CN106921330B - 正十二边形磁链轨迹两相控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种正十二边形磁链轨迹两相控制装置及方法，该正十二边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，实现对三相永磁同步电机磁链轨迹的控制。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。同时，本发明实施例中，功率管单元仅包括5个开关管，开关管数量小，成本较低。

Description

正十二边形磁链轨迹两相控制装置及方法

技术领域

本发明涉及电气传动技术，尤其涉及一种正十二边形磁链轨迹两相控制装置及方法。

背景技术

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。

发明内容

本发明提供一种正十二边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，本发明实施例提供一种正十二边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段串联，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；

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的输出端连接；

所述三相永磁同步电机的A相绕组与所述VT1的输出端、所述VT3的输入端连接；

所述三相永磁同步电机的B相绕组与所述VT2的输出端、所述VT4的输入端连接；

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；

所述三相永磁同步电机的A相绕组还分别与第一个二极管的正极和第二个二极管的负极连接，所述三相永磁同步电机的B相绕组还分别与第三个二极管的正极和第四个二极管的负极连接，所述三相永磁同步电机的C相绕组还分别与第五个二极管的正极和第六个二极管的负极连接；其中，所述第一个二极管的负极分别与第三个二极管的负极、第五个二极管的负极、电阻的一端连接，并通过电阻的另一端与所述VT5的输入端连接，所述第二个二极管的正极分别与第四个二极管的正极、第六个二极管的正极连接，第三个二极管的正极与第四个二极管的负极连接，第五个二极管的正极与所述第六个二极管的负极连接，且第六个二极管的负极还与所述VT5的输出端连接；

所述主控制器，用于控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4或所述VT5，以控制所述三相永磁同步电机的磁链轨迹；

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，本发明实施例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正十二边形磁链轨迹两相控制装置进行磁链控制的方法，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正十二边形，所述方向为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4或所述VT5的开通或关断，所述时长为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4或所述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，其中，所述正十二边形的磁链轨迹的十二个边形成十二个磁场矢量区间。

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或所述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正十二边形，包括：

磁场矢量Ⅰ区间：所述主控制器在t₁时刻向所述VT1发送触发开通信号，以使所述A相绕组与所述C相绕组导通，导通时长为t₁′，时间到达t₂时刻，所述主控制器在所述t₂时刻向所述VT2发送触发开通信号；其中，所述为t₁时刻为所述正十二边形磁链轨迹两相控制装置的上电时刻；从所述t₁时刻到所述t₂时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅰ区间的磁链大小为Ud×t₁′；

磁场矢量Ⅱ区间：所述主控制器在t₃时刻向所述VT1发送触发关断信号，所述t₃时刻与所述t₂时刻之间的时长为t₂′；从所述t₂时刻到所述t₃时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅱ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅲ区间：所述主控制器在t₄时刻同时向所述VT3与所述VT1发送触发开通信号，所述t₄时刻与所述t₃时刻之间的时长为t₃′；从所述t₃时刻到所述t₄时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅲ区间的磁链大小为Ud×t₃′；

磁场矢量Ⅳ区间：所述主控制器在t₅时刻向所述VT1发送触发关断信号，所述t₅时刻与所述t₄时刻之间的时长为t₄′；从所述t₄时刻到所述t₅时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅳ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅴ区间：所述主控制器在t₆时刻向所述VT4发送触发开通信号，所述t₆时刻与所述t₅时刻之间的时长为t₅′；从所述t₅时刻到所述t₆时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅴ区间的磁链大小为3Ud×t₅′；

磁场矢量Ⅵ区间：所述主控制器在t₇时刻同时向所述VT2与所述VT4发送触发关断信号，所述t₇时刻与所述t₆时刻之间的时长为t₆′；从所述t₆时刻到所述t₇时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅶ区间：所述主控制器在t₈时刻向所述VT4发送触发开通信号，所述t₈时刻与所述t₇时刻之间的时长为t₇′；从所述t₇时刻到所述t₈时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅶ区间的磁链大小为Ud×t₇′；

磁场矢量Ⅷ区间：所述主控制器在t₉时刻向所述VT3发送触发关断信号，所述t₉时刻与所述t₈时刻之间的时长为t₈′；从所述t₈时刻到所述t₉时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅷ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅸ区间：所述主控制器在t₁₀时刻同时向所述VT1与所述VT3发送触发开通信号，所述t₁₀时刻与所述t₉时刻之间的时长为t₉′；从所述t₉时刻到所述t₁₀时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅸ区间的磁链大小为Ud×t₉′；

