本發(fā)明涉及電氣傳動技術(shù)，尤其涉及一種基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

隨著環(huán)保意識的深入人心，具有零排放、無污染、能量利用率高等特點的電動汽車越來越受到消費者的青睞。三相永磁同步電機作為電動汽車的動力源，是電動汽車的重要配件之一。

目前，三相永磁同步電機的三相繞組分別通過兩只開關(guān)管與電源相連接。磁鏈軌跡控制過程中，采用電壓空間矢量控制方法，通過矢量坐標(biāo)變換、電流環(huán)控制、輸出坐標(biāo)變化等環(huán)節(jié)以對磁鏈軌跡進行控制。該過程中，需要根據(jù)三相永磁同步電機的定子電流獲取該三相永磁同步電機的轉(zhuǎn)矩電流，根據(jù)轉(zhuǎn)矩電流控制該三相永磁同步電機的磁鏈軌跡。

上述磁鏈軌跡控制過程中，需要獲取定子電流，而定子電流的獲取需要獲取至少兩相電流值，需要至少兩個電流傳感器，成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置及方法，以降低控制三相永磁電機磁鏈軌跡的成本。

第一個方面，本發(fā)明實施例提供一種基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置，包括車載動力電池、輔助電源、主控制器、驅(qū)動電路、三相永磁同步電機、功率管單元，其中，

所述車載動力電池包括第一段與第二段，所述第一段的負極與所述第二段的正極連接，所述第一段與所述第二端串聯(lián)，所述第一段與所述第二段的電壓為ud；

所述功率管單元包括第一開關(guān)管vt1、第二開關(guān)管vt2、第三開關(guān)管 vt3、第四開關(guān)管vt4、第五開關(guān)管vt5、第六開關(guān)管vt6與第七開關(guān)管vt7；

所述第一段的正極與所述vt1、所述vt2與所述vt5的輸入端連接，所述第二段的負極與所述vt3、所述vt4與所述vt6的輸入端連接；

所述三相永磁同步電機的a相繞組與所述vt1、所述vt3的輸出端連接；

所述三相永磁同步電機的b相繞組與所述vt2、所述vt4的輸出端連接；

所述三相永磁同步電機的c相繞組與所述vt5、所述vt6的輸出端連接；

所述vt7與所述三相永磁同步電機的a相繞組、b相繞組與c相繞組連接；

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，以將所述三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡；

所述輔助電源與所述主控制器電連接；

所述主控制器與所述驅(qū)動電路電連接；

所述驅(qū)動電路用于產(chǎn)生7路觸發(fā)脈沖，所述7路觸發(fā)脈沖分別與所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6以及所述vt7的控制端連接。

可選的，所述功率管單元還包括7個保護電路，分別用于保護所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6以及所述vt7。

可選的，所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6以及所述vt7為全控型器件。

可選的，所述全控型器件包括：絕緣柵雙極型晶體管、門極可關(guān)斷晶閘管。

第二個方面，本發(fā)明實施例還提供一種采用如上第一個方面或第一個方面的任意一種方式實現(xiàn)的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置進行磁鏈控制的方法，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的方向與時長，以將所述三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡，所述方向為所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6或者所述vt7的開通或關(guān)斷，所述時長為 所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6或者所述vt7開通或關(guān)斷時，對應(yīng)的所述a相繞組、所述b相繞組與所述c相繞組中，至少兩個繞組導(dǎo)通的時長。

可選的，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的方向與時長，以將所述三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡，包括：

確定正十二邊形磁鏈軌跡，所述正十二邊形磁鏈軌跡的12個邊中，每個邊對應(yīng)一個基礎(chǔ)磁鏈，每個邊的兩個端點與中心形成的區(qū)間為一個磁場矢量區(qū)間，共形成十二個磁場矢量區(qū)間，對于每一個磁場矢量區(qū)間，以該磁場矢量區(qū)間對應(yīng)的邊的中點與中心所在的直線為對稱中心，將該磁場矢量區(qū)間均為兩個子區(qū)間，共形成24個子區(qū)間，所述中心為所述正十二邊形磁鏈軌跡的中心；

