Устройство управления ходом электромоторного вагона

Устройство управления ходом электромоторного вагона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к устройству управления ходом электромоторного вагона, к которому применяется установка накопления энергии, такое как вторичный аккумулятор или электрический двухслойный конденсатор.

Уровень техники

В общем, электромоторный вагон выполнен с возможностью принимать электроэнергию из контактного провода с помощью токосъемника, приводить в действие электромотор с помощью преобразователя мощности, к примеру устройство инвертора с использованием принимаемой мощности, и двигаться. Когда вагон тормозит, используется так называемый рекуперативный тормоз, который рекуперативно приводит в действие электромотор, чтобы получать тормозную силу. Рекуперативная мощность, сформированная на этой стадии, подается в нагрузки других вагонов, присутствующих около данного вагона, через контактный провод, контактный рельс и т.п. и потребляется в нагрузках.

Тем не менее, ранним утром или ночью либо на бесшумном участке железной дороги с небольшим числом работающих поездов в некоторых случаях другие вагоны не присутствуют около данного вагона, и рекуперативная мощность, сформированная посредством данного вагона, не потребляется в достаточной степени. Когда рекуперативная мощность данного вагона превышает электроэнергию, потребляемую посредством других вагонов, напряжение контактного провода повышается. С большой вероятностью различные устройства, подключенные к контактному проводу, повреждаются.

Следовательно, устройство инвертора, монтируемое на электромоторном вагоне, включает в себя детектор напряжения, который определяет напряжение контактного провода и т.п. (напряжение контактного провода или напряжение конденсатора фильтра, например, на входной стороне устройства инвертора, эквивалентное напряжению контактного провода). Когда напряжение контактного провода и т.п. повышается и превышает предварительно определенное значение, устройство инвертора осуществляет управление для подавления силы рекуперативного торможения, чтобы подавлять формирование рекуперативной мощности, и выполнено с возможностью предотвращать повышение напряжения контактного провода и т.п. до указанного значения или более. В этом случае тормозная сила вагона, в котором сила рекуперативного торможения подавляется и является недостаточной, дополняется посредством механического тормоза, выполненного с возможностью прижимать тормозную колодку к колесу или тормозному диску. Энергия торможения (кинетическая энергия) вагона изменяется на тепловую и выделяется в атмосферу. В таком случае возникает проблема в том, что энергия торможения, которая должна первоначально иметь возможность использования в нагрузках других вагонов, тратится впустую, и происходит износ тормозной колодки механического тормоза.

В последние годы постоянно повышается эффективность установок накопления энергии, к примеру, вторичного аккумулятора и электрического двухслойного конденсатора. Следовательно, создается система накопления мощности, в которой установки накопления энергии устанавливаются на электромоторном вагоне, и избыточная рекуперативная мощность, например, в ходе торможения без достаточной рекуперативной нагрузки накапливается в установках накопления энергии и повторно используется во время движения с использованием силовой установки.

Эта система накопления мощности включает в себя устройство преобразователя, которое выполняет преобразование постоянного тока, и установку накопления энергии, включающее в себя установку накопления энергии, к примеру, вторичный аккумулятор или электрический двухслойный конденсатор. В общем, способ зарядки и разрядки установки накопления энергии выполнен с возможностью управлять токами зарядки и разрядки в установке накопления энергии через устройство преобразователя.

В качестве примера такой системы накопления мощности из предшествующего уровня техники известна раскрытая в патентном документе 1 (выложенная заявка на патент Японии номер 2003-199204) технология для монтажа электрического двухслойного конденсатора на вагоне и использование явления, в котором напряжение контактного провода или напряжение конденсатора фильтра повышается в ходе рекуперативного торможения, когда другие железнодорожные составы в качестве рекуперативных нагрузок не присутствуют около данного вагона, когда значение детектированного напряжения конденсатора фильтра превышает предварительно определенное значение, формирования команды управления током поглощения согласно избыточной величине и осуществления управления устройства преобразователя, чтобы снимать и накапливать избыточную рекуперативную мощность во время повышения напряжения контактного провода в электрическом двухслойном конденсаторе, и разрядки рекуперативной мощности во время следующего движения с использованием силовой установки, чтобы реализовывать повторное использование рекуперативной энергии.

