CN106936340B - 基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法 - Google Patents

基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法 Download PDF

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CN106936340B CN201511005329.8A CN201511005329A CN106936340B CN 106936340 B CN106936340 B CN 106936340B CN 201511005329 A CN201511005329 A CN 201511005329A CN 106936340 B CN106936340 B CN 106936340B
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Abstract

本发明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。

Description

基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法
技术领域
本发明涉及电气传动技术，尤其涉及一种基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置及方法。
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。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。
发明内容
本发明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，本发明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、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。
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。
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、所述VT5、所述VT6以及所述VT7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、第二种或第三种可能的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。
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、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～第十二基础磁链中，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，
Figure GDA0001968702850000041
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；根据所述K个子区中的第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，
Figure GDA0001968702850000042
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；根据所述K个子区中的第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，
Figure GDA0001968702850000051
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；根据所述K个子区中的第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，K为整数，L＝1,···,K，所述t′9+t′12+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure GDA0001968702850000052
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，根据所述K个子区中的第L个子区对应的近似圆弧得到所述第四近似圆弧；
其中，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量；或者，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量。
结合第二个方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二个方面的第三种可能的实现方式中，相邻的两个基础磁链的夹角为30°，所述第一基础磁链～所述第十二基础磁链分别对应磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅻ区间，所述磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅻ区间为所述十二个磁场矢量区间，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
Figure GDA0001968702850000053
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
Figure GDA0001968702850000061
相应的，所述VT1、所述VT2、所述VT6导通，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C相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为
Figure GDA0001968702850000062
相应的，所述VT2、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Ⅳ区间：所述B相绕组与所述C相绕组导通、所述B向绕组与所述A相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为
Figure GDA0001968702850000063
相应的，所述VT2、所述VT3、所述VT6导通，所述VT1、所述VT4、所述VT5关断；
所述磁场矢量Ⅴ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
Figure GDA0001968702850000064
相应的，所述VT2、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B相绕组与所述A相绕组导通、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
Figure GDA0001968702850000065
相应的，所述VT2、所述VT3、所述VT5导通，所述VT1、所述VT4、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅶ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
Figure GDA0001968702850000066
相应的，所述VT3、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Ⅶ区间：所述C相绕组与所述A相绕组导通、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
Figure GDA0001968702850000067
相应的，所述VT3、所述VT4、所述VT5导通，所述VT1、所述VT2、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅸ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
Figure GDA0001968702850000068
相应的，所述VT4、所述VT5导通，所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT6关断。
本发明实施例提供的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。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置的结构示意图；
图2为本发明基于正十二边形的圆形磁链轨迹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；
图4为本发明一实施例采用求解法分析圆形磁链轨迹的分析图。
