CN105337548A - 一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，结合智能功率驱动模块，引入强弱电隔离技术构建控制器硬件结构，实现了产品的全数字化、智能化和小型化特点，而且所设计永磁同步电机控制器集成了温度检测、电压检测、电流检测、缺相保护、过载保护和功率故障检测结构，有效提高了实际应用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高优点。本发明涉及针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，基于本发明所设计的永磁同步电机控制器，采用全数字化处理技术，引入先进的空间矢量解耦控制算法，并结合改进型PI控制策略，针对永磁同步电机进行实时磁场定向控制，始终保持了最大转矩输出。

Description

一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器及控制方法

技术领域

本发明涉及一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器及控制方法，属于电机设计控制技术领域。

背景技术

近年来基于永磁同步电机的功率驱动系统开始广泛应用于快速、精确的工业驱动控制领域，并且功率越来越大，以及要求其具有动态特性优良，转动惯量和时间常数较小，运行可靠，维护方便等特点。但是现有的永磁同步电机控制器，无法实现上述特点，因此，现有市场上需要一台能满足上述技术特点的永磁同步电机控制器，用以提高实际应用中的工作效率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种采用全数字化设计，具有体积小、质量轻、控制精度高优点，能够有效提高实际应用中安全可靠性及工作效率的基于矢量控制的永磁同步电机控制器。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，为具有速度环和电流环的双闭环控制器；包括模拟速度设定装置、交流三相输入、旋转变压器、智能功率驱动模块、控制模块，以及分别与控制模块相连接模拟调理电路、三相电流采用调理电路、电平转换模块、具有励磁功能的解码装置；其中，模拟速度设定装置经过模拟调理电路与控制模块相连接；交流三相输入经过三相电流采用调理电路与控制模块相连接；旋转变压器经过具有励磁功能的解码装置与控制模块相连接；智能功率驱动模块经过电平转换模块与控制模块相连接，且智能功率驱动模块与电平转换模块之间通过两条单向数据通信链路，其中，一条单向数据通信链路由电平转换模块指向智能功率驱动模块，另一条单向数据通信链路由智能功率驱动模块指向电平转换模块。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括与所述控制模块相连接的RS422通信接口。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括光耦隔离模块，所述RS422通信接口经过光耦隔离模块与所述控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括故障指示灯装置和光源驱动电路，故障指示灯装置经过光源驱动电路与所述控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括温度检测电路和温度采样运放电路，温度检测电路经过温度采样运放电路与所述控制模块相连接；所述故障指示灯装置包括过热故障指示灯和超温故障指示灯，过热故障指示灯和超温故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括第一线性光耦隔离模块，所述温度检测电路依次经过第一线性光耦隔离模块、温度采样运放电路与所述控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括母线电压采样电路和母线电压采样运放电路，母线电压采样电路经过母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接；所述故障指示灯装置包括欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯，欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：还包括第二线性光耦隔离模块，所述母线电压采样电路依次经过第二线性光耦隔离模块、母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接。

作为本发明的一种优选技术方案：所述智能功率驱动模块与电平转换模块之间的两条单向数据通信链路均为单向数据信号隔离链路。

本发明所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明所设计基于逆变器与空间矢量脉宽调制技术控制的永磁同步电机控制器，采用全数字化设计，结合智能功率驱动模块，引入强弱电隔离技术构建控制器硬件结构，实现了产品的全数字化、智能化和小型化特点，而且所设计永磁同步电机控制器集成了温度检测、电压检测、电流检测、缺相保护、过载保护和功率故障检测结构，有效提高了实际应用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高优点。

与此相应，针对上述技术问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，基于本发明所设计的永磁同步电机控制器，采用先进的空间矢量解耦控制算法，并结合改进型PI控制策略，针对永磁同步电机进行实时磁场定向控制，始终保持了最大转矩输出，有效保证了永磁同步电机的工作效率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，包括如下步骤：