Сущность изобретения

Предшествующий уровень техники, раскрытый в патентном документе 1, реализован так, чтобы управлять током зарядки в установку накопления энергии на основе значения определения напряжения контактного провода или напряжения конденсатора фильтра, вводимого в модуль управления устройства преобразователя. Тем не менее, в этом случае существуют проблемы, поясненные ниже.

1. Когда детекторы напряжения, которые определяют напряжение контактного провода или напряжение конденсатора фильтра, соответственно, подаются в устройство инвертора и устройство преобразователя, возникает ошибка между напряжением контактного провода или напряжением конденсатора фильтра, определяемым посредством устройства инвертора, и напряжением контактного провода или напряжением конденсатора фильтра, определяемым посредством устройства преобразователя, вследствие ошибки определения между детекторами напряжения. Например, в детекторе напряжения, который может определять общие 1500 В в качестве напряжения контактного провода электрической железной дороги, поскольку допуск определения составляет приблизительно 3%, возникает ошибка определения приблизительно ±45 В.

В этом случае даже в режиме, в котором детектор напряжения, предоставляемый в устройстве инвертора, определяет то, что повышение напряжения контактного провода или напряжения конденсатора фильтра превышает предварительно определенное значение, и осуществляет управление для подавления силы рекуперативного торможения, в некоторых случаях напряжение контактного провода или напряжение конденсатора фильтра, определяемое посредством детектора напряжения, подаваемое в устройство преобразователя, не достигает предварительно определенного значения. Следовательно, устройство преобразователя не выполняет съем рекуперативной мощности в установку накопления энергии. Как результат, режим, в котором мощность рекуперативного торможения является недостаточной, продолжается, и механический тормоз работает.

2. Когда множество устройств инвертора и систем накопления мощности (установок накопления энергии и устройств преобразователя) присутствует в железнодорожном составе, возникает ошибка среди значений определения детекторов напряжения. Поэтому когда напряжение контактного провода и т.п. повышается и превышает предварительно определенное значение в ходе рекуперативного торможения, мощность поглощения в установках накопления энергии устройств преобразователя колеблется, и рабочие режимы (значения тока возбуждения) устройств преобразователя варьируются. Другими словами, даже при условии идентичного напряжения контактного провода и т.п. (напряжения контактного провода или напряжения конденсатора фильтра), устройство преобразователя, включающее в себя детектор напряжения, который определяет, что напряжение контактного провода и т.п. является довольно низким, имеет небольшую мощность поглощения в установке накопления энергии, и устройство преобразователя, включающее в себя детектор напряжения, который определяет, что напряжение контактного провода и т.п. является довольно высоким, имеет большую мощность поглощения в установке накопления энергии. Когда неустойчивость возникает в рабочих режимах устройств преобразователя и установок накопления энергии, возникает проблема, к примеру, меньший срок службы установки, которая часто находится в рабочем режиме.

Настоящее изобретение разработано с учетом вышеизложенного. Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы получить устройство управления ходом электромоторного вагона, к которому применяется установка накопления энергии, например, вторичный аккумулятор или электрический двухслойный конденсатор, указанное устройство управления ходом электромоторного вагона обеспечивает эффективное выполнение съема рекуперативной мощности, сформированной в ходе рекуперативного торможения, в установку накопления энергии и допускает подавление, даже когда множество устройств инвертора, устройств преобразователя и установок накопления энергии присутствует в железнодорожном составе, неустойчивости в рабочих режимах устройств преобразователя и установок накопления энергии.

