电车的车轮直径计测装置制造方法及图纸

本发明专利技术得到一种计测采用同步电动机的无速度传感器的矢量控制的电车的车轮直径的车轮直径计测装置。电车的车轮直径计测装置，包括由将直流电压转换为交流电压的功率转换器驱动的同步电动机，其中，包括：在所述功率转换器停止的所述电车的惯性行驶中、检测利用所述同步电动机的磁场而产生的交流电压的电压检测器；以及根据所述电车的速度信息和由所述电压检测器检测的交流电压、计算由所述同步电动机驱动的车轮的车轮直径的计算部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电车的车轮直径计测装置，特别是采用同步电动机的铁路车辆或电动汽车等所使用的电车的车轮直径计测装置。
技术介绍
电车的车轮由于行驶中的磨损，在各车轮间会产生微小的直径差，若设电动机的 转矩为一定，则车轮直径变小的车轮的视在加速度会变大。为了将这样的视在加减速度有 变化的电车控制得稳定，以往根据各车轮的旋转速度来推定车轮直径，并实施校正。(例如 参照专利文献1)另一方面，从小型化或提高可靠性、维护性的观点而言，近年来，在用于电车的无 速度传感器的矢量控制中，不使用检测驱动电车的电动机的驱动轴的旋转速度的速度传感 器。因此，提出了在转矩电流指令上升中或者下降中的预定时间推定旋转速度，进行车轮直 径校正。(例如参照专利文献2)专利文献1 日本专利特开昭60-210101号公报(图1)专利文献2 日本专利特开2005-312126号公报(第6页、图1)
技术实现思路
本专利技术要解决的问题在以往的用于车轮直径校正的车轮直径计测装置中，是以对电车采用感应电动机 的情况为前提，特别是在无速度传感器的矢量控制中，由于使用感应电动机特有的转差频 率来推定驱动轴的旋转速度，因此例如在采用同步电动机的电车中，无法原封不动地使用。S卩，在由同步电动机驱动的无速度传感器的矢量控制的电车中，存在的问题是不 能适用以往的车轮直径推定方法，难以实现与采用感应电动机时同样的电车控制。本专利技术是为解决如上所述的问题而完成的，其目的在于提供一种车轮直径计测装 置，该车轮直径计测装置特别是在采用同步电动机的无速度传感器的矢量控制的电车中， 可以高精度地计测可以供车轮直径校正的电车的车轮直径。用于解决问题的方法本专利技术所涉及的电车的车轮直径计测装置，是计测包括同步电动机的电车的车轮 直径的装置，所述同步电动机由将直流电压转换为交流电压的功率转换器驱动，所述车轮 直径计测装置包括在所述功率转换器停止的所述电车的惯性行驶中、检测利用所述同步 电动机的磁场而产生的交流电压的电压检测器；以及根据所述电车的速度信息和由所述电 压检测器检测的交流电压、计算由所述同步电动机驱动的车轮的车轮直径的计算部。专利技术效果根据本专利技术的车轮直径计测装置，特别是在采用同步电动机的无速度传感器的矢 量控制的电车中，由于可以高精度地计测车轮直径，因此可以对电车进行稳定控制。附图说明图1是本专利技术的实施方式1所涉及的电车的车轮直径计测装置的结构图。图2是本专利技术的实施方式1所涉及的计算部的结构图。图3是本专利技术的实施方式1所涉及的偏移补偿器的结构图。图4是表示本专利技术的实施方式1所涉及的偏移补偿器的动作的动作图。图5是本专利技术的实施方式1所涉及的速度计算器的结构图。图6是本专利技术的实施方式1所涉及的车轮直径计算器的结构图。图7是本专利技术的实施方式1所涉及的故障检测器的结构图。图8是表示本专利技术的实施方式1所涉及的故障检测器的动作的动作图。图9是本专利技术的实施方式2所涉及的车轮直径计测装置的计算部的结构图。图10是本专利技术的实施方式2所涉及的速度计算器的结构图。图11是本专利技术的实施方式2所涉及的故障检测器的结构图。图12是本专利技术的实施方式3所涉及的电车的车轮直径计测装置的结构图。图13是本专利技术的实施方式3所涉及的计算部的结构图。图14是本专利技术的实施方式3所涉及的速度计算器的结构图。图15是本专利技术的实施方式3所涉及的故障检测器的结构图。图16是本专利技术的实施方式3所涉及的电车的车轮直径计测装置的其他结构图。图17是本专利技术的实施方式4所涉及的电车的车轮直径计测装置的结构图。图18是本专利技术的实施方式4所涉及的车轮直径校正部的结构图。