步骤001.获得当前电机转速和当前转子位置角，并进入步骤002；

步骤002.根据设定电机转速和当前电机转速，进行速度环PI计算，获得旋转坐标系交轴设定电流值，并进入步骤003；

步骤003.获得永磁同步电机的当前三相电流值，并根据当前转子位置角，将永磁同步电机的当前三相电流值转换为当前旋转坐标系直轴电流值和当前旋转坐标系交轴电流值，并进入步骤004；

步骤004.分别获得当前旋转坐标系直轴电流值与预设旋转坐标系直轴电流值之间的误差值，以及当前旋转坐标系交轴电流值与旋转坐标系交轴设定电流值之间的误差值，并将该两个误差值输入电流环，使用三矢量合成磁通法，依据伏秒平衡原则，进行电流环PI计算，获得旋转坐标系直轴电压值和旋转坐标系交轴电压值，并进入步骤005；

步骤005.将旋转坐标系直轴电压值和旋转坐标系交轴电压值，转换至静止坐标系下的正交电压值，并针对该正交电压值进行反变换获得永磁同步电机三相设定电压值，然后进入步骤006；

步骤006.根据永磁同步电机三相设定电压值，通过PWM占空比方法获得永磁同步电机设定电压矢量，进行双三角矢量合成，输送至永磁同步电机进行控制，针对永磁同步电机实现最大转矩输出。

本发明所述一种针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明所设计针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，基于本发明所设计的永磁同步电机控制器，采用全数字化处理技术，引入先进的空间矢量解耦控制算法，并结合改进型PI控制策略，针对永磁同步电机进行实时磁场定向控制，始终保持了最大转矩输出，并且集成了温度检测、电压检测、电流检测、缺相保护、过载保护和功率故障检测功能，有效提高了永磁同步电机在实际应用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高的优点。

附图说明

图1是本发明设计基于矢量控制的永磁同步电机控制器的结构示意图；

图2是本发明所设计针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法的矢量控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图针对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明设计的一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，为具有速度环和电流环的双闭环控制器；在实际应用过程当中，包括模拟速度设定装置、交流三相输入、旋转变压器、智能功率驱动模块、RS422通信接口、故障指示灯装置、第一线性光耦隔离模块、温度检测电路、第二线性光耦隔离模块、母线电压采样电路、控制模块，以及分别与控制模块相连接模拟调理电路、三相电流采用调理电路、电平转换模块、光耦隔离模块、光源驱动电路、温度采样运放电路、母线电压采样运放电路、具有励磁功能的解码装置；其中，模拟速度设定装置经过模拟调理电路与控制模块相连接；RS422通信接口经过光耦隔离模块与所述控制模块相连接；交流三相输入经过三相电流采用调理电路与控制模块相连接；旋转变压器经过具有励磁功能的解码装置与控制模块相连接；智能功率驱动模块经过电平转换模块与控制模块相连接，且智能功率驱动模块与电平转换模块之间通过两条单向数据通信链路，其中，一条单向数据通信链路由电平转换模块指向智能功率驱动模块，用于输送PWM控制信号，另一条单向数据通信链路由智能功率驱动模块指向电平转换模块，用于输送IPM保护信号，并且该两条单向数据通信链路均为单向数据信号隔离链路；故障指示灯装置经过光源驱动电路与所述控制模块相连接；温度检测电路依次经过第一线性光耦隔离模块、温度采样运放电路与所述控制模块相连接，与之相对应，故障指示灯装置包括过热故障指示灯和超温故障指示灯，过热故障指示灯和超温故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接；母线电压采样电路依次经过第二线性光耦隔离模块、母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接；与之相对应，故障指示灯装置包括欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯，欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。实际应用过程当中，控制模块采用TI公司的新一代低功耗、高速、高精度的数字信号处理器(DSP)——TMS320F2812芯片，该芯片是工业界首批32的控制专用、内含闪存以及高达150MIPS的数字信号处理器，专门为工业自动化、光学网络和电机控制等应用而设计，芯片内核是当今数字控制应用方面性能最高的DSP内核；由于旋转变压器是一种精密控制微电机，具有运行可靠的特点，因此这里采用旋转变压器作为电机转子位置传感器，并且针对具有励磁功能的解码装置，采用AD公司专门的RD转换芯片AD2S1200作为解码装置，AD2S1200解码装置内置了旋变的励磁输出，只需要经过放大即可，它可将旋变的正余弦输出转换为可配置的10位～16位数据，转换精度高达11分；智能功率驱动模块选用了三菱公司的第五代智能功率模块(IPM)，它将IGBT以及外围驱动和保护电路集成在一个模块内，缩小了产品体积，缩短了产品开发周期。TMS320F2812芯片生成的6路电机PWM控制信号经过由电平转换模块指向智能功率驱动模块的单向数据信号隔离链路进行光耦隔离后，送至智能功率驱动模块(IPM)进行驱动，实现了控制器内的强弱电隔离；控制器的外部设定输入可以通过RS422通信接口或者模拟设定给出；控制器同时集成了温度检测，电压检测，电流检测，缺相保护，过载保护和功率故障检测结构，可以通过所设计故障指示灯装置中各个相对应的故障指示灯进行相应报警。

