本发明专利技术的交流电车的控制装置，包括对将由交流架空线经由变压器输入的交流电压转换为直流电压的PWM整流器(3)的动作进行控制的整流器控制部(20)，由整流器控制部(20)执行的计算处理被至少划分为第一～第六计算处理框，该第一～第六计算处理框由FPGA构成，并且第一～第三计算处理框及第四、第五计算处理框可以同时进行并行处理。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及交流电车的控制装置，特别是涉及将整流器部的控制计算由 FPGA(Field Programmable Gate Alley，现场可编程门阵列)来进行处理的交流电车的控 制装置。
技术介绍
以往的交流电车的控制装置中的整流器控制部的典型结构，例如如下述专利文献 1的图2等所示。在包含该专利文献1所示的整流器控制部的以往的整流器控制部中，利用 整流器控制的控制计算比较多的是以模拟量的加减乘除为主的计算的集合体，由于利用浮 动小数点数的计算的结构容易，因此使用DSP(Digital Signal I^rocessor，数字信号处理 器)的利用软件的计算处理成为主流。专利文献1 日本专利特开昭62-77867号公报
技术实现思路
本专利技术要解决的问题如上所述，在以往的交流电车的控制装置的整流器控制部中，是以使用DSP的利 用软件的计算处理为中心而构成。然而，利用DSP的软件计算的情况存在的问题是一般而言与硬件计算相比无法 加快处理速度，难以进一步提高控制精度。另外，利用DSP的软件计算成为主体的情况存在的问题是在处理速度比较快的 控制模块(硬件)、和处理速度较慢的控制模块(软件)之间的数据交换中，会产生意外的 延迟或定时偏离，结果，在由于整流器动作而产生的返回线电流的高次谐波中重叠有理想 上不会产生的电源频率的非同步分量，妨碍其他信号设备的动作。此外，还考虑变更为以利用FPGA的计算处理为中心的结构，以代替使用DSP的利 用软件的计算处理。然而存在的问题是由于整流器控制部的计算是以模拟量的加减乘除 为主的计算，因此为了利用进行固定小数点数的计算的FPGA进行具有高精度的计算，需要 较大的位数，结果，本来是FPGA的特征的处理速度较快的计算会难以实现。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种交流电车的控制装置，在 将整流器控制部的控制计算由FPGA来进行处理的情况下，可以防止处理速度的下降，确保 期望的控制精度，并降低返回线高次谐波的影响。用于解决问题的方法为了解决上述问题、达到目的，本专利技术所涉及的交流电车的控制装置，适用于具有 将由交流架空线经由变压器而输入的交流电压转换为直流电压的PWM整流器的交流电车， 包括控制该PWM整流器的动作的整流器控制部，其特征在于，由上述整流器控制部执行的 计算处理被划分为多个计算处理框，上述划分的多个计算处理框由FPGA构成，并且该被划 分的多个计算处理框的若干个计算处理框可以同时进行并行处理。专利技术的效果根据本专利技术所涉及的交流电车的控制装置，由于由整流器控制部执行的计算处理 框被划分为多个计算处理框，并且该划分的多个计算处理框由FPGA构成，且该被划分的多 个计算处理框的若干个计算处理框可以同时进行并行处理，因此可以得到如下效果可以 防止处理速度的下降，确保期望的控制精度，并降低返回线高次谐波的影响。附图说明图1是表示将本专利技术的实施方式所涉及的整流器控制部的结构作为主体的功能 框图。图2是表示图1所示的整流器控制部20中的各个处理的流程的图。图3是表示图2所示的信号输入处理、A/D转换处理框的具体处理内容的图。图4是表示适用于与图1不同结构的交流电车的控制装置的结构的图。图5是表示适用于与图1及图4不同结构的交流电车的控制装置的结构的图。标号说明10导电弓、2主变压器、3PWM整流器、4负载、6a 6d A/D转换器、7a、7b滤波器、8 基本正弦波生成部、9余弦波生成部、IOa IOc运算放大器、Ila lie加减运算器、12乘 法运算器、13恒压控制部、14载波生成部、15PWM信号生成部、18架空线、20整流器控制部、 21第一计算处理部、22第二计算处理部、23第三计算处理部、M第四计算处理部、25第五 计算处理部、沈第六计算处理部、31信号输入处理、A/D转换处理框、32A第一计算处理框、 32B第二计算处理框、32C第三计算处理框、33A第四计算处理框、3 第五计算处理框、34A 第六计算处理框、34B第七计算处理(载波生成处理)框、35第八计算处理(PWM信号生成 处理)框、36信号输出处理框、41第一处理期间、42第二处理期间、43第三处理期间、44第 四处理期间、45第五处理期间、46第六处理期间、51整流器直流电压Vd的A/D转换处理、52 整流器输出电流IL的A/D转换处理、53架空线电压Vs的A/D转换处理、M整流器输入电 流Is的A/D转换处理、55直流电压基准VcT的信号输入处理、56增益常数Gl、G2、G3的输 入处理、57滤波器常数的输入处理具体实施例方式下面参照附图，详细说明本专利技术所涉及的交流电车的控制装置的实施方式。