Решение задачи

Чтобы решить вышеуказанные проблемы, устройство управления ходом электромоторного вагона согласно одному аспекту настоящего изобретения имеет такую структуру, которая содержит устройство инвертора, подключенное к источнику питания постоянного тока; электромотор, подключенный к выводу устройства инвертора; устройство преобразователя, подключенное к вводу устройства инвертора и установка накопления энергии, подключенная к выводу устройства преобразователя, причем устройство управления ходом электромоторного вагона сконфигурировано с возможностью разряжать часть мощности движения или рекуперативной мощности электромотора из установки накопления энергии или заряжать часть мощности движения или рекуперативной мощности в установке накопления энергии, при этом устройство преобразователя включает в себя модуль управления преобразователя, который формирует на основе сигнала режима рекуперации в качестве сигнала, указывающего режим подавления рекуперативной мощности или рекуперативного крутящего момента, или рекуперативного тока, эквивалентного рекуперативной мощности, значение команды управления током зарядки, которое является значением команды управления электрического тока, с помощью которого устройство преобразователя заряжает установку накопления энергии, формирует значение команды управления током зарядки и разрядки устройства преобразователя на основе значения команды управления током зарядки, и осуществляет управление.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению, устройство управления ходом включает в себя модуль управления преобразователя, который формирует на основе величины подавления рекуперативного крутящего момента, указывающей режим рекуперативного крутящего момента или режим рекуперативной мощности электромотора, значение команды управления током зарядки, с помощью которого установку преобразователя заряжает установка накопления энергии, и формирует на основе значения команды управления током зарядки, значение команды управления током зарядки и разрядки для устройства преобразователя и осуществляет управление. Следовательно, предоставляется такое преимущество, что в устройстве управления ходом электромоторного вагона, к которому применяется установка накопления энергии в виде вторичного аккумулятора или электрического двухслойного конденсатора, можно эффективно выполнять съем рекуперативной мощности, сформированной в ходе рекуперативного торможения, в установку накопления энергии и подавлять, даже когда множество устройств инвертора, устройств преобразователя и установок накопления энергии присутствует в железнодорожном составе, неустойчивость в рабочих режимах устройств преобразователя и установок накопления энергии.

Краткое описание чертежей

На чертежах:

фиг.1 - схема примера конфигурации устройства управления ходом электромоторного вагона в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 - схема примера конфигурации устройства преобразователя в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - схема примера конфигурации устройства инвертора в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - схема примера конфигурации модуля управления инвертора в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - схема примера соотношения между сигналами в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - схема примера конфигурации модуля управления преобразователя в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - схема для пояснения потока мощности в ходе рекуперативного торможения в первом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.8 - схема примера конфигурации модуля формирования команд управления током зарядки во втором варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.9 - схема примера конфигурации модуля формирования команд управления током зарядки в третьем варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.10 - схема примера конфигурации в электромоторном вагоне, включающем в себя множество устройств инвертора и устройств преобразователя в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения;

фиг.11 - схема примера конфигурации модуля управления преобразователя в четвертом варианте осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения

Варианты осуществления устройства управления ходом электромоторного вагона согласно настоящему изобретению поясняются подробно ниже на основе чертежей. Настоящее изобретение не ограничено вариантами осуществления.

Первый вариант осуществления

Фиг.1 является схемой устройства управления ходом электромоторного вагона в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1, электроэнергия из подстанции (не показана) вводится на контактный вывод P положительного плеча устройства инвертора (в дальнейшем называемого просто "инвертором") 50 и контактный вывод P1 положительного плеча устройства преобразователя (в дальнейшем называемого просто "преобразователем") 40 из контактного провода 1 через токосъемник 2. Токи отрицательного плеча из инвертора 50 и преобразователя 40 соединяются с рельсом 4 через соответствующие контактные выводы N и N1 через колесо 3 и возвращаются в отрицательное плечо подстанции (не показана).