本发明所设计基于矢量控制的永磁同步电机控制器中的电路为数模混合、强弱电混合电路，为避免功率电干扰控制电路，其中，母线电压采样电路与主控制电路通过第二线性光耦隔离模块进行隔离，温度检测电路与主控制电路通过第一线性光耦隔离模块进行隔离，PWM控制信号与IPM保护信号分别采用单向数据信号隔离链路进行光耦隔离，RS422通信接口与主控制电路采用光耦隔离模块进行光耦隔离，外部仅为所设计永磁同步电机控制器提供28V控制电源和+270V功率电源，其它电源均需由内部DC/DC模块转换获得。

本发明所设计基于矢量控制的永磁同步电机控制器在实际加工工艺上面，还做了如下设计考量，其一是关于电磁兼容方面的设计，电磁兼容设计是指设备在一定的电磁环境中能够正常的工作，并且不对该环境中的任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力，设计的目的就是使设计的电子设备或系统在预期的电磁环境中实现电磁兼容。因此，加工工艺主要做如下考虑：首先是印制板布线，先确定元器件在板上的位置，然后布置地线、电源线，再安排高速信号线，最后考虑低速信号线。元器件的位置应按电源电压、数字模拟电路、速度快慢、电流大小等进行分组，以免相互干扰。同时将所有的电连接器安排在印制板的一侧，尽量避免从两侧引出电缆，减小共模辐射。然后是屏蔽设计，屏蔽用来抑制电磁干扰沿空间的传播，即是切断辐射干扰的传播途径。整个控制器机壳采用全密封设计，功率驱动与控制板之间用屏蔽板隔离。所有外接信号线都采用频率电缆，并将屏蔽层可靠接地。最后是降低电磁辐射，一般综合系统中，电机及驱动都作为辐射源存在。合适的开关频率及PWM波形可以有效的降低电磁辐射的高频成分。另外在驱动电路部分增加合适的吸收电路可以有效的降低电磁辐射能量。另外控制器内部的功率电路走线会极大的影响控制器的辐射量级，这是因为PWM斩波中的高频成分会由于导线上的寄生电感产生能量较大的高频辐射，所以布线设计时应尽量减少导线寄生电感，建议用大面积平面导线传导电流。结构设计上尽量避免功率电路在控制器内部形成回路，而应保持直进直出的电路结构。

