障是重大的問(wèn)題，因此在判斷發(fā)生了車輪固定或者這以外的故障而出現(xiàn)車輪固定的情況下，需要實(shí)時(shí)車輛停車以及車輪檢查等。
[0005]為此提出如下技術(shù)(例如參照專利文獻(xiàn)2):比較多個(gè)車軸旋轉(zhuǎn)速度，探測(cè)速度偏差的發(fā)生、速度檢測(cè)傳感器輸出成為“零”的狀態(tài)，由此來(lái)感知速度檢測(cè)系統(tǒng)的異常，識(shí)別異常原因是車軸的固定(車輪固定)還是這以外。
[0006]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:JP特開(kāi)2000-312403號(hào)公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:JP特開(kāi)昭和63-64860號(hào)公報(bào)
[0010]但是，專利文獻(xiàn)2所記載的技術(shù)在速度檢測(cè)傳感器輸出成為“零”的情況下探測(cè)車軸的固定，但僅在該檢測(cè)條件下，即，僅通過(guò)速度信息難以判別是發(fā)生了車軸的固定，還是在速度檢測(cè)傳感器或振蕩器等各種設(shè)備類發(fā)生了故障。為此，即使在容易誤探測(cè)車軸的固定的發(fā)生，并誤探測(cè)到的情況下，也需要使車輛停止，進(jìn)行車軸檢查作業(yè)等。
[0011]在此，在發(fā)生車輪固定的情況下需要立即停止車輛，但在速度檢測(cè)傳感器或振蕩器等各種設(shè)備類中出現(xiàn)故障時(shí)，則沒(méi)有這樣的必要。因而，正確且迅速地進(jìn)行是否發(fā)生車輪固定是重要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明鑒于這樣的狀況而提出，其目的在于，提供電力變換裝置以及電力變換裝置的控制方法，通過(guò)除了監(jiān)視速度檢測(cè)傳感器輸出以外還監(jiān)視對(duì)驅(qū)動(dòng)車軸的電動(dòng)機(jī)輸出的電流狀態(tài)，使得即使是車輛行駛狀態(tài)，也能正確、迅速地判別是發(fā)生了車輪固定，還是在各種設(shè)備類中發(fā)生了異常。
[0013]為了達(dá)成目的，本發(fā)明提供電力變換裝置，具備:電動(dòng)機(jī)，其驅(qū)動(dòng)車輛；車軸，其被所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并支撐車輪；旋轉(zhuǎn)頻率檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述車軸的旋轉(zhuǎn)頻率；電流檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的電流；和控制單元，其基于從所述旋轉(zhuǎn)頻率檢測(cè)單元輸出的旋轉(zhuǎn)頻率來(lái)控制所述電動(dòng)機(jī)的電流，所述控制單元具備:旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視單元，其監(jiān)視從所述旋轉(zhuǎn)頻率檢測(cè)單元輸入的旋轉(zhuǎn)頻率，在該旋轉(zhuǎn)頻率滿足規(guī)定的條件時(shí)輸出監(jiān)視結(jié)果；和固定判別單元，其在從所述旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視單元輸入監(jiān)視結(jié)果時(shí)，進(jìn)行從所述電流檢測(cè)單元輸入的檢測(cè)值與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值的比較，基于其比較結(jié)果來(lái)判別車輪固定，輸出判別結(jié)果。
[0014]另外，本發(fā)明提供電力變換裝置的控制方法，所述電力變換裝置具備:車軸，其支撐被電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輪；旋轉(zhuǎn)頻率檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述車軸的旋轉(zhuǎn)頻率；電流檢測(cè)單元，其檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的電流；和控制單元，其基于從所述旋轉(zhuǎn)頻率檢測(cè)單元輸出的旋轉(zhuǎn)頻率來(lái)控制所述電動(dòng)機(jī)的電流，所述電力變換裝置的控制方法具有:旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視步驟，其監(jiān)視從所述旋轉(zhuǎn)頻率檢測(cè)單元輸入的旋轉(zhuǎn)頻率，在該旋轉(zhuǎn)頻率滿足規(guī)定的條件時(shí)輸出監(jiān)視結(jié)果；固定判別步驟，其在從所述旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視單元輸入監(jiān)視結(jié)果時(shí)，進(jìn)行從所述電流檢測(cè)單元輸入的檢測(cè)值與預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)值的比較，基于其比較結(jié)果來(lái)判別車輪固定，輸出判別結(jié)果。