將所述正十二邊形磁鏈軌跡對應(yīng)的正十二邊形劃分為十二個扇區(qū)，每一扇區(qū)由第一子扇區(qū)與第二子扇區(qū)構(gòu)成，所述第一子扇區(qū)與所述第二子扇區(qū)為所述24個子區(qū)間中的兩個相鄰子區(qū)間，且所述第一子扇區(qū)與所述第二子扇區(qū)分別屬于不同的磁場矢量區(qū)間；

對于每一扇區(qū)，將該扇區(qū)等分為k等分，k為偶數(shù)，由所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的各等分點做所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線，由所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的各等分點做所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線，所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線與所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線相交形成多個菱形網(wǎng)格；

確定所述正十二邊形磁鏈軌跡的內(nèi)切圓，對所述內(nèi)切圓做第一同心圓與第二同心圓，所述第一同心的半徑大于所述內(nèi)切圓的半徑，所述第二同心圓的半徑小于所述內(nèi)切圓的半徑，所述內(nèi)切圓、所述第一同心圓以及所述第二同心圓與所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線、所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線相交，從所述多個菱形網(wǎng)格中，包含在所述第一同心圓與所述第二同心圓之間的菱形網(wǎng)格中確定每一所述扇區(qū)的磁場矢量序列，將所述十二個扇區(qū)的磁場矢量序列對應(yīng)的軌跡作為所述圓形磁鏈軌跡。

結(jié)合第二個方面的第一種可能的實現(xiàn)方式，在第二個方面的第二種可能的實現(xiàn)方式中，所述正六邊形磁鏈軌跡的6個邊分別為第一邊～第六邊，相應(yīng) 的，所述基礎(chǔ)磁鏈分別為第一基礎(chǔ)磁鏈～第六基礎(chǔ)磁鏈，相鄰的兩個基礎(chǔ)磁鏈的夾角為60°，所述第一基礎(chǔ)磁鏈～所述第六基礎(chǔ)磁鏈分別對應(yīng)磁場矢量i區(qū)間～磁場矢量ⅵ區(qū)間，所述磁場矢量i區(qū)間～磁場矢量ⅵ區(qū)間為所述6個磁場矢量區(qū)間，其中：

所述磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt6導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅱ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2導(dǎo)通、所述vt6導(dǎo)通，所述vt1、所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述b相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2導(dǎo)通、所述vt3導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt5、所述vt6、關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt3導(dǎo)通、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt4、所述vt6、關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt4導(dǎo)通、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt6、關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述a相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1導(dǎo)通、所述vt4導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、、所述vt5、所述vt6、關(guān)斷。

可選的，所述正十二邊形磁鏈軌跡的12個邊分別為第一邊～第十二邊，相應(yīng)的，所述基礎(chǔ)磁鏈分別為第一基礎(chǔ)磁鏈～第十二基礎(chǔ)磁鏈，相鄰的兩個基礎(chǔ)磁鏈的夾角為30°，所述第一基礎(chǔ)磁鏈～所述第十二基礎(chǔ)磁鏈分別對應(yīng)磁場矢量i區(qū)間～磁場矢量?區(qū)間，所述磁場矢量i區(qū)間～磁場矢量?區(qū)間為所述十二個磁場矢量區(qū)間，其中：

所述磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt6導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅱ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通、所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt2、所述vt6導(dǎo)通，所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt6導(dǎo)通，所述vt1、所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通、所述b向繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt3、所述vt6導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述b相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt3導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt5、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述b相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通、所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt3、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt6關(guān)斷。

所述磁場矢量ⅶ區(qū)間：所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt3、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt4、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅶ區(qū)間：所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通、所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt3、所述vt4、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅸ區(qū)間：所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt4、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅹ區(qū)間：所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通、所述a相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt4、所述vt5導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量?區(qū)間：所述a相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt4導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt5、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量?區(qū)間：所述a相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通、所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt4、所述vt6導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt5關(guān)斷。