Преобразователь 40 включает в себя выходные контактные выводы P2 и N2 постоянного тока. Установка 60 накопления энергии подключается к выходным контактным выводам P2 и N2 постоянного тока. Установка 60 накопления энергии образована посредством соединения множества установок накопления энергии, к примеру, вторичных аккумуляторов или электрических двухслойных конденсаторов последовательно и параллельно, чтобы получать требуемое напряжение и требуемую емкость. Поскольку конкретная конфигурация установки 60 накопления энергии является общеизвестной, подробное пояснение конфигурации опускается.

Инвертор 50 включает в себя выходные контактные выводы U, V и W переменного тока. Электромотор 71 подключен к выходным контактным выводам U, V и W переменного тока. Электромотор 71 является электромотором переменного тока. Трехфазный асинхронный электромотор или синхронный электромотор являются подходящими в качестве электромотора 71. Колесо 3 приводится в движение посредством электромотора 71, чтобы заставлять электромоторный вагон двигаться.

Ведущий контроллер 10, предоставляемый в кабине машиниста (не показан) электромоторного вагона, является устройством, с помощью которого машинист электромоторного вагона выполняет задание команд в устройство инвертора и т.п., чтобы регулировать ускорение и замедление. Сигнал MC управляющей команды из ведущего контроллера 10 вводится в инвертор 50. Сигнал MC управляющей команды включает в себя команды относительно ускорения при движении с использованием силовой установки, включения и выключения тормоза и интенсивности включения и выключения тормоза электромоторного вагона. Инвертор 50 управляет крутящим моментом электромотора 71 на основе сигнала MC управляющей команды.

Управляющий сигнал VC выводится из инвертора 50 в преобразователь 40. Управляющий сигнал VC является сигналом, включающим в себя величину VDTELM подавления рекуперативного крутящего момента (в дальнейшем называемую просто "величиной подавления"), которая является величиной, указывающей режим подавления рекуперативного крутящего момента или величину подавления рекуперативной мощности, и является сигналом режима рекуперации, скорость VEL электромоторного вагона (которая может быть выходной частотой инвертора 50, числом оборотов электромотора 71 и т.д.), сигнал PBC режима рекуперации движения с использованием силовой установки (сигнал режима инвертора), который является сигналом, указывающим, находится инвертор 50 в режиме управления движением с использованием силовой установки или режиме рекуперативного торможения, входной ток ISV инвертора 50 и напряжение ESV контактного провода инвертора 50. Подробности относительно управляющего сигнала VC и функций управляющего сигнала VC поясняются ниже.

Конфигурация преобразователя 40 поясняется со ссылкой на фиг.2, которая является схемой примера конфигурации преобразователя 40 в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, электроэнергия из токосъемника 2 вводится на входные контактные выводы P1 и N1. Дроссель 41 подключается к входному контактному выводу P1. Конденсатор 42 фильтра (в дальнейшем называемый просто "конденсатором") подключается к посткаскаду дросселя 41.

Схема LC-фильтра, включающая в себя дроссель 41 и конденсатор 42, подавляет ток шумовых помех, сформированный посредством операции переключения переключающих элементов, поясненной позднее, от протекания в контактный провод 1 и сглаживает компонент пульсации, включенный в напряжение контактного провода 1 (напряжение контактного провода), чтобы сглаживать напряжение на обоих концах конденсатора 42.

Напряжение на обоих концах входных контактных выводов P1 и N1 (=напряжение контактного провода) определяется посредством детектора 43a напряжения и вводится в модуль 46 управления преобразователя в качестве значения ESD определения напряжения контактного провода. Напряжение на обоих концах конденсатора 42 определяется посредством детектора 43b напряжения и вводится в модуль 46 управления преобразователя в качестве значения EFCD определения напряжения конденсатора (в дальнейшем называемого просто "значением определения напряжения").