磁场矢量Ⅹ区间：所述主控制器在t₁₁时刻向所述VT3发送触发关断信号，所述t₁₁时刻与所述t₁₀时刻之间的时长为t₁₀′；从所述t₁₀时刻到所述t₁₁时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅹ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅺ区间：所述主控制器在t₁₂时刻向所述VT2发送触发开通信号，所述t₁₂时刻与所述t₁₁时刻之间的时长为t₁₁′；从所述t₁₁时刻到所述t₁₂时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅺ区间的磁链大小为3Ud×t₁₁′；

磁场矢量Ⅻ区间：所述主控制器在t₁₃时刻同时向所述VT4与所述VT2发送触发关断信号，所述t₁₃时刻与所述t₁₂时刻之间的时长为t₁₂′；从所述t₁₂时刻到所述t₁₃时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅻ区间的磁链大小为

从所述t₁₃时刻开始，返回所述磁场矢量Ⅰ区间，如此循环；

所述磁场矢量Ⅰ区间至所述磁场矢量Ⅻ区间，各磁场矢量区间的磁链大小相同。

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

本发明实施例提供的正十二边形磁链轨迹两相控制装置及方法，其中，正十二边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，实现对三相永磁同步电机磁链轨迹的控制。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。同时，本发明实施例中，功率管单元仅包括5个开关管，开关管数量小，成本较低。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的正十二边形磁链轨迹两相控制装置的结构示意图；

图2为本发明正十二边形磁链轨迹两相控制装置所适用的三相永磁同步电机的绕组分布示意图；

图3为本发明一实施例提供的永磁同步电机正十二边形磁链轨迹示意图。

具体实施方式

图1为本发明一实施例提供的正十二边形磁链轨迹两相控制装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的正十二边形磁链轨迹两相控制装置包括：车载动力电池1、辅助电源2、主控制器3、驱动电路4、三相永磁同步电机5、功率管单元6，其中，所述车载动力电池1均分为两部分串联，即车载动力电池1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段串联，所述第一段与所述第二段的电压为Ud；所述功率管单元6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的输出端连接；所述三相永磁同步电机5的A相绕组与所述VT1的输出端、所述VT3的输入端连接；所述三相永磁同步电机5的B相绕组与所述VT2的输出端、所述VT4的输入端连接；所述三相永磁同步电机5的C相绕组与所述第一段与所述第二段的连接点连接；所述三相永磁同步电机的A相绕组还分别与第一个二极管的正极和第二个二极管的负极连接，所述三相永磁同步电机的B相绕组还分别与第三个二极管的正极和第四个二极管的负极连接，所述三相永磁同步电机的C相绕组还分别与第五个二极管的正极和第六个二极管的负极连接；其中，所述第一个二极管的负极分别与第三个二极管的负极、第五个二极管的负极、电阻的一端连接，并通过电阻的另一端与所述VT5的输入端连接，所述第二个二极管的正极分别与第四个二极管的正极、第六个二极管的正极连接，第三个二极管的正极与第四个二极管的负极连接，第五个二极管的正极与所述第六个二极管的负极连接，且第六个二极管的负极还与所述VT5的输出端连接；所述主控制器3，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5的磁链轨迹；所述辅助电源2与所述主控制器3电连接；所述主控制器3与所述驱动电路4电连接；所述驱动电路4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。

本发明实施例中，三相永磁同步电机5的三个绕组，即A相绕组、B相绕组与C相绕组相互对称分布，具体的，可参见图2，图2为本发明正十二边形磁链轨迹两相控制装置所适用的三相永磁同步电机的绕组分布示意图。

本发明实施例提供的正十二边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，实现对三相永磁同步电机磁链轨迹的控制。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。同时，本发明实施例中，功率管单元仅包括5个开关管，开关管数量小，成本较低。

可选的，上述实施例中，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。

具体的，再请参照图1，功率管单元6包括的各个开关管，即VT1～VT5，可以为全控型器件，如绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)、门极可关断晶闸管(Gate-Turn-Off Thyristor，GTO)等。对于每一个开关管，都设置了保护电路，该保护电路包括四个二极管。例如，对于VT1，其保护电路由二极管(VD1、VD2、VD3与VD4组成)。另外，功率管单元6中，VT5与整流桥可形成续流回路，其中，整流桥由二极管形成。

