(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道車両を駆動するリニア誘導電動機に電力変換装置を介して電力を供給し鉄道車両を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置において、前記電力変換装置の出力電圧と出力電流とから前記リニア誘導電動機への出力電力を演算する出力電力監視手段と、前記出力電力監視手段で演算された前記出力電力に基づいて前記リニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定しすべりがゼロであるときは前記電力変換装置の出力電流を遮断するすべりゼロ検出手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置。
【請求項２】
鉄道車両を駆動するリニア誘導電動機に電力変換装置を介して電力を供給し鉄道車両を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置において、前記電力変換装置の出力電圧と出力電流とから前記リニア誘導電動機への出力電力を演算する出力電力監視手段と、前記出力電力監視手段で演算された前記出力電力に基づいて前記リニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定しすべりがゼロであるときは前記電力変換装置の出力電流を制限するすべりゼロ検出手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置。
【請求項３】
鉄道車両を駆動するリニア誘導電動機に電力変換装置を介して電力を供給し鉄道車両を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置において、前記電力変換装置の出力電圧と出力電流とから前記リニア誘導電動機への出力電力を演算する出力電力監視手段と、前記出力電力監視手段で演算された前記出力電力に基づいて前記リニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定するすべりゼロ検出手段と、前記すべりゼロ検出手段で検出された前記すべりゼロの状態が一定時間以上継続したときに前記電力変換装置の出力電流を遮断する条件継続判別手段とを備えたことを特徴とする鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道車両駆動用のリニア誘導電動機を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車両をリニア誘導電動機を用いて駆動するには、直流電力を電力変換装置で交流電力に変換してリニア誘導電動機に入力するようにしている。図６は、そのようなリニア誘導電動機を適用した鉄道車両の駆動制御システムの構成図である。
【０００３】
架線８から集電器７で入力された直流は、断流器１５、フィルタリアクトル１３およびフィルタコンデンサ１１を介して電力変換装置１に入力される。電力変換装置１は直流電力を三相の交流電力に変換するものであり、複数個のスイッチング素子１４Ｕ、１４Ｖ、１４Ｗ、１４Ｘ、１４Ｙ、１４Ｚから構成されている。電力変換装置１からの交流電力はリニア誘導電動機の一次側コイル３に出力され、二次側に設けられたリアクションプレート４との相互作用により直線的な駆動力を発生する。
【０００４】
鉄道車両にはリニア誘導電動機の一次側コイルが設けられ、リアクションプレート４はレール９側に設けられる。また、鉄道車両はレール９上に車輪６で支持される。
【０００５】
制御装置２は、車輪６に設けられた速度検出器５で検出された鉄道車両の速度、電流検出器１２で検出された電力変換装置１からリニア誘導電動機の一次側コイル３に供給される出力電流、電圧検出器１０で検出された電力変換装置１への入力電圧等に基づいて、電力変換装置１のスイッチング素子１４にゲート信号を出力しリニア誘導電動機を駆動制御する。
【０００６】
図７は、リニア誘導電動機と鉄道車両との関係の説明図であり、図７（ａ）は側面図、図７（ｂ）は鉄道車両下部の正面図である。図７（ａ）に示すように、鉄道車両の車体３１の下部には台車３０が取り付けられており、この台車３０にはリニア誘導電動機の一次側コイル３および車輪６が取り付けられている。そして、一次側コイル３に電力変換装置１から３相交流電流が供給され、軌道に設置された二次側リアクションプレート４との間に推進力を発生させて駆動力を得るようになっている。図７（ｂ）に示すように、一次側コイル３は二次側のリアクションプレート４に対面して設けられている。
【０００７】
電力変換装置１の出力周波数は、車体速度から求められたリニア誘導電動機のロータ周波数に所用のすべり周波数を加えた値として求められる。鉄道車両の走行速度すなわち車体速度Ｖは、速度検出器５で検出された車輪の回転数ωに車輪の直径ＷＤを乗じて得られる。
【０００８】
Ｖ＝ＷＤ×ω    …（１）
Ｖ：車体速度
ＷＤ：車輪の直径
ω：速度検出器の検出回転数
【０００９】
また、リニア誘導電動機のロータ周波数ＦＲは、車体速度Ｖにリニア誘導電動機の一次側コイル３の極数と極ピッチに関係する係数Ｋｐｉｔｃｈを乗じて得られる。
