基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置及方法，该基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置包括车载动力电池、辅助电源、主控制器、驱动电路、三相永磁同步电机、功率管单元，通过主控制器控制功率管单元包括的各个开关管，实现将三相永磁同步电机磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹。该控制过程中，直接通过控制功率管单元包括的各个开关管，以将三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹，无需复杂的矢量变换等环节，控制过程简单，提升了三相永磁同步电机的响应速度。同时，本发明专利技术实施例中，功率管单元仅包括5个开关管，开关管数量小，成本较低。

Circular flux linkage track two-phase control device and method based on positive twelve side shape

The invention provides a two-phase circular flux track control device and method twelve polygon based on the circular flux track control device of two-phase twelve polygon based on the vehicle battery, auxiliary power supply, main controller, driving circuit, three-phase permanent magnet synchronous motor, power management unit, through the control of the main controller power switch the tube unit includes a tube, the three-phase permanent magnet synchronous motor flux trajectory control for circular flux track. The control process, directly through each switch control unit comprises a power tube tube, the flux trajectory of three-phase permanent magnet synchronous motor control for circular flux track, without complicated vector transformation and other aspects, the control process is simple, enhance the three-phase permanent magnet synchronous motor response. Meanwhile, in the embodiment of the invention, the power tube unit comprises only 5 switch tubes, the number of the switch tubes is small, and the cost is low.

【技术实现步骤摘要】
基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置及方法
本专利技术涉及电气传动技术，尤其涉及一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置及方法。
技术介绍
随着环保意识的深入人心，具有零排放、无污染、能量利用率高等特点的电动汽车越来越受到消费者的青睐。三相永磁同步电机作为电动汽车的动力源，是电动汽车的重要配件之一。目前，三相永磁同步电机的三相绕组分别通过两只开关管与电源相连接。磁链轨迹控制过程中，采用电压空间矢量控制方法，通过矢量坐标变换、电流环控制、输出坐标变化等环节以对磁链轨迹进行控制。上述磁链轨迹控制过程中，矢量控制环节多，矢量算法复杂，导致三相永磁电机的响应速度慢。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置及方法，以提高三相永磁电机的响应速度。第一个方面，本专利技术实施例提供一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置，包括：车载动力电池、辅助电源、主控制器、驱动电路、三相永磁同步电机、功率管单元，其中，所述车载动力电池包括第一段与第二段，所述第一段的负极与所述第二段的正极连接，所述第一段与所述第二端串联，所述第一段与所述第二段的电压为Ud；所述功率管单元包括第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4与第五开关管VT5；所述第一段的正极与所述VT1、所述VT2的输入端连接，所述第二段的负极与所述VT3、所述VT4的输入端连接；所述三相永磁同步电机的A相绕组与所述VT1、所述VT3的输出端连接；所述三相永磁同步电机的B相绕组与所述VT2、所述VT4的输出端连接；所述三相永磁同步电机的C相绕组与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述VT5与所述三相永磁同步电机的A相绕组、B相绕组与C相绕组连接；所述主控制器，用于控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5，以控制所述三相永磁同步电机的磁链轨迹为圆形磁链轨迹；所述辅助电源与所述主控制器电连接；所述主控制器与所述驱动电路电连接；所述驱动电路用于产生5路触发脉冲，所述5路触发脉冲分别与所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的控制端连接。在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述功率管单元还包括5个保护电路，分别用于保护所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5。