其二是热设计，热设计对提高产品的可靠性至关重要，良好的散热直接关系到产品的运行状态和寿命。因此，在设计过程中，主要在以下几个方面进行了热设计考虑：首先是功率器件的冷却，电机控制中的功率器件需要流过电机的驱动电流，它的开关损耗和管压降损耗会在功率器件本身产生较大的热量，一般损耗都在总功率的5％左右。设计中我们选择液冷对功率器件进行冷板散热，有效的降低控制器的体积要求，并有很好的冷却效果，保持额定负载下冷板温升不超过20度。其次是电解电容散热，电机控制中铝电解电容用于滤除控制中产生的高次谐波，该谐波具有频率高、能量大的特点，会使电容有一定的温升，而电容的工作温度直接关系到电容的寿命和可靠性。本次设计中将电解电容用定制的夹板固定在控制箱体上，并在电解电容底部与壳体接触部位用导热硅胶固定，一来增加控制器抗振动能力，二来降低热阻。另外有效滤除电解电容上的高频分量会极大程度上降低电容的损耗，设计中还选用用高频无感CBB电容并联在电解电容接线端上和IPM接线端上。最后是控制板电子元器件布局，印制板上的器件尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量大或耐热性差的器件散热较好的部位，在水平方向上将充分利用控制器壳体进行散热，并在控制器外壳上增加散热筋。

其三是环境适应性设计，环境适应性包括高低温设计、抗振动能力、防水防尘、防雨淋、烟雾等，在元器件选择上充分考虑了产品的高低温适应能力；在抗振动方面，首先在产品结构上进行考虑，其次在装配上给予考虑；并且产品生产中再进行其它防护处理；特别要强调的是，由于控制器应用环境振动量级较大，控制器结构采用框架式结构，即采用一体化成型的铝制框架作为控制器整体的支撑部件，其它器件与部件均安装在框架上。框架安装上采用抗振胶垫在增强产品的抗高频振动能力。

综上，本发明所设计基于矢量控制的永磁同步电机控制器，采用全数字化设计，结合智能功率驱动模块，引入强弱电隔离技术构建控制器硬件结构，实现了产品的全数字化、智能化和小型化特点，而且所设计永磁同步电机控制器集成了温度检测、电压检测、电流检测、缺相保护、过载保护和功率故障检测结构，有效提高了实际应用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高优点。

转子磁场定向矢量控制是永磁同步电机使用较为广泛的一种控制方式，其基本原理是通过坐标变换，在转子磁场定向的同步坐标轴系上对电机的磁场电流和转矩电流进行解耦控制，使其具有和传统直流电动机相同的运行性能。即在转子磁场定向的同步坐标轴系上，将定子电流矢量分解为磁场电流和转矩电流，对其分别独立地进行控制。

对永磁同步电机，在忽略铁芯饱和、不计磁滞损耗、转子上没有阻尼绕组、永磁材料的电导率为零以及相绕组中感应电动势波形是正弦的条件下，若不考虑转子磁场的凸极效应，即旋转坐标系直轴的自感与旋转坐标系交轴的自感相等，取永磁体基波励磁磁场轴线为d轴(直轴)，而q轴(交轴)顺着旋转方向超前d轴90°电角度，由d轴(直轴)和q轴构成旋转坐标系，旋转坐标系随同转子以电角速度(电角频率)旋转，它的空间坐标以d轴与参考轴as轴(as轴为A相绕组轴线)间的电角度θ来确定。经过坐标变换后的旋转坐标系中，永磁同步电动机的基本电流方程可表示为：

$\left[\begin{array}{c}{I}_d\\ I_q\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{c}cos{\mathrm{\θ}}_{r}cos({\mathrm{\θ}}_r-\frac{2\mathrm{\π}}{3})cos({\mathrm{\θ}}_r+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\\ -sin{\mathrm{\θ}}_r-sin({\mathrm{\θ}}_r-\frac{2\mathrm{\π}}{3})-\sin ({\mathrm{\θ}}_r+\frac{2\mathrm{\π}}{3})\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{I}_A\\ I_B\\ I_C\end{array}\right]$