可選的，所述第一基礎(chǔ)磁鏈～所述第十二基礎(chǔ)磁鏈導(dǎo)通的時間比為：

本發(fā)明實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置及方法，該基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置包括車載動力電池、輔助電源、主控制器、驅(qū)動電路、三相永磁同步電機、功率管單元，通過主控制器控制功率管單元包括的各個開關(guān)管，實現(xiàn)將三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡。該控制過程中，直接通過控制功率管單元包括的各個開關(guān)管實現(xiàn)對三相永磁同步電機磁鏈軌跡的控制，無需設(shè)置電流傳感器，降低了控制三相永磁電機磁鏈軌跡的成本。同時，本發(fā)明實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置，未包括任何的繼電器，成本較低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置所適用的三相永磁同步電機的繞組分布示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例提供的永磁同步電機正十二邊形磁鏈軌跡示意圖；

圖4為本發(fā)明一實施例采用圖解法分析圓形磁鏈軌跡的分析圖；

圖5為圖4中第一扇區(qū)的局部放大圖。

具體實施方式

圖1為本發(fā)明一實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置包括：車載動力電池1、輔助電源2、主控制器3、驅(qū)動電路4、三相永磁同步電機5、功率管單元6，其中，所述車載動力電池1均分為兩部分串聯(lián)，即車載動力電池1包括第一段與第二段，所述第一段的負極與 所述第二段的正極連接，所述第一段與所述第二端串聯(lián)，所述第一段與所述第二段的電壓為ud；所述功率管單元6包括第一開關(guān)管vt1、第二開關(guān)管vt2、第三開關(guān)管vt3、第四開關(guān)管vt4、第五開關(guān)管vt5、第六開關(guān)管vt6與第七開關(guān)管vt7；所述第一段的正極與所述vt1、所述vt2與所述vt5的輸入端連接，所述第二段的負極與所述vt3、所述vt4與所述vt6的輸入端連接；所述三相永磁同步電機5的a相繞組與所述vt1、所述vt3的輸出端連接；所述三相永磁同步電機5的b相繞組與所述vt2、所述vt4的輸出端連接；所述三相永磁同步電機5的c相繞組與所述vt5、所述vt6的輸出端連接；所述vt7與所述三相永磁同步電機5的a相繞組、b相繞組與c相繞組連接；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，以將所述三相永磁同步電機5的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡；所述輔助電源2與所述主控制器3電連接；所述主控制器3與所述驅(qū)動電路4電連接；所述驅(qū)動電路4用于產(chǎn)生7路觸發(fā)脈沖，所述7路觸發(fā)脈沖分別與所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6以及所述vt7的控制端連接。

本發(fā)明實施例中，三相永磁同步電機5的三個繞組，即a相繞組、b相繞組與c相繞組相互對稱分布，具體的，可參見圖2，圖2為本發(fā)明基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置所適用的三相永磁同步電機的繞組分布示意圖。

本發(fā)明實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置包括車載動力電池、輔助電源、主控制器、驅(qū)動電路、三相永磁同步電機、功率管單元，通過主控制器控制功率管單元包括的各個開關(guān)管，實現(xiàn)將三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡。該控制過程中，直接通過控制功率管單元包括的各個開關(guān)管實現(xiàn)對三相永磁同步電機磁鏈軌跡的控制，無需設(shè)置電流傳感器，降低了控制三相永磁電機磁鏈軌跡的成本。同時，本發(fā)明實施例提供的基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置，未包括任何的繼電器，成本較低。

可選的，上述實施例中，所述功率管單元還包括7個保護電路，分別用于保護所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6以及所述vt7。

具體的，再請參照圖1，功率管單元6包括的各個開關(guān)管，即vt1～vt7，可以為全控型器件，如絕緣柵雙極型晶體管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)、門極可關(guān)斷晶閘管(gate-turn-offthyristor，gto)等。對于每一個開關(guān)管，都設(shè)置了保護電路，該保護電路包括四個二極管。例如，對于vt1，其保護電路由二極管(vd1、vd2、vd3與vd4組成)。另外，功率管單元6中，vt7與整流橋可形成續(xù)流回路，其中，整流橋由二極管形成。