Схема 44 преобразователя подключается к обоим концам конденсатора 42. Схема 44 преобразователя включает в себя переключающие элементы 44H и 44L. Переключающие элементы подвергаются управлению включения/выключения (управлению переключения) посредством сигнала DGC включения/выключения из модуля 46 управления преобразователя. Схема 44 преобразователя является так называемой схемой двунаправленного понижающего прерывателя и имеет функцию понижения для понижения напряжения EFCD согласно управлению переключением посредством переключающих элементов 44H и 44L и вывода напряжения EFCD, а также функцию управления током для регулирования выходного тока требуемым образом. Поскольку конфигурация и работа схемы 44 преобразователя является общеизвестной, пояснение конфигурации и работы опускается.

На выходе схемы 44 преобразователя предоставляются детектор 47 тока, который определяет выходной ток и выводит выходной ток в качестве выходного тока IB преобразователя, сглаживающий дроссель 45, который сглаживает электрический ток, и детектор 43c напряжения, который определяет напряжение посткаскада сглаживающего дросселя 45 (=напряжение установки 60 накопления энергии) и выводит напряжение посткаскада в модуль 46 управления преобразователя в качестве выходного напряжения VB преобразователя.

Сигналы ESD, EFCD, VB и IB определения из детекторов 43a, 43b и 43c напряжения и детектора 47 тока вводятся в модуль 46 управления преобразователя. Управляющий сигнал VC из инвертора 50, поясненного ниже, вводится в модуль 46 управления преобразователя. Подробности управляющего сигнала VC поясняются ниже. Модуль 46 управления преобразователя формирует сигнал DGC включения/выключения в схему 44 преобразователя на основе этих входных сигналов.

Конфигурация инвертора 50 поясняется далее. Фиг.3 является схемой примера конфигурации инвертора 50 в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.3, электроэнергия из токосъемника 2 вводится на входные контактные выводы P и N. Детектор 57 тока, который определяет входной ток и выводит входной ток в качестве входного тока ISV инвертора, размещается во входном контактном выводе P. Дроссель 51 подключается к посткаскаду детектора 57 тока. Конденсатор 52 подключается к посткаскаду дросселя 51.

Схема LC-фильтра, включающая в себя дроссель 51 и конденсатор 52, подавляет ток шумовых помех, сформированный посредством операции переключения переключающих элементов, поясненной ниже, от протекания в контактный провод 1 и сглаживает компонент пульсации, включенный в напряжение контактного провода 1 (напряжение контактного провода), чтобы сглаживать напряжение на обоих концах конденсатора 52.

Напряжение на обоих концах входных контактных выводов P и N (=напряжение контактного провода) определяется посредством детектора 53a напряжения и вводится в модуль 56 управления инвертора в качестве напряжения ESV контактного провода. Напряжение на обоих концах конденсатора 52 определяется посредством детектора 53b напряжения и вводится в модуль 56 управления инвертора в качестве значения EFCV определения напряжения.

Напряжение конденсатора 52 вводится в схему 55 инвертора. Схема 55 инвертора включает в себя переключающие элементы 54U, 54V, 54W, 54X, 54Y и 54Z. Переключающие элементы подвергаются управлению включением/выключением (управлению переключением) посредством сигнала IGC включения/выключения из модуля 56 управления инвертора. Схема 55 инвертора является схемой трехфазного двухуровневого инвертора по напряжению и имеет функцию преобразования напряжения конденсатора 52 в переменное напряжение, имеющее произвольную абсолютную величину и произвольную частоту, согласно управлению переключением посредством переключающих элементов 54U, 54V, 54W, 54X, 54Y и 54Z, и выводит переменное напряжение. Поскольку конфигурация и работа схемы 55 инвертора является общеизвестной, пояснение конфигурации и работы опускается.

Выводы U, V и W схемы 55 инвертора выводятся в электромотор 71.