将旋转坐标系下的两相电压转换为定子A、B、C相上的三相电压：

$\left[\begin{array}{c}{U}_A\\ U_B\\ U_C\end{array}\right]=\sqrt{\frac{2}{3}}\left[\begin{array}{ccc}{\mathrm{cos\θ}}_r& {\mathrm{sin\θ}}_r& \sqrt{\frac{1}{2}}\\ \cos ({\mathrm{\θ}}_r-\frac{2\mathrm{\π}}{3})& \sin ({\mathrm{\θ}}_r-\frac{2\mathrm{\π}}{3})& \sqrt{\frac{1}{2}}\\ cos({\mathrm{\θ}}_r+\frac{2\mathrm{\π}}{3})& \sin ({\mathrm{\θ}}_r+\frac{2\mathrm{\π}}{3})& \sqrt{\frac{1}{2}}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{U}_d\\ U_q\\ 0\end{array}\right]$

电机稳态电压方程可表示为：

永磁同步电动机的电磁转矩可表示为：

T_em＝-p_n|ψ_fI_q+(L_d-L_q)I_dI_q|

由L_d＝L_q＝L，可简化为：式中，U_d和U_q分别为旋转坐标系直轴电压值、旋转坐标系交轴电压值，I_d和I_q分别为旋转坐标系直轴电流值、旋转坐标系交轴电流值；I_A、I_B、I_C为永磁同步电机的当前三相电流值；p_n为永磁同步电机的极对数；为永磁体基波励磁磁场链过定子绕组的磁链；em为空载电动势。

由上式可见，经过坐标变换后，永磁同步电机的电磁转矩公式获得了和直流电动机转矩一样的表达式，所以通过检测定制绕组电流和转子位置角度，根据帕克变换原理，可以计算出当前旋转坐标系直轴电流值与当前旋转坐标系交轴电流值，并通过PI计算调节使当前实际值与设定值基本相等，即可实现永磁同步电机的矢量控制。

如图2所示，基于上述设计，本发明进一步设计针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，包括如下步骤：

步骤001.通过旋转变压器经AD2S1200解码装置获得当前电机转速和当前转子位置角，并进入步骤002；

步骤002.根据设定电机转速和当前电机转速，进行速度环PI计算，获得旋转坐标系交轴设定电流值I_q设，并进入步骤003；

步骤003.获得永磁同步电机的当前三相电流值I_A、I_B、I_C，并根据当前转子位置角，将永磁同步电机的当前三相电流值I_A、I_B、I_C转换为当前旋转坐标系直轴电流值I_d当和当前旋转坐标系交轴电流值I_q当，并进入步骤004；

步骤004.分别获得当前旋转坐标系直轴电流值I_d当与预设旋转坐标系直轴电流值I_d设之间的误差值，以及当前旋转坐标系交轴电流值I_q当与旋转坐标系交轴设定电流值I_q设之间的误差值，并将该两个误差值输入电流环，进行电流环PI计算，获得旋转坐标系直轴电压值U_d和旋转坐标系交轴电压值U_q，并进入步骤005；

步骤005.将旋转坐标系直轴电压值U_d和旋转坐标系交轴电压值U_q，转换至静止坐标系下的正交电压值U_α和U_β，并针对该正交电压值U_α和U_β，进行反变换获得永磁同步电机三相设定电压值，然后进入步骤006；

步骤006.根据永磁同步电机三相设定电压值，通过PWM占空比方法获得永磁同步电机设定电压矢量，输送至永磁同步电机进行控制，针对永磁同步电机实现最大转矩输出。

本发明所设计针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，在设计过程中，整个控制过程是一个多时基定时的一步事件体系，除了对串口进行扫描并判断命令的主程序外，包括控制程序在内的多个程序模块都是以定时器中断方式调用的，并且考虑到PWM的发生、电流采集和位置检测都是用中断实现，为了尽量避免多个事件在同一时刻对控制模块TMS320F2812，发出中断请求而造成竞争冒险，因此设计控制周期与PWM载波周期之间没有倍数关系。具体的采用100us作为控制周期，采用11.5KHz作为PWM的载波频率，采用87us作为电流和转子位置采集的周期，电机转速的计算则是每10个控制周期1ms计算一次。