本发明实施例中，主控制器例如为数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)TMS320F2809，其通过控制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正十二边形，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，其中，所述正十二边形的磁链轨迹的十二个边形成十二个磁场矢量区间。具体的，十二个磁场矢量区间可参见图3，图3为本发明一实施例提供的永磁同步电机正十二边形的磁链轨迹示意图。

具体的，主控制器控制VT1、VT2、VT3、VT4与VT5的方向与时长，以将三相永磁同步电机的磁链轨迹控制为正十二边形，使得磁链轨迹接近圆形，具体为：

磁场矢量Ⅰ区间：所述主控制器在t₁时刻向所述VT1发送触发开通信号，以使所述A相绕组与所述C相绕组导通，导通时长为t₁′，时间到达t₂时刻，所述主控制器在所述t₂时刻向所述VT2发送触发开通信号；其中，所述为t₁时刻为所述正十二边形磁链轨迹两相控制装置的上电时刻；从所述t₁时刻到所述t₂时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅰ区间的磁链大小为Ud×t₁′；

具体的，正十二边形磁链轨迹两相控制装置在t₁时刻上电后，由主控制器给VT1发送触发开通信号，使得A相绕组与车载动力电池第一段的正极接通，C相绕组上的电位为0，A相绕组上的电位为Ud，则AC相电压为Ud，AC绕组导通t₁′时长后，时间到达t₂时刻，主控制器在该t₂时刻向VT2发送触发开通信号。该过程中，即从t₁时刻到t₂时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅰ区间的磁链大小为Ud×t₁′。

磁场矢量Ⅱ区间：所述主控制器在t₃时刻向所述VT1发送触发关断信号，所述t₃时刻与所述t₂时刻之间的时长为t₂′；从所述t₂时刻到所述t₃时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅱ区间的磁链大小为

具体的，从t₂时刻开始，A相绕组与B相绕组都与车载动力电池的第一段的正极连接，A相绕组与B相绕组上的电位都为Ud，C相绕组上的电位为0，则BC相电压为Ud，AC相电压为Ud，此时，AC绕组与BC绕组均导通。经过t₂′时长后，时间到达t₃时刻，主控制器在该t₃时刻向VT1发送触发关断信号。该过程中，即从t₂时刻到t₃时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅱ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅲ区间：所述主控制器在t₄时刻同时向所述VT3与所述VT1发送触发开通信号，所述t₄时刻与所述t₃时刻之间的时长为t₃′；从所述t₃时刻到所述t₄时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅲ区间的磁链大小为Ud×t₃′。

具体的，从t₃时刻开始，B相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，B相绕组上的电位为Ud，C相绕组上的电位为0，则BC相电压为Ud，此时，BC绕组导通。经过t₃′时长后，时间到达t₄时刻，主控制器在该t₄时刻同时向VT3与VT1发送触发开通信号。该过程中，即从t₃时刻到t₄时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅲ区间的磁链大小为Ud×t₃′。

磁场矢量Ⅳ区间：所述主控制器在t₅时刻向所述VT1发送触发关断信号，所述t₅时刻与所述t₄时刻之间的时长为t₄′；从所述t₄时刻到所述t₅时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅳ区间的磁链大小为

具体的，从t₄时刻开始，B相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，B相绕组上的电位为Ud，A相绕组与C相绕组上的电位均为-Ud，则BA相电压为Ud，BC相电压为Ud。此时，BC绕组与BA绕组均导通。经过t₄′时长后，时间到达t₅时刻，主控制器在该t₅时刻向VT1发送触发关断信号。该过程中，即从t₄时刻到t₅时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅳ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅴ区间：所述主控制器在t₆时刻向所述VT4发送触发开通信号，所述t₆时刻与所述t₅时刻之间的时长为t₅′；从所述t₅时刻到所述t₆时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅴ区间的磁链大小为3Ud×t₅′。