Значения ESV, EFCV и ISV определения из детектора 53a напряжения, детектора 53b напряжения и детектора 57 тока, поясненных выше, вводятся в модуль 56 управления инвертора. Сигнал MC управляющей команды из ведущего контроллера 10 вводится в модуль 56 управления инвертора. Модуль 56 управления инвертора формирует на основе этих входных сигналов сигнал IGC включения/выключения в схему 55 инвертора и управляет крутящим моментом электромотора 71 требуемым образом. Модуль 56 управления инвертора выводит управляющий сигнал VC в преобразователь 40. Подробности управляющего сигнала VC поясняются ниже.

Управление крутящим моментом электромотора 71 в инверторе 50 поясняется ниже. Фиг.4 является схемой примера конфигурации модуля 56 управления инвертора в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.4(a), сигнал MC управляющей команды вводится в модуль 56a формирования команд управления крутящим моментом. Модуль 56a формирования команд управления крутящим моментом формирует на основе команды управления тормозной силой и т.п., включенных в сигнал MC управляющей команды, команду PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом, которая является командой управления крутящим моментом рекуперативного торможения, которую должен формировать электромотор 71.

Значение EFCV определения напряжения вводится в модуль 56b вычитания. Модуль 56b вычитания выводит разность между значением EFCV определения напряжения и заданным значением VDL напряжения начала подавления рекуперации (которая составляет 1800 В на фиг.4(a), но может быть другим значением) и вводит разность в модуль 56bb ограничения с отсечением отрицательных значений. Модуль 56bb ограничения с отсечением отрицательных значений выводит только положительное значение в модуль 56c усиления (схему усилителя) в посткаскаде.

Когда входное значение EFCV определения напряжения превышает заданное значение VDL напряжения начала подавления рекуперации (1800 В на фиг.4(a)), модуль 56c усиления усиливает величину избыточности и формирует и выводит величину VDTELM подавления. Модуль 56c усиления может использовать пропорциональное усиление, которое дополнительно может заменяться посредством произвольной функции, включающей в себя интегральный элемент и т.п.

Команда PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом и величина VDTELM подавления вводятся в модуль 56d вычитания. Модуль 56d вычитания вычисляет разность между командой PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом и величиной VDTELM подавления и выводит разность в качестве команды PTR управления рекуперативным крутящим моментом.

Команда PTR управления рекуперативным крутящим моментом вводится в модуль 56e управления крутящим моментом. Модуль 56e управления крутящим моментом формирует на основе команды PTR управления рекуперативным крутящим моментом сигнал IGC включения/выключения в схему 55 инвертора, так что рекуперативные крутящие моменты, сформированные посредством электромотора 71, совпадают с командой PTR управления рекуперативным крутящим моментом.

Поскольку модуль 56 управления инвертора сконфигурирован так выше, когда рекуперативные нагрузки других электромоторных вагонов и т.п., подключенных к контактному проводу 1, являются недостаточными, и значение EFCV определения напряжения увеличивается и превышает заданное значение VDL напряжения начала подавления рекуперации в ходе рекуперативного торможения, можно формировать величину VDTELM подавления согласно степени избыточности, вычитать величину VDTELM подавления из команды PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом и формировать команду PTR управления рекуперативным крутящим моментом, которая является командой управления рекуперативным крутящим моментом электромотора 71.

Согласно такой операции, крутящий момент рекуперативного торможения электромотора 71 подавляется так, что он меньше значения команды PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом. Следовательно, можно подавлять рекуперативную мощность из электромотора 71. Значение EFCV определения напряжения поддерживается около заданного значения VDL напряжения начала подавления рекуперации. Можно подавлять избыточное повышение в напряжении контактного провода.

Величина VDTELM подавления выводится в преобразователь 40 в качестве управляющего сигнала VC вместе с другой информацией (на чертеже, ISV и ESV). Естественно, модуль 56 управления инвертора также выполнен с возможностью выполнять формирование крутящего момента движения с использованием силовой установки. Тем не менее, формирование крутящего момента движения с использованием силовой установки не показано на чертежах.