结合第一个方面或第一个方面的第一种可能的实现方式，在第一个方面的第二种可能的实现方式中，所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5为全控型器件。结合第一个方面的第二种可能的实现方式，在第一个方面的第三种可能的实现方式中，所述全控型器件包括：绝缘栅双极型晶体管、门极可关断晶闸管。第二个方面，本专利技术实施例还提供一种采用如上第一个方面、第一个方面的第一种、第二种或第三种方式实现的基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置进行磁链控制的方法，包括：所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的方向与时长，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为所述圆形磁链轨迹，所述方向为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的开通或关断，所述时长为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5开通或关断时，对应的所述A相绕组、所述B相绕组与所述C相绕组中，至少两个绕组导通的时长。在第二个方面的第一种可能的实现方式中，所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的方向与时长，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为所述圆形磁链轨迹，包括：确定正十二边形磁链轨迹，所述正十二边形磁链轨迹的12个边分别对应第一基础磁链～第十二基础磁链，所述第一基础磁链～所述第二基础磁链中，每个基础磁链的两个端点与中心形成的区间为一个磁场矢量区间，共形成十二个磁场矢量区间，所述中心为所述正十二边形磁链轨迹的中心；从所述第一基础磁链～第十二基础磁链中选择四个正交解耦的基础磁链，所述四个正交解耦的基础磁链为所述第三基础磁链、所述第六基础磁链、所述第九基础磁链与所述第十二基础磁链，通过所述中心做所述第三基础磁链与第九基础磁链的第一平行线，以及所述第六基础磁链与所述第十二基础磁链的第二平行线，所述第一平行线与所述第二平行线将所述圆形磁链轨迹分为第一象限、第二象限、第三象限与第四象限；所述第一象限包括1/2的第三基础磁链、第四基础磁链、第五基础磁链与1/2的第六基础磁链，所述第二象限包括1/2的第六基础磁链、第七基础磁链、第八基础磁链与1/2的第九基础磁链，所述第三象限包括1/2的第九基础磁链、第十基础磁链、第十一基础磁链与1/2的第十二基础磁链，所述第四象限包括1/2的第十二基础磁链、第一基础磁链、第二基础磁链与1/2的第三基础磁链；确定所述第一象限对应的第一近似圆弧、所述第二象限对应的第二近似圆弧、所述第三象限对应的第三近似圆弧以及所述第四象限对应的第四近似圆弧；将所述第一近似圆弧、所述第二近似圆弧、所述第三近似圆弧与所述第四近似圆弧作依次首尾相接形成所述圆形磁链轨迹。结合第二个方面的第一种可能的实现方式，在第二个方面的第二种可能的实现方式中，所述确定所述第一象限对应的第一近似圆弧、所述第二象限对应的第二近似圆弧、所述第三象限对应的第三近似圆弧以及所述第四象限对应的第四近似圆弧，包括：将所述第一象限均分为K个子区，对于所述K个子区中的第L个子区，所述第三基础磁链作用t′3时长、第一零矢量作用T1时长、所述第十二基础磁链作用时长t′12，、第二零矢量作用T2时长，得到第L个子区对应的近似圆弧，其中，K为整数，L＝1,…,K，t′3+t′12+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，θ为所述第L个子区对应的等分点与所述中心构成的直线与所述第三基础磁链的夹角，Urm为合成磁链的电压幅值；根据K个第L个子区对应的近似圆弧得到所述第一近似圆弧；将所述第二象限均分为K个子区，对于所述K个子区中的第L个子区，所述第三基础磁链作用t′3时长、第一零矢量作用T1时长、所述第六基础磁链作用时长t′6，、第二零矢量作用T2时长，得到第L个子区对应的近似圆弧，其中，K为整数，L＝1,…,K，所述t′3+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，θ为所述第L个子区对应的等分点与所述中心构成的直线与所述第三基础磁链的夹角，Urm为合成磁链的电压幅值；根据K个第L个子区对应的近似圆弧得到所述第二近似圆弧；将所述第三象限均分为K个子区，对于所述K个子区中的第L个子区，所述第九基础磁链作用t′9时长、第一零矢量作用T1时长、所述第六基础磁链作用时长t′6，、第二零矢量作用T2时长，得到第L个子区对应的近似圆弧，其中，K为整数，L＝1,…,K，所述t′9+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，θ为所述第L个子区对应的等分点与所述中心构成的直线与所述第三基础磁链的夹角，Urm为合成磁链的电压幅值；根据K个第L个子区对应的近似圆弧得到所述第三近似圆弧；将所述第四象限均分为K个子区，对于所述K个子区中的第L个子区，所述第九基础磁链作用t′9时长、第一零矢量作用T1时长、所述第十二基础磁链作用时长t′6，、第二零矢量作用T2时长，得到第L个子区对应的近似圆弧，其中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置，其特征在于，包括：车载动力电池、辅助电源、主控制器、驱动电路、三相永磁同步电机、功率管单元，其中，所述车载动力电池包括第一段与第二段，所述第一段的负极与所述第二段的正极连接，所述第一段与所述第二端串联，所述第一段与所述第二段的电压为Ud；所述功率管单元包括第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4与第五开关管VT5；所述第一段的正极与所述VT1、所述VT2的输入端连接，所述第二段的负极与所述VT3、所述VT4的输入端连接；所述三相永磁同步电机的A相绕组与所述VT1、所述VT3的输出端连接；所述三相永磁同步电机的B相绕组与所述VT2、所述VT4的输出端连接；所述三相永磁同步电机的C相绕组与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述VT5与所述三相永磁同步电机的A相绕组、B相绕组与C相绕组连接；所述主控制器，用于控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