具体的，从t₅时刻开始，B相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，B相绕组上的电位为Ud，C相绕组上的电位为0，A相绕组与车载动力电池的第二段的负极接通，A相绕组上的电位为-Ud，则BC相电压为Ud，BA相电压为2Ud，CA相电压为Ud。此时，BC绕组、BA绕组及CA绕组均导通。经过t₅′时长后，时间到达t₆时刻，主控制器在该t₆时刻向VT4发送触发开通信号。该过程中，即从T₅时刻到T₆时刻，三相永磁同步电机的电压为BA绕组、CA绕组与BC绕组相电压的合成，而BC绕组与CA绕组的相电压大小相等，合成方向为BA绕组。因此，BA绕组、CA绕组与BC绕组相电压的合成的方向为

磁场矢量Ⅴ区间的磁链大小为2×Ud×t₅′+Ud×t₅′＝3×Ud×t₅′。

磁场矢量Ⅵ区间：所述主控制器在t₇时刻同时向所述VT2与所述VT4发送触发关断信号，所述t₇时刻与所述t₆时刻之间的时长为t₆′；从所述t₆时刻到所述t₇时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小

具体的，从t₆时刻开始，B相绕组与C相绕组上的电位均为0，A相绕组与车载动力电池的第二段的负极接通，A相绕组上的电位为-Ud，则BA相电压为Ud，CA相电压为Ud。此时，BA绕组与CA绕组均导通。经过t₆′时长后，时间到达t₇时刻，主控制器在该t₇时刻同时向VT2与VT4发送触发关断信号。该过程中，即从t₆时刻到t₇时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅶ区间：所述主控制器在t₈时刻向所述VT4发送触发开通信号，所述t₈时刻与所述t₇时刻之间的时长为t₇′；从所述t₇时刻到所述t₈时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅶ区间的磁链大小为Ud×t₇′。

具体的，从t₇时刻开始，C相绕组上的电位为0，A相绕组上的电位为-Ud，则CA相电压为2Ud。此时CA绕组导通。经过t₇′时长后，时间到达t₈时刻，主控制器在该t₈时刻向VT4发送触发开通信号。该过程中，即从t₇时刻到t₈时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小为Ud×t₇′。

磁场矢量Ⅷ区间：所述主控制器在t₉时刻向所述VT3发送触发关断信号，所述t₉时刻与所述t₈时刻之间的时长为t₈′；从所述t₈时刻到所述t₉时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅷ区间的磁链大小为

具体的，从t₈时刻开始，C相绕组上的电位为0，A相绕组与B相绕组居于与车载动力电池的第二段的负极连接，A相绕组与B相绕组上的电位均为-Ud，则CB相电压与CA相电压均为Ud。此时CA绕组与CB绕组均导通。经过t₈′时长后，时间到达t₉时刻，主控制器在该t₉时刻向VT3发送触发关断信号。该过程中，即从t₈时刻到t₉时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅷ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅸ区间：所述主控制器在t₁₀时刻同时向所述VT1与所述VT3发送触发开通信号，所述t₁₀时刻与所述t₉时刻之间的时长为t₉′；从所述t₉时刻到所述t₁₀时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅸ区间的磁链大小为Ud×t₉′。

具体的，从t₉时刻开始，C相绕组上的电位为0，B相绕组与车载动力电池的第二段的负极接通，B相绕组上的电位为-Ud，则CB相电压为Ud。此时CB绕组导通。经过t₉′时长后，时间到达t₁₀时刻，主控制器在该t₁₀时刻同时向VT1与VT3发送触发开通信号。该过程中，即从t₉时刻到t₁₀时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅸ区间的磁链大小为Ud×t₉′。

磁场矢量Ⅹ区间：所述主控制器在t₁₁时刻向所述VT3发送触发关断信号，所述t₁₁时刻与所述t₁₀时刻之间的时长为t₁₀′；从所述t₁₀时刻到所述t₁₁时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅹ区间的磁链大小为

具体的，从t₁₀时刻开始，A相绕组与C相绕组上的电位为0，B相绕组与车载动力电池的第二段的负极接通，B相绕组上的电位为-Ud，则AB相电压与CB相电压均为Ud。此时CB绕组与AB绕组均导通。经过t₁₀′时长后，时间到达t₁₁时刻，主控制器在该t₁₁时刻向VT3发送触发关断信号。该过程中，即从t₁₀时刻到t₁₁时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅹ区间的磁链大小为

磁场矢量Ⅺ区间：所述主控制器在t₁₂时刻向所述VT2发送触发开通信号，所述t₁₂时刻与所述t₁₁时刻之间的时长为t₁₁′；从所述t₁₁时刻到所述t₁₂时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅺ区间的磁链大小为3Ud×t₁₁′。