【００１０】
ＦＲ＝Ｋｐｉｔｃｈ×Ｖ    …（２）
ＦＲ：ロータ周波数
Ｋｐｉｔｃｈ：車体速度対ロータ周波数変換係数
【００１１】
電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖは、ロータ周波数ＦＲに所用のすべり周波数ＦＳが加算されて求められる。
【００１２】
Ｆｉｎｖ＝ＦＲ＋ＦＳ    …（３）
Ｆｉｎｖ：電力変換装置出力周波数
ＦＲ：ロータ周波数
ＦＳ：すべり周波数
【００１３】
リニア誘導電動機では、一次側コイル３と二次側リアクションプレート４との間に吸引力が作用することが知られている。
【００１４】
図８は、一次側と二次側との間に発生する吸引力に関し円筒型誘導電動機とリニア誘導電動機との比較を示す説明図である。図８（ａ）に示すように円筒型誘導電動機では、一次側コイル３２と二次側ロータ３３との間に生じる吸引力は、回転軸の円周方向に均一に作用するために相殺され、結果として回転軸３４には回転力だけが作用することになる。
【００１５】
一方、リニア誘導電動機では、図８（ｂ）に示すように一次側コイル３と二次側リアクションプレート４とに作用する吸引力は、そのまま推進力とは垂直の方向の力として作用する。
【００１６】
図９は、リニア誘導電動機のすべりと推進力との関係、すべりと吸引力との関係の一例を示す特性図である。吸引力はすべりがゼロの場合に最大となる。この吸引力が過大に作用して、台車３０と一次側コイル３との取り付け部分や軌道とリアクションプレート４との取り付け部分の強度を越えると、一次側コイル３や台車３０、二次側リアクションプレート４や軌道を破損することになる。
【００１７】
この過大な吸引力が生じることを防止するために、従来のリニア誘導電動機の制御においては、すべりがゼロとならないように予めすべり周波数の最小値の制限が設けられるのが一般的である。
【００１８】
リニア誘導電動機の制御に必要な電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖは、（３）式のように車体速度Ｖから求めたロータ周波数ＦＲに所用のすべり周波数ＦＳを加算して演算される。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、速度検出器５が故障した場合には、車体速度Ｖを求めることができないので、適正にリニア誘導電動機の制御に必要な電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖを制御できないことがある。
【００２０】
図１０は、電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖとロータ周波数（車体速度Ｖ）との関係を示す特性図である。図１０（ａ）は、電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖが適正に制御できている特性図であり、この場合には、電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖはロータ周波数ＦＲ（車体速度Ｖ）に所用のすべり周波数ＦＳを加算した（３）式に示す関係を保った制御が行われている。
【００２１】
図１０（ｂ）は、速度検出器５が故障したまま車両が起動し加速した場合の電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖとロータ周波数ＦＲ（車体速度Ｖ）との関係を示す特性図である。速度検出器５が故障した場合には、制御装置２は、車体速度Ｖがゼロと認識するので、（３）式より電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖはすべり周波数ＦＳのみの値となる。
【００２２】
実際には、車体は健全な速度検出器５で制御されている他の車両のリニア誘導電動機の推進力で加速するので、故障した速度検出器５で検出した検出速度Ｖ１にて制御されるリニア誘導電動機は、図１０（ｂ）のＡ点において、すべりがゼロとなる。このとき、リニア誘導電動機の一次側コイル３とリアクションプレート４との間に過大な吸引力が作用する。
【００２３】
そこで、複数の速度検出器５を設け、１個の速度検出器５が故障した場合には、制御装置２は車体速度Ｖの検出を健全な速度検出器５に切り替えるようにしている。しかしながら、複数の速度検出器５を有する構成であっても、速度検出器５の電源が故障した場合などはすべての速度検出器５が速度を検出することが不可能となり、リニア誘導電動機の一次側コイル３と二次側リアクションプレート４との間に過大な吸引力が作用してしまう。
【００２４】
また、車体速度Ｖの演算には、車輪の直径の値（車輪径）が必要となるが、この車輪径は、一般的に車輪径の実測値を人間によって設定される。この車輪系の設定が誤っていると、速度検出器５が故障した場合と同様な不具合が生じする。
【００２５】
図１０（ｃ）は、この車輪径の設定の誤りがあった場合の一例を示す特性図である。車輪径の設定に誤りがあった場合、実際の車体速度Ｖと車輪径から演算された車体速度Ｖ２に差が生じる。この差がリニア誘導電動機のすべりＦＳに等しくなると、Ｂ点において電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖと実際の車体速度Ｖとが一致し、実際のすべりがゼロとなる。この時、リニア誘導電動機の一次側コイル３とリアクションプレート４とに過大な吸引力が作用する。