Работа модуля 56 управления инвертора поясняется на временной оси со ссылкой на фиг.5. Фиг.5 является схемой примера соотношения между сигналами в первом варианте осуществления настоящего изобретения. В частности, на фиг.5 показан пример соотношения между командой PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом, величиной VDTELM подавления, командой PTR управления рекуперативным крутящим моментом, мощностью PSB подавления рекуперации, командой PREF1 управления мощностью зарядки и командой IREF1 управления током зарядки (значением команды управления током зарядки).

На фиг.5 команда PTR управления рекуперативным крутящим моментом, величина VDTELM подавления, мощность PSB подавления рекуперации, команда RPEF1 управления мощностью зарядки и команда IREF1 управления током зарядки электромотора 71 показаны в порядке от начала. Мощность PSB подавления рекуперации, команда PREF1 управления мощностью зарядки и команда IREF1 управления током зарядки поясняются позднее.

Во время t0, показанное на фиг.5, модуль 56 управления инвертора принимает сигнал MC управляющей команды, включающий в себя команду начала для рекуперативного торможения, и формирует команду PTR управления рекуперативным крутящим моментом, как пояснено выше. Модуль 56 управления инвертора формирует сигнал IGC включения/выключения и осуществляет управление электромотором 71 так, что электромотор 71 выводит значение крутящего момента, которое совпадает с командой PTR управления рекуперативным крутящим моментом.

Во время t1 режим, в котором рекуперативная нагрузка контактного провода 1 является недостаточной относительно рекуперативной мощности электромотора 71, значение EFCV определения напряжения увеличивается и превышает заданное значение VDL напряжения начала подавления рекуперации. Как пояснено со ссылкой на фиг.4(a), величина VDTELM подавления формируется. Следовательно, команда PTR управления рекуперативным крутящим моментом является значением, полученным посредством вычитания величины VDTELM подавления из команды PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом (указываемой посредством линии с попеременными длинным и коротким тире), запрашиваемым посредством сигнала MC управляющей команды. Модуль 56e управления крутящим моментом осуществляет управление электромотором 71 на основе команды PTR управления рекуперативным крутящим моментом. Следовательно, в рекуперативной мощности из электромотора 71 значение EFCV определения напряжения подавляется до близкого к заданному значению напряжения начала подавления рекуперации.

Во время t2 режим, в котором рекуперативная нагрузка контактного провода 1 является недостаточной относительно рекуперативной мощности электромотора 71, исключается. Следовательно, величина VDTELM подавления снижается до нуля, и команда PTR управления рекуперативным крутящим моментом становится равна команде PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом.

Поясняется модуль 46 управления преобразователя, который является основой настоящего изобретения. Фиг.6 является схемой примера конфигурации модуля 46 управления преобразователя в первом варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.6, величина VDTELM подавления и скорость VEL электромоторного вагона (которая может быть выходной частотой инвертора 50, числом оборотов электромотора 71 и т.д.) умножаются между собой посредством умножителя 81 и выводятся в модуль 82 формирования команд управления током зарядки (т.е. крутящий момент (нм)×скорость (рад/с)=мощность (кВт)). Коэффициент преобразования и т.п., необходимый при вычислении электроэнергии, не показан на фиг.6.

Модуль 82 формирования команд управления током зарядки формирует команду IREF1 управления током зарядки на основе мощности PSB подавления рекуперации и выводит команду IREF1 управления током зарядки в модуль 83 выбора. Модуль 82 формирования команд управления током зарядки включает в себя модуль 82a вычисления команд управления мощностью зарядки и делитель 88. Когда мощность PSB подавления рекуперации равна нулю, модуль 82 формирования команд управления током зарядки поддерживает команду PREF1 управления мощностью зарядки равной нулю. Когда мощность PSB подавления рекуперации формируется, модуль 82 формирования команд управления током зарядки формирует команду PREF1 управления мощностью зарядки согласно мощности PSB подавления рекуперации. Модуль 82 формирования команд управления током зарядки делит, с помощью делителя 88, команду PREF1 управления мощностью зарядки на выходное напряжение VB преобразователя, чтобы преобразовывать команду PREF1 управления мощностью зарядки в команду IREF1 управления током зарядки. На фиг.6 команда PREF1 управления мощностью зарядки формируется пропорционально мощности PSB подавления рекуперации. Тем не менее, команда PREF1 управления мощностью зарядки не ограничена этим.