具体的，从t₁₁时刻开始，A相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，A相绕组上的电位为Ud，B相绕组与车载动力电池的第二段的负极接通，B相绕组上的电位为-Ud，则CB相电压为Ud，AB相电压为2Ud，AC相电压为Ud。此时CB绕组、AB绕组与AC绕组均导通。经过t₁₁′时长后，时间到达t₁₂时刻，主控制器在该t₁₂时刻向VT2发送触发开通信号。该过程中，即从t₁₁时刻到t₁₂时刻，三相永磁同步电机的电压为CB绕组、AB绕组与AC绕组相电压的合成，而CB绕组的相电压与AC绕组的相电压大小相等，合成方向为BA绕组。因此，BA绕组、CA绕组与BC绕组相电压的合成的方向为

磁场矢量Ⅴ区间的磁链大小为2×Ud×t₁₁′+Ud×t₁₁′＝3×Ud×t₁₁′。

磁场矢量Ⅻ区间：所述主控制器在t₁₃时刻同时向所述VT4与所述VT2发送触发关断信号，所述t₁₃时刻与所述t₁₂时刻之间的时长为t₁₂′；从所述t₁₂时刻到所述t₁₃时刻，所述三相永磁同步电机的电压为

所述磁场矢量Ⅻ区间的磁链大小为

从所述t₁₃时刻开始，返回所述磁场矢量Ⅰ区间，如此循环；

具体的，从t₁₂时刻开始，A相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，A相绕组上的电位为Ud，B相绕组与C相绕组上的电位为0，则AC相电压与AB相电压均为Ud。此时AB绕组与AC绕组均导通。经过t₁₂′时长后，时间到达t₁₃时刻，主控制器在该t₁₃时刻同时向VT4与VT2发送触发关断信号。该过程中，即从t₁₂时刻到t₁₃时刻，三相永磁同步电机的电压为

磁场矢量Ⅺ区间的磁链大小为

上述磁链轨迹控制过程中，为了保证磁链轨迹为正十二边形，使得磁链轨迹接近圆形，磁场矢量方向与电压矢量方向一致，则需要十二个磁场矢量区间，即上述的磁场矢量Ⅰ区间～磁场矢量Ⅻ区间的磁链大小相同。根据上述分析可知，主控制器可通过控制十二个磁场矢量的工作时间，只要保证

即可确保磁场矢量Ⅰ区间～磁场矢量Ⅻ区间的磁链大小相同，进而确保磁链轨迹为正十二边形。

需要说明的是，虽然上述是以与C相绕组不连接的开关管为例对本发明进行详细说明，然而，由于三相永磁同步电机的各个绕组对称分布，因此，当A相绕组不连接开关管，或者，B相绕组不连接开关管时，上述方案也同样适用，只需要调整相应开关管的方向及时长即可。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种正十二边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段串联，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；

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的输出端连接；

所述三相永磁同步电机的A相绕组与所述VT1的输出端、所述VT3的输入端连接；

所述三相永磁同步电机的B相绕组与所述VT2的输出端、所述VT4的输入端连接；

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；

所述三相永磁同步电机的A相绕组还分别与第一个二极管的正极和第二个二极管的负极连接，所述三相永磁同步电机的B相绕组还分别与第三个二极管的正极和第四个二极管的负极连接，所述三相永磁同步电机的C相绕组还分别与第五个二极管的正极和第六个二极管的负极连接；其中，所述第一个二极管的负极分别与第三个二极管的负极、第五个二极管的负极、电阻的一端连接，并通过电阻的另一端与所述VT5的输入端连接，所述第二个二极管的正极分别与第四个二极管的正极、第六个二极管的正极连接，第三个二极管的正极与第四个二极管的负极连接，第五个二极管的正极与所述第六个二极管的负极连接，且第六个二极管的负极还与所述VT5的输出端连接；

所述主控制器，用于控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4或所述VT5，以控制所述三相永磁同步电机的磁链轨迹；

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；

所述主控制器具体用于控制所述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正十二边形，所述方向为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4或所述VT5的开通或关断，所述时长为所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4或所述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，其中，所述正十二边形的磁链轨迹的十二个边形成十二个磁场矢量区间，所述十二个磁场矢量区间的各磁场矢量区间的磁链大小相同。

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。

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