另外， 本专利技术不限于以下所示的实施方式。图1是表示将本专利技术的实施方式所涉及的整流器控制部的结构作为主体的功能 框图，在上部表示交流电车的驱动系统，在下部表示构成交流电车的控制系统的整流器控 制部20。在图1中，在交流电车的驱动系统中包括将来自交流架空线18的交流电输入的 导电弓1 ；将从导电弓1提供的交流电作为输入的主变压器2;施加有主变压器2的交流电 压、将施加的交流电压转换为直流电压的PWM整流器3 ；对PWM整流器3的直流电压进行滤 波的滤波电容器(以下记为“FC”)5;以及由利用FC5进行滤波的直流电压所驱动的负载 4而构成。此外，负载4中，包含将从PWM整流器3输出的直流电压转换为交流电压的逆变 器、施加有该逆变器的交流电压的交流电动机、由交流电动机驱动的铁路车辆等。另一方面，构成交流电车的控制系统的整流器控制部20包括第一 第六计算处 理部21 沈、载波生成部14、PWM信号生成部15、以及AD转换器6 (6a 6d)而构成。第一计算处理部21包括滤波器7a、加减运算器11a、恒压控制部13，基于内部所生 成的预定的直流电压基准Vcf、实际的整流器直流电压Vd，算出直流电压校正量Vda。此外， 整流器直流电压Vd例如如图所示，可以使用检测FC5的两端电压的检测值。第二计算处理部22包括运算放大器(图中的“G1”表示增益值，以下同样图 示)10a，基于整流器输出电流IL来算出整流器输入电流的前馈量(以下称为“2次电流前 馈量”)Isf0此外，整流器输出电流IL例如如图所示，可以使用对将PWM整流器3与负载4 相连的直流母线所流过的电流进行检测的检测值。第三计算处理部23包括滤波器7b、基本正弦波生成部8，基于架空线电压Vs的滤 波器输出来算出基本正弦波SWF。此外，第三计算处理部23除了输出基本正弦波SWF，同时 经由滤波器7b，还输出有架空线电压VsO。第四计算处理部M包括加减运算器llb、llc、乘法运算器12、运算放大器10b，基 于直流电压校正量Vda、2次电流前馈量Isf基本正弦波SWF、以及整流器输入电流Is，算出 生成后述的整流器电压基准Vc所需的第一校正量Vsp。第五计算处理部25包括余弦波生成部9、运算放大器10c、加减运算器lie，基于架 空线电压滤波器输出VsO、整流器输入电流Is，算出生成整流器电压基准Vc所需的第二校 正量Vci。第六计算处理部沈包括加减运算器1 ld，基于第一校正量Vsp、第二校正量Vci，算 出整流器电压基准Vc。载波生成部14基于基本正弦波SW本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种交流电车的控制装置，适用于具有将由交流架空线经由变压器而输入的交流电压转换为直流电压的ＰＷＭ整流器的交流电车，包括控制该ＰＷＭ整流器的动作的整流器控制部，其特征在于，由所述整流器控制部执行的计算处理被划分为多个计算处理框，所述被划分的多个计算处理框由ＦＰＧＡ构成，并且该被划分的多个计算处理框的若干个计算处理框可以同时进行并行处理。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种交流电车的控制装置，适用于具有将由交流架空线经由变压器而输入的交流电 压转换为直流电压的PWM整流器的交流电车，包括控制该PWM整流器的动作的整流器控制 部，其特征在于，由所述整流器控制部执行的计算处理被划分为多个计算处理框，所述被划分的多个计 算处理框由FPGA构成，并且该被划分的多个计算处理框的若干个计算处理框可以同时进 行并行处理。2.如权利要求1所述的交流电车的控制装置，其特征在于，包含由所述FPGA构成的计算处理框的计算中所使用的增益常数及滤波器常数的常数 的设定或者变更，由该FPGA构成的计算处理框以外的处理框中的软件处理进行。3.如权利要求1或2所述的交流电车的控制装置，其特征在于，在由所述FPGA构成的多个计算处理框中，包含第一计算处理部，基于预定的直流电 压基准、实际的整流器直流电压，算出并输出直流电压校正量；第二计算处理部，基于整流 器输出电流，算出并输出整流器输入电流的前馈量；以及第三计算处理部，输出经由滤波器 的架空线电压，并且根据架空线电压的滤波器输出算出基本正弦波输出。4.如权利要求3所述的交流电车的控制装置，其特征在于，所述第一计算处理部、所述第二计算...
【专利技术属性】
技术研发人员：松本武郎，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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