基于正十二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十二边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法，该基于正十二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，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的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，无需设置电流传感器，降低了控制三相永磁电机磁链轨迹的成本。同时，本发明专利技术实施例提供的基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置，未包括任何的继电器，成本较低。

【技术实现步骤摘要】
基于正十二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十二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。该过程中，需要根据三相永磁同步电机的定子电流获取该三相永磁同步电机的转矩电流，根据转矩电流控制该三相永磁同步电机的磁链轨迹。上述磁链轨迹控制过程中，需要获取定子电流，而定子电流的获取需要获取至少两相电流值，需要至少两个电流传感器，成本高。
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控制装置及方法，以降低控制三相永磁电机磁链轨迹的成本。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、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VT5、所述VT6的输出端连接；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。可选的，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或第一个方面的任意一种方式实现的基于正十二边形的圆形磁链轨迹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、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：确定正十二边形磁链轨迹，所述正十二边形磁链轨迹的12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，共形成十二个磁场矢量区间，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24个子区间，所述中心为所述正十二边形磁链轨迹的中心；将所述正十二边形磁链轨迹对应的正十二边形划分为十二个扇区，每一扇区由第一子扇区与第二子扇区构成，所述第一子扇区与所述第二子扇区为所述24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，将该扇区等分为K等分，K为偶数，由所述第一子扇区对应的边的各等分点做所述第二子扇区对应的边的平行线，由所述第二子扇区对应的边的各等分点做所述第一子扇区对应的边的平行线，所述第二子扇区对应的边的平行线与所述第一子扇区对应的边的平行线相交形成多个菱形网格；确定所述正十二边形磁链轨迹的内切圆，对所述内切圆做第一同心圆与第二同心圆，所述第一同心的半径大于所述内切圆的半径，所述第二同心圆的半径小于所述内切圆的半径，所述内切圆、所述第一同心圆以及所述第二同心圆与所述第二子扇区对应的边的平行线、所述第一子扇区对应的边的平行线相交，从所述多个菱形网格中，包含在所述第一同心圆与所述第二同心圆之间的菱形网格中确定每一所述扇区的磁场矢量序列，将所述十二个扇区的磁场矢量序列对应的轨迹作为所述圆形磁链轨迹。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；所述磁场矢量Ⅴ区间：所述C相绕组与所述B相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为相应的，所述VT4导通、所述VT5导通，所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT6、关断；所述磁场矢量Ⅳ区间：所述A相绕组与所述B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导通、所述VT4导通，所述VT2、所述VT3、、所述VT5、所述VT6、关断。可选的，所述正十二边形磁链轨迹的12个边分别为第一边～第十二边，相应的，所述基础磁链分别为第一基础磁链～第十二基础磁链，相邻的两个基础磁链的夹角为30°，所述第一基础磁链～所述本文档来自技高网...

【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、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VT5、所述VT6的输出端连接；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】
1.一种基于正十二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，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VT5、所述VT6的输出端连接；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.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、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：确定正十二边形磁链轨迹，所述正十二边形磁链轨迹的12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，共形成十二个磁场矢量区间，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24个子区间，所述中心为所述正十二边形磁链轨迹的中心；将所述正十二边形磁链轨迹对应的正十二边形划分为十二个扇区，每一扇区由第一子扇区与第二子扇区构成，所述第一子扇区与所述第二子扇区为所述24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，将该扇区等分为K等分，K为偶数，由所述第一子扇区对应的边的各等分点做所述第二子扇区对应的边的平行线，由所述第二子扇区对应的边的各等分点做所述第一子扇区对应的边的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：张陈斌，林利，曾庆文，肖欣，徐冲，金黎杰，高翔，徐莉，
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