基于正六边形的圆形磁链轨迹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六边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法，该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、第一继电器、第二继电器与第三继电器，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实现对三相永磁同步电机磁链轨迹的控制，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。

【技术实现步骤摘要】
基于正六边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法
本专利技术涉及电气传动技术，尤其涉及一种基于正六边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法。
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六边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法，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六边形的圆形磁链轨迹控制装置，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、第一继电器、第二继电器与第三继电器，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、第五开关管VT5、第六开关管VT6与第七开关管VT7；所述第一段的正极与所述VT1、所述VT2与所述VT5的输入端连接，所述第二段的负极与所述VT3、所述VT4与所述VT6的输入端连接；所述第一继电器与所述三相永磁同步电机的A相绕组连接，所述第一继电器的常开触点与所述VT1、所述VT3的输出端连接；所述第二继电器与所述三相永磁同步电机的B相绕组连接，所述第二继电器的常开触点与所述VT2、所述VT4的输出端连接；所述第三继电器与所述三相永磁同步电机的C相绕组连接，所述第三继电器的常开触点与所述VT5、所述VT6的输出端连接；所述第一继电器的常闭触点、所述第二继电器的常闭触点以及所述第三继电器的常闭触点与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述VT7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、所述VT5、所述VT6或者所述VT7，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹；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7路触发脉冲，所述7路触发脉冲分别与所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6以及所述VT7的控制端连接。可选的，所述功率管单元还包括7个保护电路，分别用于保护所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6以及所述VT7。。可选的，所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6以及所述VT7为全控型器件。第二个方面，本专利技术实施例提供一种采用如上第一个方面、第一个方面的各种可能的方式实现的磁链轨迹装置进行磁链轨迹控制的方法，该方法包括：所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7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圆形磁链轨迹，所述方向为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7的开通或关断，所述时长为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7的开通或关断时，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。可选的，所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7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圆形磁链轨迹，包括：确定正六边形磁链轨迹，所述正六边形磁链轨迹的6个边中，每个边对应一个基础磁链，每个边的两个端点与中心形成的区间为一个磁场矢量区间，共形成六个磁场矢量区间，对于每一个磁场矢量区间，以该磁场矢量区间对应的边的中点与中心所在的直线为对称中心，将该磁场矢量区间均为两个子区间，共形成12个子区间，所述中心为所述正六边形磁链轨迹的中心；将所述正六边形磁链轨迹对应的正六边形划分为六个扇区，每一扇区由第一子扇区与第二扇区构成，所述第一子扇区与所述第二子扇区为所述12个子区间中的两个相邻子区间，且所述第一子扇区与所述第二子扇区分别属于不同的磁场矢量区间；对于每一扇区，该扇区包含的第一子扇区包括K/2个磁场矢量序列，该K/2个磁场矢量序列为交替出现的第一磁场矢量和第二磁场矢量，所述第一磁场矢量的方向与所述第一子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的方向相同，所述第一磁场矢量的大小为所述第一子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链大小的1/K倍；所述第二磁场矢量的方向与所述第二子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的方向相同，所述第二磁场矢量的大小为所述第二子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链大小的1/K倍，其中，K为偶数；对于每一扇区，该扇区包含的第二子扇区包括K/2个磁场矢量序列，该K/2个磁场矢量序列为交替出现的第二磁场矢量和第一磁场矢量，所述第二磁场矢量的方向与所述第二子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的方向相同，所述第二磁场矢量的大小为所述第二子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的大小的1/K倍，所述第一磁场矢量的方向与所述第一子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的方向相同，所述第一磁场矢量的大小为所述第一子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的大小的1/K倍；其中，K为偶数；所述6个扇区中每个扇区的第一子扇区包括的K/2个磁场矢量序列与第二子扇区的包括K/2个磁场矢量序列形成(K/2+K/2)×6个磁场矢量序列，所述(K/2+K/2)×6个磁场矢量序列形成的轨迹为所述圆形磁链轨迹。