本發(fā)明實施例中，主控制器例如為數(shù)字信號處理(digitalsignalprocessing，dsp)tms320f2809，其通過控制vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6或者所述vt7的方向與時長，以將所述三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡，所述方向為所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6或者所述vt7的開通或關(guān)斷，所述時長為所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6或者所述vt7開通或關(guān)斷時，對應(yīng)的所述a相繞組、所述b相繞組與所述c相繞組中，至少兩個繞組導(dǎo)通的時長。

下面，對本發(fā)明采用如上基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置進行磁鏈控制，以將磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡為例對本發(fā)明進行詳細說明。

具體思路為：以可以實現(xiàn)的正十二邊形磁鏈軌跡為基礎(chǔ)，采用圖解法分析圓形磁鏈軌跡的實現(xiàn)方法，再描述本發(fā)明如何控制各個開關(guān)管，從而將磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡。

首先，對作為背景的正十二邊形磁鏈軌跡進行描述。

具體的，正十二邊形磁鏈軌跡中，所述正十二邊形磁鏈軌跡的十二個邊形成十二個磁場矢量區(qū)間。具體的，十二個磁場矢量區(qū)間可參見圖3，圖3為本發(fā)明一實施例提供的永磁同步電機正十二邊形磁鏈軌跡示意圖。

具體的，主控制器控制vt1、vt2、vt3、vt4與vt5的方向與時長，以將三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為正十二邊形，使得磁鏈軌跡接近圓形，具體為：

磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述主控制器在t1時刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號，以使所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，導(dǎo)通時長為t1′，時間到達t2時刻，所述主控制器在所述t2時刻向所述vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號；其中，所述為t1時刻為所述基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置的上電時刻；從所述t1 時刻到所述t2時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅰ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t1′；

具體的，基于正十二邊形的圓形磁鏈軌跡控制裝置在t1時刻上電后，由主控制器給vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號，使得a相繞組與車載動力電池第一段的正極接通，c相繞組上的電位為0，a相繞組上的電位為ud，則ac相電壓為ud，ac繞組導(dǎo)通t1′時長后，時間到達t2時刻，主控制器在該t2時刻向vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號。該過程中，即從t1時刻到t2時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅰ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t1′。

磁場矢量ⅱ區(qū)間：所述主控制器在t3時刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號，所述t3時刻與所述t2時刻之間的時長為t2′；從所述t2時刻到所述t3時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為

具體的，從t2時刻開始，a相繞組與b相繞組都與車載動力電池的第一段的正極連接，a相繞組與b相繞組上的電位都為ud，c相繞組上的電位為0，則bc相電壓為ud，ac相電壓為ud，此時，ac繞組與bc繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t2′時長后，時間到達t3時刻，主控制器在該t3時刻向vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號。該過程中，即從t2時刻到t3時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為

磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述主控制器在t4時刻同時向所述vt3與所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號，所述t4時刻與所述t3時刻之間的時長為t3′；從所述t3時刻到所述t4時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t3′。

具體的，從t3時刻開始，b相繞組與車載動力電池的第一段的正極連接，b相繞組上的電位為ud，c相繞組上的電位為0，則bc相電壓為ud，此時，bc繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t3′時長后，時間到達t4時刻，主控制器在該t4時刻同時向vt3與vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號。該過程中，即從t3時刻到t4時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t3′。

磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述主控制器在t5時刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號，所述t5時刻與所述t4時刻之間的時長為t4′；從所述t4時刻到所述t5時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為

具體的，從t4時刻開始，b相繞組與車載動力電池的第一段的正極連接，b相繞組上的電位為ud，a相繞組與c相繞組上的電位均為-ud，則ba相電壓為ud，bc相電壓為ud。此時，bc繞組與ba繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t4′時長后，時間到達t5時刻，主控制器在該t5時刻向vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號。該過程中，即從t4時刻到t5時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為

磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述主控制器在t6時刻向所述vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號，所述t6時刻與所述t5時刻之間的時長為t5′；從所述t5時刻到所述t6時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為3ud×t5′。

具體的，從t5時刻開始，b相繞組與車載動力電池的第一段的正極連接，b相繞組上的電位為ud，c相繞組上的電位為0，a相繞組與車載動力電池的第二段的負極接通，a相繞組上的電位為-ud，則bc相電壓為ud，ba相電壓為2ud，ca相電壓為ud。此時，bc繞組、ba繞組及ca繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t5′時長后，時間到達t6時刻，主控制器在該t6時刻向vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號。該過程中，即從t5時刻到t6時刻，三相永磁同步電機的電壓為ba繞組、ca繞組與bc繞組相電壓的合成，而bc繞組與ca繞組的相電壓大小相等，合成方向為ba繞組。因此，ba繞組、ca繞組與bc繞組相電壓的合成的方向為磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為2×ud×t5′+ud×t5′＝3×ud×t5′。

磁場矢量ⅵ區(qū)間：所述主控制器在t7時刻同時向所述vt2與所述vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號，所述t7時刻與所述t6時刻之間的時長為t6′；從所述t6時刻到所述t7時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為

具體的，從t6時刻開始，b相繞組與c相繞組上的電位均為0，a相繞組與車載動力電池的第二段的負極接通，a相繞組上的電位為-ud，則ba相電壓為ud，ca相電壓為ud。此時，ba繞組與ca繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t6′時長后，時間到達t7時刻，主控制器在該t7時刻同時向vt2與vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號。該過程中，即從t6時刻到t7時刻，三相永磁同步電機的電壓為 磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為

磁場矢量ⅶ區(qū)間：所述主控制器在t8時刻向所述vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號，所述t8時刻與所述t7時刻之間的時長為t7′；從所述t7時刻到所述t8時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅶ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t7′。

具體的，從t7時刻開始，c相繞組上的電位為0，a相繞組上的電位為-ud，則ca相電壓為2ud。此時ca繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t7′時長后，時間到達t8時刻，主控制器在該t8時刻向vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號。該過程中，即從t7時刻到t8時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t7′。

磁場矢量ⅷ區(qū)間：所述主控制器在t9時刻向所述vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號，所述t9時刻與所述t8時刻之間的時長為t8′；從所述t8時刻到所述t9時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅷ區(qū)間的磁鏈大小為

具體的，從t8時刻開始，c相繞組上的電位為0，a相繞組與b相繞組居于與車載動力電池的第二段的負極連接，a相繞組與b相繞組上的電位均為-ud，則cb相電壓與ca相電壓均為ud。此時ca繞組與cb繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t8′時長后，時間到達t9時刻，主控制器在該t9時刻向vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號。該過程中，即從t8時刻到t9時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅷ區(qū)間的磁鏈大小為

磁場矢量ⅸ區(qū)間：所述主控制器在t10時刻同時向所述vt1與所述vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號，所述t10時刻與所述t9時刻之間的時長為t9′；從所述t9時刻到所述t10時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅸ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t9′。

具體的，從t9時刻開始，c相繞組上的電位為0，b相繞組與車載動力電池的第二段的負極接通，b相繞組上的電位為-ud，則cb相電壓為ud。此時cb繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t9′時長后，時間到達t10時刻，主控制器在該t10時刻同時向vt1與vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號。該過程中，即從t9時刻到t10時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅸ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t9′。

磁場矢量ⅹ區(qū)間：所述主控制器在t11時刻向所述vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號， 所述t11時刻與所述t10時刻之間的時長為t10′；從所述t10時刻到所述t11時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量ⅹ區(qū)間的磁鏈大小為