【００２６】
本発明の目的は、リニア誘導電動機の一次側コイルと二次側リアクションプレートとの間に過大な吸引力が生じることを防止できる鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置は、鉄道車両を駆動するリニア誘導電動機に電力変換装置を介して電力を供給し鉄道車両を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置において、前記電力変換装置の出力電圧と出力電流とから前記リニア誘導電動機への出力電力を演算する出力電力監視手段と、前記出力電力監視手段で演算された前記出力電力に基づいて前記リニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定しすべりがゼロであるときは前記電力変換装置の出力電流を遮断するすべりゼロ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１の発明に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置においては、すべりゼロ検出手段は、出力電力監視手段で演算された出力電力に基づいてリニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定し、すべりがゼロであるときは電力変換装置の出力電流を遮断する。これにより、すべりがゼロとなると電力変換装置の出力電流を遮断し、リニア誘導電動機の一次側コイルと二次側リアクションプレートとの間に過大な吸引力が作用するのを防止する。
【００２９】
請求項２の発明に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置は、鉄道車両を駆動するリニア誘導電動機に電力変換装置を介して電力を供給し鉄道車両を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置において、前記電力変換装置の出力電圧と出力電流とから前記リニア誘導電動機への出力電力を演算する出力電力監視手段と、前記出力電力監視手段で演算された前記出力電力に基づいて前記リニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定しすべりがゼロであるときは前記電力変換装置の出力電流を制限するすべりゼロ検出手段とを備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項２の発明に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置においては、すべりゼロ検出手段は、出力電力監視手段で演算された出力電力に基づいてリニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定し、すべりがゼロであるときは電力変換装置の出力電流を制限する。これにより、すべりがゼロとなると電力変換装置の出力電流を制限し、リニア誘導電動機の一次側コイルと二次側リアクションプレートとの間に過大な吸引力が作用するのを防止する。
【００３１】
請求項３の発明に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置は、鉄道車両を駆動するリニア誘導電動機に電力変換装置を介して電力を供給し鉄道車両を駆動制御する鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置において、前記電力変換装置の出力電圧と出力電流とから前記リニア誘導電動機への出力電力を演算する出力電力監視手段と、前記出力電力監視手段で演算された前記出力電力に基づいて前記リニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定するすべりゼロ検出手段と、前記すべりゼロ検出手段で検出された前記すべりゼロの状態が一定時間以上継続したときに前記電力変換装置の出力電流を遮断する条件継続判別手段とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
請求項３の発明に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置においては、すべりゼロ検出手段は、出力電力監視手段で演算された出力電力に基づいてリニア誘導電動機のすべりがゼロか否かを判定し、条件継続判別手段は、すべりゼロ検出手段で検出されたすべりゼロの状態が一定時間以上継続したときに電力変換装置の出力電流を遮断する。これにより、すべりがゼロの状態が一定の時間時間以上継続すると電力変換装置の出力電流を遮断し、リニア誘導電動機の一次側コイルと二次側リアクションプレートとの間に過大な吸引力が作用するのを防止する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置のブロック構成図である。電流指令演算部１６には、リニア誘導電動機の磁束指令ΦＲｅｆと推進力指令 ＴｏｒｑＲｅｆが入力され、電流指令演算部１６はｄ軸電流指令ＩｄＲｅｆとｑ軸電流指令ＩｑＲｅｆとすべり周波数ＦＳとを演算して出力する。