可选的，所述正六边形磁链轨迹的6个边分别为第一边～第六边，相应的，所述基础磁链分别为第一基础磁链～第六基础磁链，相邻的两个基础磁链的夹角为60°，所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7均未损坏，则所述第一基础磁链～所述第六基础磁链分别对应磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅵ区间，所述磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅵ区间为所述6个磁场矢量区间，其中：所述磁场矢量Ⅰ区间：所述A相绕组与所述C相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为相应的，所述VT1、所述VT6导通，所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5关断；所述磁场矢量Ⅱ区间：所述B相绕组与所述C相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为相应的，所述VT2导通、所述VT6导通，所述VT1、所述VT3、所述VT4、所述VT5关断；所述磁场矢量Ⅲ区间：所述B相绕组与所述A相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为相应的，所述VT2导通、所述VT3导通，所述VT1、所述VT4、所述VT5、所述VT6、关断；所述磁场矢量Ⅳ区间：所述C相绕组与所述A相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为相应的，所述VT3导通、所述VT5导通，所述VT1、所述VT2、所述VT4、所述VT6、关断；所述磁场本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于正六边形的圆形磁链轨迹控制装置，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、第一继电器、第二继电器与第三继电器，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、第五开关管VT5、第六开关管VT6与第七开关管VT7；所述第一段的正极与所述VT1、所述VT2与所述VT5的输入端连接，所述第二段的负极与所述VT3、所述VT4与所述VT6的输入端连接；所述第一继电器与所述三相永磁同步电机的A相绕组连接，所述第一继电器的常开触点与所述VT1、所述VT3的输出端连接；所述第二继电器与所述三相永磁同步电机的B相绕组连接，所述第二继电器的常开触点与所述VT2、所述VT4的输出端连接；所述第三继电器与所述三相永磁同步电机的C相绕组连接，所述第三继电器的常开触点与所述VT5、所述VT6的输出端连接；所述第一继电器的常闭触点、所述第二继电器的常闭触点以及所述第三继电器的常闭触点与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述VT7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、所述VT5、所述VT6或者所述VT7，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹；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7路触发脉冲，所述7路触发脉冲分别与所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6以及所述VT7的控制端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种基于正六边形的圆形磁链轨迹控制装置，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、第一继电器、第二继电器与第三继电器，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、第五开关管VT5、第六开关管VT6与第七开关管VT7；所述第一段的正极与所述VT1、所述VT2与所述VT5的输入端连接，所述第二段的负极与所述VT3、所述VT4与所述VT6的输入端连接；所述第一继电器与所述三相永磁同步电机的A相绕组连接，所述第一继电器的常开触点与所述VT1、所述VT3的输出端连接；所述第二继电器与所述三相永磁同步电机的B相绕组连接，所述第二继电器的常开触点与所述VT2、所述VT4的输出端连接；所述第三继电器与所述三相永磁同步电机的C相绕组连接，所述第三继电器的常开触点与所述VT5、所述VT6的输出端连接；所述第一继电器的常闭触点、所述第二继电器的常闭触点以及所述第三继电器的常闭触点与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述VT7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、所述VT5、所述VT6或者所述VT7，以将所述三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹；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7路触发脉冲，所述7路触发脉冲分别与所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6以及所述VT7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7个保护电路，分别用于保护所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6以及所述VT7。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、所述VT5、所述VT6以及所述VT7为全控型器件。4.一种采用如权利要求1～3任一项所述的基于正六边形的圆形磁链轨迹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、所述VT5、所述VT6或者所述VT7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圆形磁链轨迹，所述方向为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7的开通或关断，所述时长为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7的开通或关断时，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。5.根据权利要求4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、所述VT5、所述VT6或者所述VT7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圆形磁链轨迹，包括：确定正六边形磁链轨迹，所述正六边形磁链轨迹的6个边中，每个边对应一个基础磁链，每个边的两个端点与中心形成的区间为一个磁场矢量区间，共形成六个磁场矢量区间，对于每一个磁场矢量区间，以该磁场矢量区间对应的边的中点与中心所在的直线为对称中心，将该磁场矢量区间均为两个子区间，共形成12个子区间，所述中心为所述正六边形磁链轨迹的中心；将所述正六边形磁链轨迹对应的正六边形划分为六个扇区，每一扇区由第一子扇区与第二扇区构成，所述第一子扇区与所述第二子扇区为所述12个子区间中的两个相邻子区间，且所述第一子扇区与所述第二子扇区分别属于不同的磁场矢量区间；对于每一扇区，该扇区包含的第一子扇区包括K/2个磁场矢量序列，该K/2个磁场矢量序列为交替出现的第一磁场矢量和第二磁场矢量，所述第一磁场矢量的方向与所述第一子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的方向相同，所述第一磁场矢量的大小为所述第一子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链大小的1/K倍；所述第二磁场矢量的方向与所述第二子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链的方向相同，所述第二磁场矢量的大小为所述第二子扇区所属的磁场矢量区间对应的基础磁链大小的1/K倍，其中，K为偶数；对于每一扇区，该扇区包含的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张陈斌，肖欣，孙江明，徐冲，林利，金黎杰，谭亚，周一雄，
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