[发明专利]电车控制装置

说明书

本发明申请是国际申请号为PCT/JP2007/069725，国际申请日为2007年10月10日，进入中国国家阶段的申请号为200780041095.X，名称为“电车控制装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及不使用速度检测器的、利用可变电压可变频率逆变器(以下也称之为VVVF逆变器)进行驱动的交流电动机作为驱动源的电车控制装置，尤其涉及检测该控制所需的速度推测值的异常的技术。

背景技术

近年来，提出了不使用速度检测器、而使用VVVF逆变器来高精度地控制交流电动机的方式(例如，参照专利文献1、专利文献2)。

在这种不使用速度检测器、控制交流电动机的方式中，根据电流检测值等通过计算求出速度推测值从而控制VVVF逆变器，但是在由于电流检测器故障或布线断线等、导致不能正确计算速度推测值的情况下，若不解决该问题，就会经常发生过电流，还可能处于破坏VVF逆变器的零部件等的状态，因此，需要迅速检测该速度推测值的异常。

专利文献1：日本专利第3732784号公报(图6，式(28))

专利文献2：日本专利特开2004-64905号公报(图1)

发明内容

然而，在专利文献1的电车的驱动控制方法及控制装置中，采用如下结构：即，利用有功功率基准P*和直流电压Vdc计算电流基准IL*，计算架空线电流的检测值IL与电流基准IL*的偏差，当该偏差不在下限值α与上限值β之间时，判定速度推测值异常。

而且，电流基准IL*通过有功功率基准P*除以直流电压Vdc求出，严格来说，电流基准IL*并不是架空线的电流，而是逆变器的输入电流。其结果，当根据架空线电流和架空线电流的基准求偏差时，确定下限值α及上限值β是比较简单的，但通过计算架空线电流与逆变器的输入电流的偏差来确定下限值α及上限值β的设定常数却非常困难。

另外，当交流电动机或VVVF逆变器发生改变时，有功功率基准P*需要随之改变，因此，下限值α及上限值β每次都需要改变。

另外，在专利文献2的电车控制装置中，由于利用判别器判别电流检测器检测出的逆变器的输入电流的方向，并与运转指令信号相比以检测异常，因此误检测为动作异常的可能性很高。

例如，在紧接挂了空档(notch-off)从而切断运转指令信号后，逆变器的输入电流变为虽然是短时间内但也流过一小部分，判别该流过的输入电流和切断的运转指令信号，判断为动作异常的可能性很高。

另外，在逆变器不是因该异常检测系统而停止，而是过电流或过电压等其它保护手段的保护使逆变器突然停止的情况下，由于逆变器突然停止，使得逆变器的输入电流呈过渡性电流流动，因此，电流向与运转指令信号相反的方向流动，从而异常检测系统开始工作，导致误检测。这种误检测将降低系统的可靠性。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种电车控制装置，该电车控制装置构成通过检测架空线电流的符号或逆变器电流的符号、以简单的结构检测速度推测值的异常的控制系统，可以简单地确定设定常数，即使交流电动机或可变电压可变频率逆变器发生改变，也不改变设定常数，从而可以检测速度推测值的异常。

其目的还在于提供一种可以正确且可靠地检测速度推测值的异常、而不发生误检测的电车控制装置。

本发明的电车控制装置包括：根据动力运行指令或制动指令将直流转换成任意频率的交流的VVVF逆变器(可变电压可变频率逆变器)；连接于所述VVVF逆变器的交流侧的交流电动机；并联连接于所述VVVF逆变器的直流侧的滤波电容器；检测所述VVVF逆变器的交流侧的电流信息的电流检测单元；检测所述滤波电容器的直流电压信息的电压检测单元；以及根据所述VVVF逆变器的输出电压指令和所述VVVF逆变器的输出电流推测所述交流电动机的转速、根据该推测值控制所述VVVF逆变器的无速度传感器矢量控制单元，其中还包括：检测架空线电流的架空线电流检测单元或检测所述VVVF逆变器的逆变器电流的逆变器电流检测单元中的某一个直流电流检测单元；错误动作检测单元，所述错误动作检测单元在所述VVVF逆变器运转时，根据动力运行指令或制动指令中的某一个指令、由所述直流电流检测单元检测出的架空线电流或逆变器电流中的某一个直流电流和预定的电流设定值，求出直流电流的符号，根据该直流电流的符号检测所述无速度传感器矢量控制单元异常；以及在该错误动作检测单元检测到异常时、停止所述VVVF逆变器的栅极停止单元。