具體的，從t10時刻開始，a相繞組與c相繞組上的電位為0，b相繞組與車載動力電池的第二段的負極接通，b相繞組上的電位為-ud，則ab相電壓與cb相電壓均為ud。此時cb繞組與ab繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t10′時長后，時間到達t11時刻，主控制器在該t11時刻向vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號。該過程中，即從t10時刻到t11時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量ⅹ區(qū)間的磁鏈大小為

磁場矢量?區(qū)間：所述主控制器在t12時刻向所述vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號，所述t12時刻與所述t11時刻之間的時長為t11′；從所述t11時刻到所述t12時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量?區(qū)間的磁鏈大小為3ud×t11′。

具體的，從t11時刻開始，a相繞組與車載動力電池的第一段的正極連接，a相繞組上的電位為ud，b相繞組與車載動力電池的第二段的負極接通，b相繞組上的電位為-ud，則cb相電壓為ud，ab相電壓為2ud，ac相電壓為ud。此時cb繞組、ab繞組與ac繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t11′時長后，時間到達t12時刻，主控制器在該t12時刻向vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號。該過程中，即從t11時刻到t12時刻，三相永磁同步電機的電壓為cb繞組、ab繞組與ac繞組相電壓的合成，而cb繞組的相電壓與ac繞組的相電壓大小相等，合成方向為ba繞組。因此，ba繞組、ca繞組與bc繞組相電壓的合成的方向為磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為2×ud×t11′+ud×t11′＝3×ud×t11′。

磁場矢量?區(qū)間：所述主控制器在t13時刻同時向所述vt4與所述vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號，所述t13時刻與所述t12時刻之間的時長為t12′；從所述t12時刻到所述t13時刻，所述三相永磁同步電機的電壓為所述磁場矢量?區(qū)間的磁鏈大小為從所述t13時刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)；

具體的，從t12時刻開始，a相繞組與車載動力電池的第一段的正極連接，a相繞組上的電位為ud，b相繞組與c相繞組上的電位為0，則ac相電壓 與ab相電壓均為ud。此時ab繞組與ac繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t12′時長后，時間到達t13時刻，主控制器在該t13時刻同時向vt4與vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號。該過程中，即從t12時刻到t13時刻，三相永磁同步電機的電壓為磁場矢量?區(qū)間的磁鏈大小為

其次，采用圖解法分析圓形磁鏈軌跡的實現(xiàn)方法。

具體的，可參見圖4與圖5，圖4為本發(fā)明一實施例采用圖解法分析圓形磁鏈軌跡的分析圖，圖5為圖4中第一扇區(qū)的局部放大圖。請參照圖4與圖5，正十二邊形磁鏈軌中，每個邊對應(yīng)一個基礎(chǔ)磁鏈，每個邊的兩個端點與中心形成的區(qū)間為一個磁場矢量區(qū)間，共形成十二個磁場矢量區(qū)間，對于每一個磁場矢量區(qū)間，以該磁場矢量區(qū)間對應(yīng)的邊的中點與中心所在的直線為對稱中心，將該磁場矢量區(qū)間均為兩個子區(qū)間，共形成24個子區(qū)間，所述中心為所述正十二邊形磁鏈軌跡的中心。圖解法的過程包括：

步驟1、將所述正十二邊形磁鏈軌跡對應(yīng)的正十二邊形劃分為十二個扇區(qū)，每一扇區(qū)由第一子扇區(qū)與第二子扇區(qū)構(gòu)成，所述第一子扇區(qū)與所述第二子扇區(qū)為所述24個子區(qū)間中的兩個相鄰子區(qū)間，且所述第一子扇區(qū)與所述第二子扇區(qū)分別屬于不同的磁場矢量區(qū)間。下面，請參照圖4與圖5，以第一扇區(qū)為例對該圖進行詳細講解。

請參照圖4與圖5，第一扇區(qū)包括第一子扇區(qū)與第二子扇區(qū)，其中，第一子扇區(qū)有磁場矢量?區(qū)間，第二子扇區(qū)有磁場矢量ⅰ區(qū)間。