【００３４】
【数１】
0004141654.tif 000002
【００３５】
ロータ周波数演算部１９は、速度検出器５の出力である車輪の回転数ωを入力として、（１）式および（２）式によって、リニア誘導電動機のロータ周波数ＦＲを演算して出力する。そして、電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖは（３）式で求められ、位相角演算部２０に入力される。
【００３６】
位相角演算部２０では、電力変換装置周波数Ｆｉｎｖを時間積分して、位相角θを演算し座標変換部17および相電圧指令演算部21に出力する。
【００３７】
座標変換部１７は、電流検出器１２の出力であるＵ相電流ＩｕとＷ相電流Ｉｗと、位相角演算部２０の出力である位相角θを入力として、次の演算を行い、電力変換装置１の出力電流のｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとを出力する。
【００３８】
【数２】
0004141654.tif 000003
【００３９】
電流制御演算部１８は、電流指令演算部１６の出力であるｄ軸電流指令ＩｄＲｅｆとｑ軸電流指令ＩｑＲｅｆと、座標変換部１７の出力であるインバ一夕出力電流のｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑが入力され、比例積分制御（ＰＩ制御）演算によって電力変換装置１の出力電圧のｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑを相電圧指令演算部21に出力する。
【００４０】
【数３】
0004141654.tif 000004
【００４１】
出力電力監視手段２２では、電流制御演算部１８の出力である電力変換装置出力電圧のｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑと、座標変換部１７の出力である電力変換装置１の出力電流ＩｄとＩｑから、電力変換装置１の出力電力Ｐｉｎｖを演算し出力する。
【００４２】
Ｐｉｎｖ＝Ｖｄ・Ｉｄ＋Ｖｑ・Ｉｑ        …（１１）
Ｐｉｎｖ：電力変換装置の出力電力
Ｖｄ：ｄ軸電圧
Ｉｄ：ｄ軸電流
Ｖｑ：ｑ軸電圧
Ｉｑ：ｑ軸電流
【００４３】
（１１）式には速度に関する項が無いことからわかるように、仮に速度検出器５の出力が異常な状態で電力変換装置１が制御されていても、（１１）式の演算結果である電力変換装置1の出力電力Ｐｉｎｖに影響はない。
【００４４】
すべりゼロ検出手段２３には、出力電力監視手段２２の出力である電力変換装置1の出力電力Ｐｉｎｖと、座標変換部１７の出力である電力変換装置出力電流のｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとが入力され、次の（１２）式および（１３）式の演算を行う。そして、すべりゼロ検出手段２３は、（１４）式の条件判別ですべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳを出力する。すべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳが成立「１」のときはすべりがゼロであり、不成立「０」のときはすべりはゼロでない。
【００４５】
【数４】
0004141654.tif 000005
【００４６】
ここで、すべりゼロ検出手段２３の演算内容について説明する。図２はリニア誘導電動機の等価回路の回路図である。図２において、Ｒ１は一次抵抗、ｌ１は一次漏れインダクタンス、Ｍは相互インダクタンス、ｌ２は二次漏れインダクタンス、Ｒ２は二次抵抗、Ｓはすべり、Ｖ１は一次電圧、Ｉ１は一次電流、Ｉｍは磁束電流、Ｉｔはトルク電流である。
【００４７】
リニア誘導電動機の入力電力Ｐｍは、推進力（トルク）による出力ＰＭｔｏｒｑと、誘導電動機内部の損失Ｐｍｌｏｓｓの和となる。
【００４８】
【数５】
0004141654.tif 000006
【００４９】
リニア誘導電動機の推進力が生じない場合、つまりすべりがゼロである場合には、リニア誘導電動機の一次電流Ｉ１の成分は磁束電流Ｉｍのみとなり、リニア誘導電動機の入力電力Ｐｍは等価回路の一次側抵抗Ｒ１の損失のみとなる。
【００５０】
【数６】
0004141654.tif 000007
【００５１】
よって、電力変換装置１の出力電力Ｐｍを（２０）式の右辺と比較することで、リニア誘導電動機の実際のすべりがゼロとなったことを検出できる。（２０）式には一次抵抗Ｒ１が含まれるが、一次抵抗Ｒ１は一次側コイル３の特性で決定されるパラメータであり、軌道や二次側リアクションプレート４の条件やリニア誘導電動機の温度に関係せず、予め測定することで既知の値となる。
【００５２】
次に、ゲート信号発生部２４は、相電圧指令演算部２１の出力であるＵ相電圧指令Ｖｕ、Ｖ相電圧指令Ｖｖ、Ｗ相電圧指令Ｖｗ、すべりゼロ検出手段２３から出力されたすべりゼロ信号 ＺｅｒｏＦＳが入力され、電力変換装置１のスイッチング素子１４Ｕ〜１４Ｚへのゲート信号を発生し出力する。