具体实施方式
图1为本发明一实施例提供的基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例提供的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、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5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5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5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5的A相绕组、B相绕组与C相绕组连接；所述主控制器3，用于控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6或者所述VT7，以将所述三相永磁同步电机5的磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹；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。
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为本发明基于正十二边形的圆形磁链轨迹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。
可选的，上述实施例中，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。
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～VT7，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，VT7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、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。
下面，对本发明采用如上基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置进行磁链控制，以将磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹为例对本发明进行详细说明。
具体思路为：以可以实现的正十二边形磁链轨迹为基础，采用求解法理论分析圆形磁链轨迹的实现方法，再描述本发明如何控制各个开关管，从而将磁链轨迹控制为圆形磁链轨迹。
首先，对作为背景的正十二边形磁链轨迹进行描述。
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、VT5、VT6或者VT7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，包括：
磁场矢量Ⅰ区间：主控制器在t1时刻向VT1与VT6发送触发开通信号，以使A相绕组与C相绕组导通，导通时长为t1′，时间到达t2时刻，主控制器在t2时刻向VT2发送触发开通信号；其中，为t1时刻为基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置的上电时刻；从t1时刻到t2时刻，三相永磁同步电机的电压为
Figure GDA0001968702850000091
磁场矢量Ⅰ区间的磁链大小为2Ud×t1′；
具体的，基于正十二边形的圆形磁链轨迹控制装置在t1时刻上电后，由主控制器给VT 1与VT6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，C相绕组上的电位为-Ud，则AC相电压为2Ud，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
Figure GDA0001968702850000094
磁场矢量Ⅰ区间的磁链大小为2Ud×t1′。
磁场矢量Ⅱ区间：主控制器在t3时刻向VT1发送触发关断信号，t3时刻与t2时刻之间的时长为t2′；从t2时刻到t3时刻，三相永磁同步电机的电压为
Figure GDA0001968702850000092
磁场矢量Ⅱ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000093
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-Ud，则BC相电压为2Ud，AC相电压为2Ud，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
Figure GDA0001968702850000101
磁场矢量Ⅱ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000102
磁场矢量Ⅲ区间：所述主控制器在t4时刻向所述VT3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
Figure GDA0001968702850000109
所述磁场矢量Ⅲ区间的磁链大小为2Ud×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-Ud，则BC相电压为2Ud，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时刻向VT3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
Figure GDA0001968702850000103
磁场矢量Ⅲ区间的磁链大小为2Ud×t3′。
磁场矢量Ⅳ区间：所述主控制器在t5时刻向所述VT6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
Figure GDA0001968702850000104
所述磁场矢量Ⅳ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000105
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相绕组均与车载动力电池的第二段的负极接通，A相绕组与C相绕组上的电位均为-Ud，则BA相电压为2Ud，BC相电压为2Ud。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VT6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
Figure GDA0001968702850000106
磁场矢量Ⅳ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000107
磁场矢量Ⅴ区间：所述主控制器在t6时刻向所述VT5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
Figure GDA0001968702850000108
所述磁场矢量Ⅴ区间的磁链大小为2Ud×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，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2Ud。此时，BA绕组导通。经过t5′时长后，时间到达t6时刻，主控制器在该t6时刻向VT5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
Figure GDA0001968702850000111
磁场矢量Ⅴ区间的磁链大小为2Ud×t5′。
磁场矢量Ⅵ区间：所述主控制器在t7时刻向所述VT2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
Figure GDA0001968702850000112
所述磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000113
具体的，从t6时刻开始，B相绕组与C相绕组都与车载动力电池的第一段的正极连接，B相绕组与C相绕组上的电位均为Ud，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2Ud，CA相电压为2Ud。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时刻向VT2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
Figure GDA0001968702850000114
磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000115
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