步驟2、對于每一扇區(qū)，將該扇區(qū)等分為k等分，k為偶數(shù)；

步驟3、由所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的各等分點做所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線，由所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的各等分點做所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線，所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線與所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線相交形成多個菱形網(wǎng)格；

步驟4、做所述正十二邊形磁鏈軌跡的內(nèi)切圓，對所述內(nèi)切圓做第一同心圓與第二同心圓，所述第一同心的半徑大于所述內(nèi)切圓的半徑，所述第二同心圓的半徑小于所述內(nèi)切圓的半徑，所述內(nèi)切圓、所述第一同心圓以及所述第二同心圓與所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線、所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線相交，從所述多個菱形網(wǎng)格中，包含在所述第一同心圓與所述第二同心圓之間的菱形網(wǎng)格作為所述圓形磁鏈軌跡，即從所述多個菱形網(wǎng)格中， 包含在所述第一同心圓與所述第二同心圓之間的菱形網(wǎng)格中，確定每一所述扇區(qū)的磁場矢量序列，將所述十二個扇區(qū)的磁場矢量序列對應(yīng)的軌跡作為所述圓形磁鏈軌跡。

具體的，當(dāng)k＝6時，請參照圖4，包含在所述第一同心圓與所述第二同心圓之間的菱形網(wǎng)格中，與第一扇區(qū)對應(yīng)的磁場矢量序列例如可以為磁場矢量序列xii—i—xi—ii—xii(如圖中首位依次相連的五個黑色突出箭頭所示)。利用正十二邊形各個扇區(qū)的幾何對稱性，可以確定出其他扇區(qū)的磁場矢量序列，根據(jù)該些磁場矢量序列和上述對正十二邊形磁場軌跡的分析，確定每一扇區(qū)中，每個磁場矢量序列對應(yīng)的開關(guān)管狀態(tài)，從而將磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡。

步驟5、確定每一扇區(qū)內(nèi)，各個磁場矢量序列對應(yīng)的導(dǎo)通時間比例。

同樣以第一扇區(qū)為例，當(dāng)k＝6時，基于上述正十二邊形磁鏈軌跡的分析可知：第一扇區(qū)中，當(dāng)磁場矢量xii—i—xi—ii—xii對應(yīng)的導(dǎo)通時間比例為時，磁場矢量xii—i—xi—ii—xii對應(yīng)的菱形網(wǎng)格數(shù)相同。在根據(jù)圖5可知：磁場矢量xii—i—xi—ii—xii對應(yīng)的菱形網(wǎng)格數(shù)分別為1—2—2—2—1。綜合上述分析可知：對于第一扇區(qū)，為了能夠獲取圖5所示的磁鏈軌跡，只需要在滿足上述正十二邊形磁鏈軌跡的前提下，控制磁場矢量xii—i—xi—ii—xii對應(yīng)的導(dǎo)通時間比例為

需要說明的是，雖然上述是確定一個正十二邊形磁鏈軌跡，然而，該正十二邊形實質(zhì)上只是圓形磁鏈軌跡的鋪墊，是為清楚描述圓形磁鏈軌跡而引入的，并不代表三相永磁同步電動機在工作時，需要先控制開關(guān)管的時長與方向得出正十二邊形磁鏈軌跡，再得出圓形磁鏈軌跡，而是控制開關(guān)管時長與方向直接得出圓形磁鏈軌跡。

最后，在上述正十二邊形磁鏈軌跡描述的基礎(chǔ)上，以及圖解法描述的基礎(chǔ)上，對本發(fā)明磁鏈控制的方法進行詳細說明。

具體的，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的方向與時長，以將所述三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡，所述方向為所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6或者所述vt7的開通或關(guān)斷，所述時長為所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6 或者所述vt7開通或關(guān)斷時，對應(yīng)的所述a相繞組、所述b相繞組與所述c相繞組中，至少兩個繞組導(dǎo)通的時長。

在本發(fā)明一實施例中，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的方向與時長，以將所述三相永磁同步電機的磁鏈軌跡控制為圓形磁鏈軌跡，包括：