【００５３】
図３は電力変換装置１のＵ相のＵアームのスイッチング素子１４Ｕへのゲート信号Ｇｕと、Ｘアームのスイッチング素子１４Ｘへのゲート信号Ｇｘの発生原理の説明図である。キャリア三角波信号ＴＲＩとＵ相電圧指令Ｖｕとを比較し、次の論理でゲート信号Ｇｕ、Ｇｘを出力する。また、すべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳが成立「１」となったとき、電力変換装置１の各スイッチング素子１４Ｕ〜１４Ｚへのゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚを全てＯＦＦし、リニア誘導電動機へ供給する電流を遮断する。
【００５４】
ＺｅｒｏＦＳ＝０のとき（すべりゼロ信号不成立）
Ｖｕ＞ＴＲＩのとき  Ｇｕ＝ＯＮ    Ｇｘ＝ＯＦＦ
ＶｕｓＴＲＩのとき  Ｇｕ＝ＯＦＦ  Ｇｘ＝ＯＮ
ＺｅｒｏＦＳ＝１のとき（すべりゼロ信号成立）
Ｇｕ＝ＯＦＦ  Ｇｘ＝ＯＦＦ
【００５５】
Ｖ相とＷ相についても同様にして、ゲート信号Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚを出力する。
【００５６】
この第１の実施の形態によれば、リニア誘導電動機のすべりがゼロとなった場合には、一次側コイル３と二次側リアクションプレート４との間に過大な吸引力が生じて台車３０や軌道を破損することを防止できる。
【００５７】
この第１の実施の形態では、出力電力監視手段２３の入力のｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑには電流制御演算部１８の出力を用いているが、図１において、電力変換装置１の３相出力回路に電圧検出器を設置して線間電圧Ｖｕｖ、Ｖｖｗ、Ｖｗｕのうちの少なくとも２つを直接検出し、座標変換部１７と同様な座標変換によってｄ軸電圧Ｖｄとｑ軸電圧Ｖｑを求めても良い。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。図4は本発明の第２の実施の形態に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置のブロック構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第1の実施の形態に対し、すべりゼロ検出手段２３の出力を電流指令演算部１６に入力し、すべりがゼロであるときは電力変換装置１の電流指令値を小さい値にして電力変換装置1の出力電流を制限するようにしたものである。その他の構成は、図1に示した第1の実施の形態と同一であるので、同一要素には同一符号を付し重複する記載は省略する。
【００５９】
電流指令演算部１６には、リニア誘導電動機の磁束指令ΦＲｅｆおよび推進力指令ＴｏｒｑＲｅｆに加え、すべりゼロ検出手段２３の出力であるすべりゼロ検出信号ＺｅｒｏＦＳとが入力され、ｄ軸電流指令ＩｄＲｅｆ、ｑ軸電流指令ＩｑＲｅｆおよびすべり周波数ＦＳを演算して出力する。
【００６０】
すべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳが不成立「０」である場合は、電流指令演算部１６は第１の実施の形態と同様な演算を行う。一方、すべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳが成立「１」である場合は、磁束指令ΦＲｅｆおよび推進力指令ＴｏｒｑＲｅｆに０〜１．０未満の範囲の予め設定された係数Ｋｌｉｍｉｔを乗じて下記の（２１）式〜（２３）式の演算を行い、ｄ軸電流指令ＩｄＲｅｆ、ｑ軸電流指令ＩｑＲｅｆおよびすべり周波数ＦＳを演算し、電力変換装置１の出力電流の制限を行う。
【００６１】
【数７】
0004141654.tif 000008
【００６２】
この第２の実施の形態によれば、リニア誘導電動機の実際のすべりがゼロとなった場合には、一次側コイル３と二次側リアクションプレート４との間に過大な吸引力が生じて台車３０や軌道を破損することを防止できる。
【００６３】
次に、本発明の第３の実施の形態を説明する。図５は、本発明の第３の実施の形態に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置のブロック構成図である。この第３の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、すべりゼロ検出手段２３で検出されたすべりゼロの状態が一定時間以上継続したか否かを判断する条件継続判別手段２７を追加して設け、すべりゼロ検出手段２３で検出されたすべりゼロの状態が一定時間以上継続したときに電力変換装置１の出力電流を遮断するようにしたものである。
【００６４】