标号说明1功率转换器，lu、lv、Iw连接端子，2同步电动机，2u、2v、2w连接端子，3、3a、3b车轮直径计测装置，4、4a、4b、4c电压检测器，5、5a、5b计算部，6导电弓，7a、7b车轮，8速度检测器，9、9u、9v、9w布线，10、10a、IOb滤波器，20.20a.20b偏移补偿器，21偏移量计算器，22停止判断器，23停止时间计测器，24a,24b切换器，25积分器，26除法运算器，27减法运算器，30速度计算器，31 二次微分器，32除法运算器，33乘法运算器，34平方根器，35滤 波器，40车轮直径计算器，41除法运算器，42乘法运算器，50 故障检测器，51a、51b、51c、51d、51e 绝对值器，52、52a、52b 滤波器、53、53a、53b 取小比较器，54 取大比较器，55、55a、55b 与门(AND)器，60速度计算器，61a、61b 二次微分器，62乘法运算器，63乘法运算器，64平方根器，65滤波器，70故障检测器，71取小比较器，80速度计算器，81 α β转换器，82a、82b乘法运算器，83加法运算器，84平方根器，85除法运算器，90故障检测器，91与门(AND)器，100车轮直径校正部，101除法运算器，102限制器，103乘法运算器，110控制器具体实施例方式实施方式1. 下面，基于表示该实施方式的附图来详细说明本专利技术。图1是表示本专利技术的实施方式1的电车的车轮直径计测装置的结构的结构图。图 1中，功率转换器1将从导电弓6提供的直流电压转换为交流电压，提供给同步电动机2。在 本实施方式中，同步电动机2是利用安装在转子的永磁体形成磁场的永磁同步电动机，但 不限于此。车轮直径计测装置3由检测该功率转换器1和同步电动机2的交流电压的电 压检测器4 ；以及根据检测的交流电压来计算车轮直径的计算部5构成。车轮7b是通过未图示的车轴、齿轮与同步电动机2连接的驱动轮，车轮7a是不与 同步电动机2直接连接的非驱动轮，包括检测该非驱动轮的速度的速度检测器8。该速度检 测器8例如在电车的情况下，也可以是设在起始车辆的驾驶台的速度计用的用于计测车速 的速度检测器、或设在不与同步电动机2连接的制动装置或保护装置的速度检测器。功率转换器1的交流侧的U相、V相、W相的各连接端子111、1^1 ，利用布线9(由 9u.9v.9w构成)，与同步电动机2的U相、V相、W相的各连接端子2u、2v、2w连接。此处，电 压检测器4与功率转换器的交流侧的U相连接端子Iu和V相连接端子Iv连接，检测施加 在同步电动机2的UV间的线电压Vuv，但不限于此，电压检测器4只要检测施加在同步电动 机2的线电压即可。图2是表示本专利技术的实施方式1的计算部5的结构的结构图。如图2所示，在计 算部5中，从电压检测器4输入的线电压Vuv首先输入至滤波器10，去除明显大于同步电动 机2的转速的不需要的噪声，成为输出值Vuv-f。输出值Vuv-f进一步被偏移补偿器20去 除电压检测器4的偏移电压的影响后，作为输出值Vuv-of输入至速度计算器30。然后，在 速度计算器30中，根据Vuv-of计算旋转角频率ω，将计算结果作为Vvf输出至车轮直径计 算器40。在车轮直径计算器40中，根据该Vvf、和由速度检测器8检测的速度信息V，来计 算车轮直径D。接下来，说明如上所述构成的车轮直径计测装置的动作。首先，在功率转换器1停止的电车的惯性行驶中，利用电压检测器4，检测利用安 装在同步电动机2的转子的永磁体形成磁场而产生的UV间的线电压Vuv。在电车的情况 下，由于在功率转换器1的动作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电车的车轮直径计测装置，其特征在于，包括由将直流电压转换为交流电压的功率转换器驱动的同步电动机，所述车轮直径计测装置包括：在所述功率转换器停止的所述电车的惯性行驶中、检测利用所述同步电动机的磁场而产生的交流电压的电压检测器；以及根据所述电车的速度信息和由所述电压检测器检测的交流电压、计算由所述同步电动机驱动的车轮的车轮直径的计算部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：河野雅树，北中英俊，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]