Figure GDA0001968702850000116
所述磁场矢量Ⅶ区间的磁链大小为2Ud×t7′。
具体的，从t7时刻开始，C相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，C相绕组上的电位为Ud，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
Figure GDA0001968702850000117
磁场矢量Ⅵ区间的磁链大小为2Ud×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
Figure GDA0001968702850000118
所述磁场矢量Ⅷ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000119
具体的，从t8时刻开始，C相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，C相绕组上的电位为Ud，A相绕组与B相绕组均与车载动力电池的第二段的负极接通，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2Ud。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
Figure GDA0001968702850000121
磁场矢量Ⅷ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000122
磁场矢量Ⅸ区间：所述主控制器在t10时刻向所述VT1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
Figure GDA0001968702850000123
所述磁场矢量Ⅸ区间的磁链大小为2Ud×t9′。
具体的，从t9时刻开始，C相绕组与车载动力电池的第一段的正极连接，C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2Ud。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时刻向VT1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
Figure GDA0001968702850000124
磁场矢量Ⅸ区间的磁链大小为2Ud×t9′。
磁场矢量Ⅹ区间：所述主控制器在t11时刻向所述VT5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
Figure GDA0001968702850000125
所述磁场矢量Ⅹ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000126
具体的，从t10时刻开始，A相绕组与C相绕组均与车载动力电池的第一段的正极连接，A相绕组与C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相电压与CA相电压为2Ud。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VT5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
Figure GDA0001968702850000127
磁场矢量Ⅹ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000128
磁场矢量Ⅺ区间：所述主控制器在t12时刻向所述VT6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
Figure GDA0001968702850000131
所述磁场矢量Ⅺ区间的磁链大小为2Ud×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。此时AB绕组导通。经过t11′时长后，时间到达t12时刻，主控制器在该t12时刻向VT6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
Figure GDA0001968702850000136
磁场矢量Ⅺ区间的磁链大小为2Ud×t11′。
磁场矢量Ⅻ区间：所述主控制器在t13时刻向所述VT4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
Figure GDA0001968702850000132
所述磁场矢量Ⅻ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000133
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相绕组均与车载动力电池的第二段的负极接通，B相绕组与C相绕组上的电位为-Ud，则AC相电压与AB相电压均为2Ud。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时刻向VT4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
Figure GDA0001968702850000134
磁场矢量Ⅺ区间的磁链大小为
Figure GDA0001968702850000135
其次，采用求解法分析圆形磁链轨迹的实现方法。
具体的，可参见图4，图4为本发明一实施例采用求解法分析圆形磁链轨迹的分析图。请参照图4，正十二边形磁链轨中，选取四个正交的、解耦的基础磁链，即从正十二边形磁链轨迹的12个边分别对应第一基础磁链～第十二基础磁链中，选择出四个正交的、解耦的基础磁链。下面，以该四个基础磁链为第三基础磁链、第六基础磁链、第九基础磁链、第十二基础磁为例，对本发明求解法分析圆形磁链轨迹的实现过程进行分析：
步骤1、将圆形磁链轨迹划分为四个象限，将每个象限均分为K个子区，每个子区对应一个开关周期Tc，一个开关管周期的时长为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6与VT7的方向组合从一种状态变化到另一种状态的时长，也就是说，各个开关的导通与关断的组合形成一种状态，例如为第一状态；该些开关管中至少一个开关管的状态发生变化后，各个开关的导通与关断的组合形成第二状态。从第一状态变化到第二状态的时长即为一个开关管周期。设输出磁链矢量指令值为Urmejθ*Tc(0＜θ＜π/2)，其中，Urm为合成磁链的电压幅值，可以理解为圆形磁链轨迹的半径，对于每一个子区，θ为该子区对应的等分点与中心构成的直线与X轴(即与第三基础磁链平行的轴)的夹角。
具体的，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。
步骤2、对于每一个子区，确定该子区对应的近似圆弧。
具体的，以第一象限为例，对于第一象限中的每个子区，根据矢量正交分解原理，即磁链实例合成法则，可得：
Figure GDA0001968702850000141
其中，t′.3和t′12分别是磁场矢量III区间和磁场矢量XII区间的作用时间。
步骤3、根据步骤3可得：
Figure GDA0001968702850000142
步骤4、本发明实施例中，t′3+t′12<Tc时，需要插入零矢量以满足t′3+t′12+T1+T2＝Tc。其中，T1为第一零矢量的作用时长，T2为第二零矢量的作用时长。第一零矢量为VT1、VT2、VT5导通、VT3、VT4、VT6关断时对应的磁场矢量，第二零矢量为VT1、VT2、VT5关断、VT3、VT4、VT6开通时对应的磁场矢量；或者，第一零矢量为VT1、VT2、VT5关断、VT3、VT4、VT6开通时对应的磁场矢量，第二零矢量为VT1、VT2、VT5导通、VT3、VT4、VT6关断时对应的磁场矢量。
步骤5、本发明实施例中，令T1＝T2，则根据步骤4可得：
Figure GDA0001968702850000151
当零矢量作用时，磁链矢量停止转动，磁链幅值增量为零，因此，零矢量的插入不影响磁链轨迹，只有当非零矢量作用时，磁链矢量才会继续旋转。由此可知，第一象限内，对于该象限包含的K个子区中的第L个子区，第三基础磁链、第一零矢量、第十二基础磁链、第二零矢量依次作用，得到第L个子区对应的近似圆弧，共得到K个近似圆弧，K个近似圆弧形成第一象限对应的第一近似圆弧；同理，获取第二象限对应的第二近似圆弧、第三象限对应的第三近似圆弧以及第四象限对应的第四近似圆弧。
步骤6、根据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
需要说明的是，虽然上述是确定一个正十二边形磁链轨迹，然而，该正十二边形实质上只是圆形磁链轨迹的铺垫，是为清楚描述圆形磁链轨迹而引入的，并不代表三相永磁同步电动机在工作时，需要先控制开关管的时长与方向得出正十二边形磁链轨迹，再得出圆形磁链轨迹，而是控制开关管时长与方向直接得出圆形磁链轨迹。
最后，在上述正十二边形磁链轨迹描述的基础上，以及求法描述的基础上，对本发明磁链控制的方法进行详细说明。