5，以控制所述三相永磁同步电机的磁链轨迹为圆形磁链轨迹；所述辅助电源与所述主控制器电连接；所述主控制器与所述驱动电路电连接；所述驱动电路用于产生5路触发脉冲，所述5路触发脉冲分别与所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的控制端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置，其特征在于，包括：车载动力电池、辅助电源、主控制器、驱动电路、三相永磁同步电机、功率管单元，其中，所述车载动力电池包括第一段与第二段，所述第一段的负极与所述第二段的正极连接，所述第一段与所述第二端串联，所述第一段与所述第二段的电压为Ud；所述功率管单元包括第一开关管VT1、第二开关管VT2、第三开关管VT3、第四开关管VT4与第五开关管VT5；所述第一段的正极与所述VT1、所述VT2的输入端连接，所述第二段的负极与所述VT3、所述VT4的输入端连接；所述三相永磁同步电机的A相绕组与所述VT1、所述VT3的输出端连接；所述三相永磁同步电机的B相绕组与所述VT2、所述VT4的输出端连接；所述三相永磁同步电机的C相绕组与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述VT5与所述三相永磁同步电机的A相绕组、B相绕组与C相绕组连接；所述主控制器，用于控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5，以控制所述三相永磁同步电机的磁链轨迹为圆形磁链轨迹；所述辅助电源与所述主控制器电连接；所述主控制器与所述驱动电路电连接；所述驱动电路用于产生5路触发脉冲，所述5路触发脉冲分别与所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的控制端连接。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述功率管单元还包括5个保护电路，分别用于保护所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5为全控型器件。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述全控型器件包括：绝缘栅双极型晶体管、门极可关断晶闸管。5.一种采用如权利要求1～4任一项所述的基于正十二边形的圆形磁链轨迹两相控制装置进行磁链控制的方法，其特征在于，包括：所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的方向与时长，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为所述圆形磁链轨迹，所述方向为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的开通或关断，所述时长为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5开通或关断时，对应的所述A相绕组、所述B相绕组与所述C相绕组中，至少两个绕组导通的时长。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4与所述VT5的方向与时长，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为所述圆形磁链轨迹，包括：确定正十二边形磁链轨迹，所述正十二边形磁链轨迹的12个边分别对应第一基础磁链～第十二基础磁链，所述第一基础磁链～所述第二基础磁链中，每个基础磁链的两个端点与中心形成的区间为一个磁场矢量区间，共形成十二个磁场矢量区间，所述中心为所述正十二边形磁链轨迹的中心；从所述第一基础磁链～第十二基础磁链中选择四个正交解耦的基础磁链，所述四个正交解耦的基础磁链为所述第三基础磁链、所述第六基础磁链、所述第九基础磁链与所述第十二基础磁链，通过所述中心做所述第三基础磁链与第九基础磁链的第一平行线，以及所述第六基础磁链与所述第十二基础磁链的第二平行线，所述第一平行线与所述第二平行线将所述圆形磁链轨迹分为第一象限、第二象限、第三象限与第四象限；所述第一象限包括1/2的第三基础磁链、第四基础磁链、第五基础磁链与1/2的第六基础磁链，所述第二象限包括1/2的第六基础磁链、第七基础磁链、第八基础磁链与1/2的第九基础磁链，所述第三象限包括1/2的第九基础磁链、第十基础磁链、第十一基础磁链与1/2的第十二基础磁链，所述第四象限包括1/2的第十二基础磁链、第一基础磁链、第二基础磁链与1/2的第三基础磁链；确定所述第一象限对应的第一近似圆弧、所述第二象限对应的第二近似圆弧、所述第三象限对应的第三近似圆弧以及所述第四象限对应的第四近似圆弧；将所述第一近似圆弧、所述第二近似圆弧、所述第三近似圆弧与所述第四近似圆弧作依次首尾相接形成所述圆形磁链轨迹。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一象限对应的第一近似圆弧、所述第二象限对应的第二近似圆弧、所述第三象限对应的第三近似圆弧以及所述第四象限对应的第四近似圆弧，包括：将所述第一象限均分为K个子区，对于所述K个子区中的第L个子区，所述第三基础磁链作用t′3时长、第一零矢量作用T1时长、所述第十二基础磁链作用时长t′12，、第二零矢量作用T2时长，得到第L个子区对应的近似圆弧，其中，K为整数，L＝1,…,K，t′3+t′12+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，θ为所述第L个子区对应的等分点与所述中心构成的直线与所述第三基础磁链的夹角，Urm为合成磁链的电压幅值；根据K个第L个子区对应的近似圆弧得到所述第一近似圆弧；将所述第二象限均分为K个子区，对于所述K个子区中的第L个子区，所述第三基础磁链作用t′3时长、第一零矢量作用T1时长、所述第六基础磁链作用时长t′6，、第二零矢量作用T2时长，得到第L个子区对应的近似圆弧，其中，K为整数，L＝1,…,K，所述t′3+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开...

【专利技术属性】
技术研发人员：张陈斌，肖欣，林利，曾庆文，徐冲，徐莉，郎许飞，
申请(专利权)人：上海中科深江电动车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31