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，即使是車輛行駛狀態(tài)，也能正確、迅速地判別是發(fā)生了車輪固定，還是在各種設(shè)備類發(fā)生了異常。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是表示搭載本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的電力變換裝置的鐵道車輛的概略的主視圖。
[0018]圖2是圖1所示的電力變換裝置的構(gòu)成電路圖。
[0019]圖3是表示圖1所示的自動(dòng)控制裝置的構(gòu)成的框圖。
[0020]圖4是表示圖3所示的旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視器的構(gòu)成的框圖。
[0021]圖5是表示圖3所示的固定判別器的構(gòu)成的框圖。
[0022]圖6是表示實(shí)施方式I所涉及的電力變換裝置的處理的流程圖。
[0023]圖7(a)是表示發(fā)生車輪固定的情況下的動(dòng)作模擬結(jié)果的圖，(b)是表示發(fā)生速度檢測(cè)傳感器異常的情況下的動(dòng)作模擬結(jié)果的圖。
[0024]圖8是表示實(shí)施方式2所涉及的旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視器以及固定判別器的構(gòu)成的框圖。
[0025]符號(hào)說(shuō)明
[0026]I 電力變換裝置
[0027]2 自動(dòng)控制裝置
[0028]3 速度檢測(cè)傳感器
[0029]4 電動(dòng)機(jī)電流檢測(cè)傳感器
[0030]10車輛主體
[0031]11電動(dòng)機(jī)
[0032]12 車軸
[0033]20頻率變換器
[0034]21電動(dòng)機(jī)電流目標(biāo)值運(yùn)算器
[0035]30旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視器
[0036]31固定探測(cè)器
[0037]32固定車軸檢測(cè)器
[0038]33車軸條件分岐器
[0039]40固定判別器
[0040]41比較器
[0041]42判別器
[0042]100鐵道用車輛
【具體實(shí)施方式】
[0043]接下來(lái)參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電力變換裝置以及其控制方法。另外，以下記載的實(shí)施方式是用于說(shuō)明本發(fā)明的例示，本發(fā)明并不僅限于這些實(shí)施方式。因此，本發(fā)明只要不脫離其要旨，就能以各種形態(tài)實(shí)施。
[0044](實(shí)施方式I)
[0045]圖1是表示搭載實(shí)施方式I所涉及的電力變換裝置的鐵道車輛的概略的主視圖，圖2是圖1所示的電力變換裝置的構(gòu)成電路圖，圖3是表示圖1所示的自動(dòng)控制裝置的構(gòu)成的框圖，圖4是表示圖3所示的旋轉(zhuǎn)頻率監(jiān)視器的構(gòu)成的框圖，圖5是表示圖3所示的固定判別器的構(gòu)成的框圖，圖6是表示實(shí)施方式I所涉及的電力變換裝置的處理的流程圖。
[0046]圖1所示的鐵道用車輛100具備:車輛主體10 ;配設(shè)在車輛主體10的規(guī)定位置的車軸12 ;配設(shè)在車軸12的兩側(cè)的車輪12a以及12b ;驅(qū)動(dòng)車軸12的電動(dòng)機(jī)11 ;設(shè)置在車輛主體10的地板下的電力變換裝置I ;配設(shè)在車軸12的速度檢測(cè)傳感器3 ;和設(shè)置在車輛主體10的上部并從架線13進(jìn)行集電的集電弓14。
[0047]另外，通常，一般相對(duì)于I臺(tái)電力變換裝置I連接2臺(tái)到4臺(tái)電動(dòng)機(jī)11，但在實(shí)施方式I中，作為一例，說(shuō)明在4根車軸12分別各連接I臺(tái)，合計(jì)4臺(tái)的電動(dòng)機(jī)11的情況。另夕卜，在各個(gè)車軸12個(gè)別連接速度檢測(cè)傳感器3。
[0048]電力變換裝置I通過(guò)控制提供給各個(gè)電動(dòng)機(jī)11的電力