Команда PREF1 управления мощностью зарядки имеет такую характеристику, что когда мощность PSB подавления рекуперации превышает P1, верхний предел команды PREF1 управления мощностью зарядки поддерживается при P2. P2 является значением, полученным с учетом верхнего предела принимаемой мощности зарядки установки накопления энергии, включенного в установку 60 накопления энергии. Посредством приспособления такой характеристики можно формировать команду PREF1 управления мощностью зарядки, соответствующую мощности PSB подавления рекуперации, в динамическом диапазоне установки накопления энергии. P2 может быть определен на основе верхнего предела принимаемого тока зарядки установки накопления энергии.

Соотношение между командой PTRS управления запрошенным рекуперативным крутящим моментом, величиной VDTELM подавления, командой PTR управления крутящим моментом, мощностью PSB подавления рекуперации, командой PREF1 управления мощностью зарядки и командой IREF1 управления током зарядки показана на фиг.5. Желательно задавать команду PREF1 управления мощностью зарядки как значение, превышающее мощность PSB подавления рекуперации, как пояснено ниже (т.е. усиление>1).

Модуль 46 управления преобразователя формирует мощность PLMX движения с использованием силовой установки, когда входной ток ISV и напряжение ESV контактного провода инвертора 50 вводятся в умножитель 85 и умножаются между собой. Модуль 46 управления преобразователя делит, с помощью делителя 89, мощность PLMX движения с использованием силовой установки на выходное напряжение VB преобразователя, чтобы преобразовывать мощность PLMX движения с использованием силовой установки в верхнее предельное значение IREFMAX тока разрядки на выходной стороне (стороне установки 60 накопления энергии) преобразователя 40.

Модуль 86 задания максимального тока разрядки, предоставляемый внутри модуля 46 управления преобразователя, выводит максимальное заданное значение IBM тока разрядки (допустимое максимальное значение тока) согласно рабочим характеристикам установки накопления энергии, включенного в установку 60 накопления энергии.

Модуль 87 ограничения ограничивает верхний предел максимального заданного значения IBM тока разрядки с помощью верхнего предельного значения IREFMAX тока зарядки и выводит команду IREF2 управления током разрядки (значение команды управления током разрядки). В частности, модуль 87 ограничения формирует меньшее из максимального заданного значения IBM тока разрядки и верхнего предельного значения IREFMAX тока разрядки в качестве команды IREF2 управления током разрядки.

Согласно сигналу PBC режима рекуперации движения с использованием силовой установки, включенному в управляющий сигнал VC, модуль 83 выбора выбирает IREF2, когда инвертор 50 находится в режиме управления движением с использованием силовой установки, выбирает IREF1, когда инвертор 50 находится в режиме рекуперативного торможения, и выводит IREF2 или IREF1 в качестве команды IREF управления током зарядки и разрядки (значения команды управления током зарядки и разрядки).

Команда IREF управления током зарядки и разрядки вводится в модуль 84 управления током. Помимо команды IREF управления током зарядки и разрядки, которая является командой управления выходным током IB преобразователя 40, выходной ток IB преобразователя, выходное напряжение VB преобразователя и значение EFCD определения напряжения вводятся в модуль 84 управления током. Модуль 84 управления током выполняет, на основе этих сигналов, управление током так, что выходной ток IB преобразователя совпадает с командой IREF управления током зарядки и разрядки, и выводит выходной ток IB преобразователя в качестве сигнала DGC включения/выключения для переключающих элементов. Посредством осуществления управления таким образом преобразователь 40 может выполнять зарядку в и