図５において、すべりゼロ検出手段２３から出力されたすべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳは、条件継続判別手段２９に入力される。条件継続判別手段２９はすべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳ成立「１」となったとき、その状態が予め設定された時間継続したか否かを判別し、すべりゼロ継続信号ＺｅｒｏＦＳＴＤを出力する。すべりゼロ計測信号ＺｅｒｏＦＳＴＤはすべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳの不成立「０」および成立「１」により、以下の信号を出力する。
【００６５】
ＺｅｒｏＦＳ＝０のとき  ＺｅｒｏＦＳＴＤ＝０
ＺｅｒｏＦＳ＝１のとき
予め設定された時間継続：ＺｅｒｏＦＳＴＤ＝１
継続時間が予め設定された時間未満：ＺｅｒｏＦＳＴＤ＝０
【００６６】
この判別における予め設定される継続時間は、車両が走行する軌道の条件から決定される。軌道に設置される二次側リアクションプレート４は、例えばレールの分岐器では分岐するレール９が軌道の中央を横切るためにリアクションプレート４を連続して設置することができず、数ｍ程度リアクションプレート４が断絶する。このリアクションプレート４の断絶区間ではリニア誘導電動機は推進力を発生しないため、一次側コイル３がリアクションプレート４の断絶区間を通過する時間だけ、（１５）式は（２０）式と等価となり、（１４）式の判別から誤ってすべりゼロ信号ＺｅｒｏＦＳ＝１が出力されてしまう可能性がある。
【００６７】
そこで、この判別における予め設定される継続時間は、リアクションプレート４の断絶区間などですべりゼロ継続信号ＺｅｒｏＦＳＴＤ＝１を誤って出力しない時間に設定される。
【００６８】
条件継続判別手段２９から出力されたすべりゼロ継続信号 ＺｅｒｏＦＳＴＤ は、ゲ一ト信号発生部２４に入力され、すべりゼロ継続信号 ＺｅｒｏＦＳ＝１となったとき、電力変換装置１の各スイッチング素子１４Ｕ〜１４Ｚへのゲート信号Ｇｕ〜Ｇｚを全てＯＦＦし、リニア誘導電動機へ供給する電流を遮断する。
【００６９】
ＺｅｒｏＦＳＴＤ＝０のとき
Ｖｕ＞ＴＲＩのとき  Ｇｕ＝ＯＮ    Ｇｘ＝ＯＦＦ
Ｖｕ≦ＴＲＩのとき  Ｇｕ＝ＯＦＦ  Ｇｘ＝ＯＮ
ＺｅｒｏＦＳＴＤ＝１のとき
Ｇｕ＝ＯＦＦ  Ｇｘ＝ＯＦＦ
【００７０】
Ｖ相とＷ相についても同様にして、ゲート信号Ｇｖ、Ｇｙ、Ｇｗ、Ｇｚ を出力する。
【００７１】
この第３の実施の形態によれば、リニア誘導電動機の実際のすべりがゼロとなった場合には、一次側コイル３と二次側リアクションプレート４との間に過大な吸引力が生じて台車３０や軌道を破損することを防止でき、かつ、軌道のリアクションプレート４の断絶区間における誤検知を防止することができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の鉄道車両用リニア誘導電動機の制御装置によれば、速度検出器の故障または車両の車輪径の設定の誤り、さらには何らかの制御の異常が発生しても、リニア誘導電動機の実際のすべりがゼロになったことを検出でき、リニア誘導電動機への電流を遮断または制限できるので、リニア誘導電動機の一次側コイルと二次側リアクションプレートとの間に過大な吸引力が生じて台車や軌道を破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施の形態に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置のブロック構成図。
【図２】リニア誘導電動機の等価回路の回路図。
【図３】本発明の第１実施の形態における電力変換装置のＵ相のＵアームのスイッチング素子１４Ｕへのゲート信号Ｇｕと、Ｘアームのスイッチング素子１４Ｘへのゲート信号Ｇｘの発生原理の説明図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置のブロック構成図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る鉄道車両駆動用リニア誘導電動機の制御装置のブロック構成図。
【図６】リニア誘導電動機を適用した鉄道車両の駆動制御システムの構成図。
【図７】リニア誘導電動機と鉄道車両との関係の説明図。
【図８】リニア誘導電動機の一次側と二次側との間に発生する吸引力に関し円筒型誘導電動機とリニア誘導電動機との比較を示す説明図。
【図９】リニア誘導電動機のすべりと推進力との関係およびすべりと吸引力との関係の一例を示す特性図。
【図１０】電力変換装置１の出力周波数Ｆｉｎｖとロータ周波数（車体速度Ｖ）との関係を示す特性図。
【符号の説明】
１…電力変換装置、２…制御部、３…一次側コイル、４…リアクションプレート、５…速度検出器、６…車輪、７…集電器、８…架線、９…レール、１０…電圧検出器、１１…フィルタコンデンサ、１２…電流検出器、１３…フィルタリアクトル、１４…スイッチング素子、１５…断流器、１６…電流指令演算部、１７…座標変換部、１８…電流制御演算部、１９…ロータ周波数演算部、２０…位相角演算部、２１…相電圧指令演算部、２２…出力電力監視手段、２３…すべりゼロ検出手段、２４…ゲート信号発生部、２９…条件継続判別部、３２…一次側コイル、３３…二次側ロータ、３４…回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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