综上，本发明所设计针对基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，基于本发明所设计的永磁同步电机控制器，采用全数字化处理技术，引入先进的空间矢量解耦控制算法，并结合改进型PI控制策略，针对永磁同步电机进行实时磁场定向控制，始终保持了最大转矩输出，并且集成了温度检测、电压检测、电流检测、缺相保护、过载保护和功率故障检测功能，有效提高了永磁同步电机在实际应用中安全可靠性及工作效率，具有控制精度高的优点。

上面结合说明书附图针对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，为具有速度环和电流环的双闭环控制器；其特征在于：包括模拟速度设定装置、交流三相输入、旋转变压器、智能功率驱动模块、控制模块，以及分别与控制模块相连接模拟调理电路、三相电流采用调理电路、电平转换模块、具有励磁功能的解码装置；其中，模拟速度设定装置经过模拟调理电路与控制模块相连接；交流三相输入经过三相电流采用调理电路与控制模块相连接；旋转变压器经过具有励磁功能的解码装置与控制模块相连接；智能功率驱动模块经过电平转换模块与控制模块相连接，且智能功率驱动模块与电平转换模块之间通过两条单向数据通信链路，其中，一条单向数据通信链路由电平转换模块指向智能功率驱动模块，另一条单向数据通信链路由智能功率驱动模块指向电平转换模块。

2.根据权利要求1所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括与所述控制模块相连接的RS422通信接口。

3.根据权利要求2所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括光耦隔离模块，所述RS422通信接口经过光耦隔离模块与所述控制模块相连接。

4.根据权利要求1所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括故障指示灯装置和光源驱动电路，故障指示灯装置经过光源驱动电路与所述控制模块相连接。

5.根据权利要求4所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括温度检测电路和温度采样运放电路，温度检测电路经过温度采样运放电路与所述控制模块相连接；所述故障指示灯装置包括过热故障指示灯和超温故障指示灯，过热故障指示灯和超温故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。

6.根据权利要求5所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括第一线性光耦隔离模块，所述温度检测电路依次经过第一线性光耦隔离模块、温度采样运放电路与所述控制模块相连接。

7.根据权利要求4至6中任意一项所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括母线电压采样电路和母线电压采样运放电路，母线电压采样电路经过母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接；所述故障指示灯装置包括欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯，欠压故障指示灯、过压故障指示灯、过载故障指示灯和过流故障指示灯分别经过所述光源驱动电路与所述控制模块相连接。

8.根据权利要求7所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：还包括第二线性光耦隔离模块，所述母线电压采样电路依次经过第二线性光耦隔离模块、母线电压采样运放电路与所述控制模块相连接。

9.根据权利要求1所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器，其特征在于：所述智能功率驱动模块与电平转换模块之间的两条单向数据通信链路均为单向数据信号隔离链路。

10.一种针对权利要求1至9中任意所述一种基于矢量控制的永磁同步电机控制器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤001.获得当前电机转速和当前转子位置角，并进入步骤002；

步骤002.根据设定电机转速和当前电机转速，进行速度环PI计算，获得旋转坐标系交轴设定电流值，并进入步骤003；

步骤003.获得永磁同步电机的当前三相电流值，并根据当前转子位置角，将永磁同步电机的当前三相电流值转换为当前旋转坐标系直轴电流值和当前旋转坐标系交轴电流值，并进入步骤004；

步骤004.分别获得当前旋转坐标系直轴电流值与预设旋转坐标系直轴电流值之间的误差值，以及当前旋转坐标系交轴电流值与旋转坐标系交轴设定电流值之间的误差值，并将该两个误差值输入电流环，进行电流环PI计算，获得旋转坐标系直轴电压值和旋转坐标系交轴电压值，并进入步骤005；

步骤005.将旋转坐标系直轴电压值和旋转坐标系交轴电压值，转换至静止坐标系下的正交电压值，并针对该正交电压值进行反变换获得永磁同步电机三相设定电压值，然后进入步骤006；

步骤006.根据永磁同步电机三相设定电压值，通过PWM占空比方法获得永磁同步电机设定电压矢量，输送至永磁同步电机进行控制，针对永磁同步电机实现最大转矩输出。