具体的，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～第十二基础磁链中，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。
在本发明一实施例中，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，
Figure GDA0001968702850000161
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；根据所述K个子区中的第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，
Figure GDA0001968702850000171
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；根据所述K个子区中的第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，
Figure GDA0001968702850000172
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；根据所述K个子区中的第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，K为整数，L＝1,···,K，所述t′9+t′12+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure GDA0001968702850000173
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，根据所述K个子区中的第L个子区对应的近似圆弧得到所述第四近似圆弧；
其中，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量；或者，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量。
在本发明一实施例中，相邻的两个基础磁链的夹角为30°，所述第一基础磁链～所述第十二基础磁链分别对应磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅻ区间，所述磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅻ区间为所述十二个磁场矢量区间，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
Figure GDA0001968702850000181
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
Figure GDA0001968702850000182
相应的，所述VT1、所述VT2、所述VT6导通，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C相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为
Figure GDA0001968702850000183
相应的，所述VT2、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Ⅳ区间：所述B相绕组与所述C相绕组导通、所述B向绕组与所述A相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为
Figure GDA0001968702850000184
相应的，所述VT2、所述VT3、所述VT6导通，所述VT1、所述VT4、所述VT5关断；
所述磁场矢量Ⅴ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
Figure GDA0001968702850000185
相应的，所述VT2、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B相绕组与所述A相绕组导通、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
Figure GDA0001968702850000186
相应的，所述VT2、所述VT3、所述VT5导通，所述VT1、所述VT4、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅶ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
Figure GDA0001968702850000187
相应的，所述VT3、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Ⅶ区间：所述C相绕组与所述A相绕组导通、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
Figure GDA0001968702850000191
相应的，所述VT3、所述VT4、所述VT5导通，所述VT1、所述VT2、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅸ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
Figure GDA0001968702850000192
相应的，所述VT4、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Ⅹ区间：所述C相绕组与所述B相绕组导通、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
Figure GDA0001968702850000193
相应的，所述VT1、所述VT4、所述VT5导通，所述VT2、所述VT3、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅺ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
Figure GDA0001968702850000194
相应的，所述VT1、所述VT4导通，所述VT2、所述VT3、所述VT5、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅻ区间：所述A相绕组与所述B相绕组导通、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
Figure GDA0001968702850000195
相应的，所述VT1、所述VT4、所述VT6导通，所述VT2、所述VT3、所述VT5关断。
由上述可知，相较于现有的通过矢量坐标变换、电流环控制、输出坐标变化等环节以对磁链轨迹进行控制的方法中，与某个相位连接的开关管故障时，根据原先的电压空间矢量控制不能实现对三相永磁同步电机预先的控制，本发明实施例提供的磁链轨迹控制方法，与某个相位连接的开关管故障时，可通过调整各个绕组导通的时长来对磁链轨迹进行控制，使得磁链轨迹为圆形磁链轨迹，增大对三相永磁同步电机定子磁链轨迹的控制能力，从而减少电动汽车行车中的故障，杜绝安全事故的发生。
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 (6)

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、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通过二极管构成的三相整流桥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，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；所述主控制器控制所述VT1、所述VT2、所述VT3、所述VT4、所述VT5、所述VT6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～第十二基础磁链中，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第三基础磁链、第六基础磁链、第九基础磁链与第十二基础磁链，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；
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，
Figure FDA0002398296710000021
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；根据所述K个子区中的第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，t′3+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure FDA0002398296710000031