確定正十二邊形磁鏈軌跡，所述正十二邊形磁鏈軌跡的12個邊中，每個邊對應(yīng)一個基礎(chǔ)磁鏈，每個邊的兩個端點與中心形成的區(qū)間為一個磁場矢量區(qū)間，共形成十二個磁場矢量區(qū)間，對于每一個磁場矢量區(qū)間，以該磁場矢量區(qū)間對應(yīng)的邊的中點與中心所在的直線為對稱中心，將該磁場矢量區(qū)間均為兩個子區(qū)間，共形成24個子區(qū)間，所述中心為所述正十二邊形磁鏈軌跡的中心；

將所述正十二邊形磁鏈軌跡對應(yīng)的正十二邊形劃分為十二個扇區(qū)，每一扇區(qū)由第一子扇區(qū)與第二子扇區(qū)構(gòu)成，所述第一子扇區(qū)與所述第二子扇區(qū)為所述24個子區(qū)間中的兩個相鄰子區(qū)間，且所述第一子扇區(qū)與所述第二子扇區(qū)分別屬于不同的磁場矢量區(qū)間；

對于每一扇區(qū)，將該扇區(qū)等分為k等分，k為偶數(shù)，由所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的各等分點做所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線，由所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的各等分點做所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線，所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線與所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線相交形成多個菱形網(wǎng)格；

確定所述正十二邊形磁鏈軌跡的內(nèi)切圓，對所述內(nèi)切圓做第一同心圓與第二同心圓，所述第一同心的半徑大于所述內(nèi)切圓的半徑，所述第二同心圓的半徑小于所述內(nèi)切圓的半徑，所述內(nèi)切圓、所述第一同心圓以及所述第二同心圓與所述第二子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線、所述第一子扇區(qū)對應(yīng)的邊的平行線相交，從所述多個菱形網(wǎng)格中，包含在所述第一同心圓與所述第二同心圓之間的菱形網(wǎng)格中確定每一所述扇區(qū)的磁場矢量序列，將所述十二個扇區(qū)的磁場矢量序列對應(yīng)的軌跡作為所述圓形磁鏈軌跡。

在本發(fā)明一實施例中，所述正十二邊形磁鏈軌跡的12個邊分別為第一邊～第十二邊，相應(yīng)的，所述基礎(chǔ)磁鏈分別為第一基礎(chǔ)磁鏈～第十二基礎(chǔ)磁鏈，相鄰的兩個基礎(chǔ)磁鏈的夾角為30°，所述第一基礎(chǔ)磁鏈～所述第十二基礎(chǔ)磁 鏈分別對應(yīng)磁場矢量i區(qū)間～磁場矢量?區(qū)間，所述磁場矢量i區(qū)間～磁場矢量?區(qū)間為所述十二個磁場矢量區(qū)間，其中：

所述磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt6導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅱ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通、所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt2、所述vt6導(dǎo)通，所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt6導(dǎo)通，所述vt1、所述vt3、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述b相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通、所述b向繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt3、所述vt6導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt5關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述b相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt3導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt5、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述b相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通、所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt2、所述vt3、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt4、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅶ區(qū)間：所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt3、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt4、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅶ區(qū)間：所述c相繞組與所述a相繞組導(dǎo)通、所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt3、所述vt4、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅸ區(qū)間：所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt4、所述vt5導(dǎo)通，所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量ⅹ區(qū)間：所述c相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通、所述a相繞 組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt4、所述vt5導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量?區(qū)間：所述a相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt4導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt5、所述vt6關(guān)斷；

所述磁場矢量?區(qū)間：所述a相繞組與所述b相繞組導(dǎo)通、所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，所述三相永磁同步電機的電壓為相應(yīng)的，所述vt1、所述vt4、所述vt6導(dǎo)通，所述vt2、所述vt3、所述vt5關(guān)斷。

在本發(fā)明一實施例中，所述第一基礎(chǔ)磁鏈～所述第十二基礎(chǔ)磁鏈導(dǎo)通的時間比為：

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。