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；根据所述K个子区中的第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，t′9+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure FDA0002398296710000032
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；根据所述K个子区中的第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，K为整数，L＝1,…,K，t′9+t′12+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure FDA0002398296710000033
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，根据所述K个子区中的第L个子区对应的近似圆弧得到所述第四近似圆弧；
其中，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量；或者，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量；
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6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。
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；
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～第十二基础磁链中，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；
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，
Figure FDA0002398296710000051
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；根据所述K个子区中的第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，t′3+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure FDA0002398296710000061
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；根据所述K个子区中的第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，t′9+t′6+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure FDA0002398296710000062
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；根据所述K个子区中的第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，K为整数，L＝1,…,K，t′9+t′12+T1+T2＝Tc，所述Tc为一个开关周期，
Figure FDA0002398296710000063
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，根据所述K个子区中的第L个子区对应的近似圆弧得到所述第四近似圆弧；
其中，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量；或者，所述第一零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5关断、所述VT3、所述VT4、所述VT6开通时对应的磁场矢量，所述第二零矢量为所述VT1、所述VT2、所述VT5导通、所述VT3、所述VT4、所述VT6关断时对应的磁场矢量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，相邻的两个基础磁链的夹角为30°，所述第一基础磁链～所述第十二基础磁链分别对应磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅻ区间，所述磁场矢量I区间～磁场矢量Ⅻ区间为所述十二个磁场矢量区间，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
Figure FDA0002398296710000071
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
Figure FDA0002398296710000072
相应的，所述VT1、所述VT2、所述VT6导通，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C相绕组导通，所述三相永磁同步电机的电压为
Figure FDA0002398296710000073
相应的，所述VT2、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Ⅳ区间：所述B相绕组与所述C相绕组导通、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
Figure FDA0002398296710000074
相应的，所述VT2、所述VT3、所述VT6导通，所述VT1、所述VT4、所述VT5关断；
所述磁场矢量Ⅴ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
Figure FDA0002398296710000075
相应的，所述VT2、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Ⅵ区间：所述B相绕组与所述A相绕组导通、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
Figure FDA0002398296710000076
相应的，所述VT2、所述VT3、所述VT5导通，所述VT1、所述VT4、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅶ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
Figure FDA0002398296710000081
相应的，所述VT3、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Ⅷ区间：所述C相绕组与所述A相绕组导通、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
Figure FDA0002398296710000082
相应的，所述VT3、所述VT4、所述VT5导通，所述VT1、所述VT2、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅸ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
Figure FDA0002398296710000083
相应的，所述VT4、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Ⅹ区间：所述C相绕组与所述B相绕组导通、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
Figure FDA0002398296710000084
相应的，所述VT1、所述VT4、所述VT5导通，所述VT2、所述VT3、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅺ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
Figure FDA0002398296710000085
相应的，所述VT1、所述VT4导通，所述VT2、所述VT3、所述VT5、所述VT6关断；
所述磁场矢量Ⅻ区间：所述A相绕组与所述B相绕组导通、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
Figure FDA0002398296710000086
相应的，所述VT1、所述VT4、所述VT6导通，所述VT2、所述VT3、所述VT5关断。
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