本發(fā)明涉及電氣傳動(dòng)技術(shù)，尤其涉及一種正六邊形磁鏈軌跡控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

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

目前，三相永磁同步電機(jī)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(jìn)行控制。

上述磁鏈軌跡控制過程中，矢量控制環(huán)節(jié)多，矢量算法復(fù)雜，導(dǎo)致三相永磁電機(jī)的響應(yīng)速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種正六邊形磁鏈軌跡控制裝置及方法，以提高三相永磁電機(jī)的響應(yīng)速度。

第一個(gè)方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種正六邊形磁鏈軌跡控制裝置，包括：

車載動(dòng)力電池、輔助電源、主控制器、驅(qū)動(dòng)電路、三相永磁同步電機(jī)、功率管單元、第一繼電器、第二繼電器與第三繼電器，其中，

所述車載動(dòng)力電池包括第一段與第二段，所述第一段的負(fù)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(fù)極與所述vt3、所述vt4與所述vt6的輸入端連接；

所述第一繼電器與所述三相永磁同步電機(jī)的a相繞組連接，所述第一繼電器的常開觸點(diǎn)與所述vt1、所述vt3的輸出端連接；

所述第二繼電器與所述三相永磁同步電機(jī)的b相繞組連接，所述第二繼電器的常開觸點(diǎn)與所述vt2、所述vt4的輸出端連接；

所述第三繼電器與所述三相永磁同步電機(jī)的c相繞組連接，所述第三繼電器的常開觸點(diǎn)與所述vt5、所述vt6的輸出端連接；

所述第一繼電器的常閉觸點(diǎn)、所述第二繼電器的常閉觸點(diǎn)以及所述第三繼電器的常閉觸點(diǎn)與所述第一段與所述第二段的連接點(diǎn)連接；

所述vt7與所述三相永磁同步電機(jī)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，以控制所述三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡；

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(dòng)電路電連接；

所述驅(qū)動(dòng)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。

在第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述功率管單元還包括7個(gè)保護(hù)電路，分別用于保護(hù)所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6以及所述vt7。

結(jié)合第一個(gè)方面或第一個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)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為全控型器件。

結(jié)合第一個(gè)方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一個(gè)方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，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(gè)方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種采用如上第一個(gè)方面、第一個(gè)方面 的第一種、第二種或第三種方式實(shí)現(xiàn)的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置進(jìn)行磁鏈軌跡控制的方法，該方法包括：

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(shí)長，以將所述三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡控制為正六邊形，所述方向?yàn)樗鰒t1、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(shí)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的開通或關(guān)斷時(shí)，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(gè)繞組導(dǎo)通的時(shí)長，其中，所述正六邊形的磁鏈軌跡的六個(gè)邊形成六個(gè)磁場矢量區(qū)間。

在第二個(gè)方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4、所述vt5、所述vt6與所述vt7均未損壞，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(shí)長，以將所述三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡控制為正六邊形，包括：

磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述主控制器在t1時(shí)刻向所述vt1與所述vt6發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，以使所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)長為t1′，時(shí)間到達(dá)t2時(shí)刻，所述主控制器在所述t2時(shí)刻同時(shí)向所述vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)；其中，所述為t1時(shí)刻為所述正六邊形磁鏈軌跡控制裝置的上電時(shí)刻；從所述t1時(shí)刻到所述t2時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅰ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t1′；

磁場矢量ⅱ區(qū)間：所述主控制器在t3時(shí)刻同時(shí)向所述vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt6發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t3時(shí)刻與所述t2時(shí)刻之間的時(shí)長為t2′；從所述t2時(shí)刻到所述t3時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t2′；

磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述主控制器在t4時(shí)刻同時(shí)向所述vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向所述vt5發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t4時(shí)刻與所述t3時(shí)刻之間的時(shí)長為t3′；從所述t3時(shí)刻到所述t4時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t3′；

磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述主控制器在t5時(shí)刻同時(shí)向所述vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷 信號(hào)，向所述vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t5時(shí)刻與所述t4時(shí)刻之間的時(shí)長為t4′；從所述t4時(shí)刻到所述t5時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t4′；

磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述主控制器在t6時(shí)刻同時(shí)向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt5發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t6時(shí)刻與所述t5時(shí)刻之間的時(shí)長為t5′；從所述t5時(shí)刻到所述t6時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t5′；

磁場矢量ⅵ區(qū)間：所述主控制器在t7時(shí)刻同時(shí)向所述vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向所述vt6發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t7時(shí)刻與所述t6時(shí)刻之間的時(shí)長為t6′；從所述t6時(shí)刻到所述t7時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t6′；從所述t7時(shí)刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)；

其中，所述t1′：t2′：t3′：t4′:t5′:t6′＝1：1：1：1：1：1。

在第二個(gè)方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4與所述vt7均未損壞，所述vt5與所述vt6中至少一個(gè)發(fā)生損壞，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(shí)長，以將所述三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡控制為正六邊形，包括：

磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述主控制器在t1時(shí)刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，以使所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)長為t1′，時(shí)間到達(dá)t2時(shí)刻，所述主控制器在所述t2時(shí)刻同時(shí)向所述vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)；其中，所述為t1時(shí)刻為所述vt5與所述vt6中至少一個(gè)發(fā)生損壞的時(shí)刻；從所述t1時(shí)刻到所述t2時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量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(shí)刻向所述vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t3時(shí)刻與所述t2時(shí)刻之間的時(shí)長為t2′；從所述t2時(shí)刻到所述t3時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t2′；

磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述主控制器在t4時(shí)刻向所述vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t4時(shí)刻與所述t3時(shí)刻之間的時(shí)長為t3′；從所述t3時(shí)刻到所述t4 時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為3ud×t3′；

磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述主控制器在t5時(shí)刻同時(shí)向所述vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向所述vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t5時(shí)刻與所述t4時(shí)刻之間的時(shí)長為t4′；從所述t4時(shí)刻到所述t5時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t4′；

磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述主控制器在t6時(shí)刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t6時(shí)刻與所述t5時(shí)刻之間的時(shí)長為t5′；從所述t5時(shí)刻到所述t6時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t5′；

磁場矢量ⅵ區(qū)間：所述主控制器在t7時(shí)刻向所述vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t7時(shí)刻與所述t6時(shí)刻之間的時(shí)長為t6′；從所述t6時(shí)刻到所述t7時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t6′，從所述t7時(shí)刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)；

其中，所述t1′：t2′：t3′：t4′:t5′:t6′＝3：3：1：3：3：1。

本發(fā)明實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置及方法，該裝置包括車載動(dòng)力電池、輔助電源、主控制器、驅(qū)動(dòng)電路、三相永磁同步電機(jī)、功率管單元、第一繼電器、第二繼電器與第三繼電器，通過主控制器控制功率管單元包括的各個(gè)開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)對三相永磁同步電機(jī)磁鏈軌跡的控制。該控制過程中，直接通過控制功率管單元包括的各個(gè)開關(guān)管實(shí)現(xiàn)對三相永磁同步電機(jī)磁鏈軌跡的控制，無需復(fù)雜的矢量變換等環(huán)節(jié)，控制過程簡單，提升了三相永磁同步電機(jī)的響應(yīng)速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明正六邊形磁鏈軌跡控制裝置所適用的三相永磁同步電機(jī)的繞組分布示意圖；

圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的永磁同步電機(jī)正六邊形磁鏈軌跡示意圖；

圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置正常工作時(shí)的 電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置c相繞組所接開關(guān)管故障時(shí)的工作電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例提供的正六邊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(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置包括：車載動(dòng)力電池1、輔助電源2、主控制器3、驅(qū)動(dòng)電路4、三相永磁同步電機(jī)5、功率管單元6、第一繼電器s1、第二繼電器s2與第三繼電器s3，其中，所述車載動(dòng)力電池1均分為兩部分串聯(lián)，即車載動(dòng)力電池1包括第一段與第二段，所述第一段的負(fù)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(fù)極與所述vt3、所述vt4與所述vt6的輸入端連接；所述第一繼電器s1與所述三相永磁同步電機(jī)5的a相繞組連接，所述第一繼電器s1的常開觸點(diǎn)與所述vt1、所述vt3的輸出端連接；所述第二繼電器s2與所述三相永磁同步電機(jī)5的b相繞組連接，所述第二繼電器s2的常開觸點(diǎn)與所述vt2、所述vt4的輸出端連接；所述第三繼電器s3與所述三相永磁同步電機(jī)5的c相繞組連接，所述第三繼電器s3的常開觸點(diǎn)與所述vt5、所述vt6的輸出端連接；所述第一繼電器s1的常閉觸點(diǎn)、所述第二繼電器s2的常閉觸點(diǎn)以及所述第三繼電器s3的常閉觸點(diǎn)與所述第一段與所述第二段的連接點(diǎn)連接；所述vt7與所述三相永磁同步電機(jī)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，以控制所述三相永磁同步電機(jī)5的磁鏈軌跡；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(dòng)電路4電連接；所述驅(qū)動(dòng)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(shí)施例中，三相永磁同步電機(jī)5的三個(gè)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)明正六邊形磁鏈軌跡控制裝置所適用的三相永磁同步電機(jī)的繞組分布示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置，包括車載動(dòng)力電池、輔助電源、主控制器、驅(qū)動(dòng)電路、三相永磁同步電機(jī)、功率管單元、第一繼電器、第二繼電器與第三繼電器，通過主控制器控制功率管單元包括的各個(gè)開關(guān)管，實(shí)現(xiàn)對三相永磁同步電機(jī)磁鏈軌跡的控制。該控制過程中，直接通過控制功率管單元包括的各個(gè)開關(guān)管實(shí)現(xiàn)對三相永磁同步電機(jī)磁鏈軌跡的控制，無需復(fù)雜的矢量變換等環(huán)節(jié)，控制過程簡單，提升了三相永磁同步電機(jī)的響應(yīng)速度。

可選的，上述實(shí)施例中，所述功率管單元還包括7個(gè)保護(hù)電路，分別用于保護(hù)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(gè)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(gè)開關(guān)管，都設(shè)置了保護(hù)電路，該保護(hù)電路包括四個(gè)二極管。例如，對于vt1，其保護(hù)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(shí)施例中，主控制器例如為數(shù)字信號(hào)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(shí)長，以將所述三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡控制為正六邊形，所述方向?yàn)樗鰒t1、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(shí)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的開通或關(guān)斷時(shí)，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(gè)繞組導(dǎo)通的時(shí)長，其中，所述正六邊形的磁鏈軌跡的六個(gè)邊形成六個(gè)磁場矢量區(qū)間。具體的，六個(gè)磁場矢量區(qū)間可參見圖3，圖3為本發(fā)明一實(shí)施例提供的永磁同步電機(jī)正六邊形磁鏈軌跡示意圖。

首先，正六邊形磁鏈軌跡控制裝置正常工作時(shí)，即功率管單元中的所有開關(guān)管：vt1、vt2、vt3、vt4、vt5、vt6與vt7均未損壞第一繼電器s1、第二繼電器s2與第三繼電器s3均吸合時(shí)，三相永磁同步電機(jī)的三相繞組分別通過兩個(gè)開關(guān)管與車載動(dòng)力電池相連。此時(shí)，主控制器控制vt1、vt2、vt3、vt4、vt5、vt6或者vt7的方向與時(shí)長，以將三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡控制為正六邊形，包括：

磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述主控制器在t1時(shí)刻向所述vt1與所述vt6發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，以使所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)長為t1′，時(shí)間到達(dá)t2時(shí)刻，所述主控制器在所述t2時(shí)刻同時(shí)向所述vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)；其中，所述為t1時(shí)刻為所述正六邊形磁鏈軌跡控制裝置的上電時(shí)刻；從所述t1時(shí)刻到所述t2時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅰ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t1′；

具體的，正六邊形磁鏈軌跡控制裝置在t1時(shí)刻上電后，由主控制器給vt1與vt6發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，使得a相繞組與車載動(dòng)力電池第一段的正極接通，c相繞組與車載動(dòng)力電池的第二段的負(fù)極接通，a相繞組上的電位為ud，c相繞組上的電位為-ud，則ac相電壓為2ud，ac繞組導(dǎo)通t1′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t2時(shí)刻，主控制器在該t2時(shí)刻向vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)。該過程中，即從t1時(shí)刻到t2時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅰ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t1′。

磁場矢量ⅱ區(qū)間：所述主控制器在t3時(shí)刻同時(shí)向所述vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt6發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t3時(shí)刻與所述t2時(shí)刻之間的時(shí)長為t2′；從所述t2時(shí)刻到所述t3時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t2′。

具體的，從t2時(shí)刻開始，b相繞組與車載動(dòng)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-ud，則bc相電壓為2ud，此時(shí)，bc繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t2′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t3時(shí)刻，主控制器在該t3時(shí)刻同時(shí)向vt6發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t2時(shí)刻到t3時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t2′。

磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述主控制器在t4時(shí)刻同時(shí)向所述vt發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷 信號(hào)，向所述vt5發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t4時(shí)刻與所述t3時(shí)刻之間的時(shí)長為t3′；從所述t3時(shí)刻到所述t4時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t3′。

具體的，從t3時(shí)刻開始，b相繞組與車載動(dòng)力電池的第一段的正極連接，b相繞組上的電位為ud，a相繞組與車載動(dòng)力電池的第二段的負(fù)極接通，a相繞組上的電位為-ud，則ba相電壓為2ud，此時(shí)，ba繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t3′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t4時(shí)刻，主控制器在該t4時(shí)刻同時(shí)向vt5發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)。該過程中，即從t3時(shí)刻到t4時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t3′。

磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述主控制器在t5時(shí)刻同時(shí)向所述vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向所述vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t5時(shí)刻與所述t4時(shí)刻之間的時(shí)長為t4′；從所述t4時(shí)刻到所述t5時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t4′。

具體的，從t4時(shí)刻開始，c相繞組與車載動(dòng)力電池的第一段的正極連接，c相繞組上的電位為ud，a相繞組與車載動(dòng)力電池的第二段的負(fù)極接通，a相繞組上的電位為-ud，則ca相電壓為2ud。此時(shí)，ca繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t4′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t5時(shí)刻，主控制器在該t5時(shí)刻同時(shí)向vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t4時(shí)刻到t5時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t4′。

磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述主控制器在t6時(shí)刻同時(shí)向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向所述vt5發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t6時(shí)刻與所述t5時(shí)刻之間的時(shí)長為t5′；從所述t5時(shí)刻到所述t6時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t5′。

具體的，從t5時(shí)刻開始，c相繞組與車載動(dòng)力電池的第一段的正極連接，c相繞組上的電位為ud，b相繞組上的電位為-ud，則cb相電壓為2ud。此時(shí)，cb繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t5′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t6時(shí)刻，主控制器在該t6時(shí)刻同時(shí)向vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，向vt5發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)。該過程中，即從t5時(shí)刻到t6時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t5′。

磁場矢量ⅵ區(qū)間：所述主控制器在t7時(shí)刻同時(shí)向所述vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷 信號(hào)，向所述vt6發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t7時(shí)刻與所述t6時(shí)刻之間的時(shí)長為t6′；從所述t6時(shí)刻到所述t7時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t6′；從所述t7時(shí)刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)。

具體的，從t6時(shí)刻開始，a相繞組與車載動(dòng)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(dòng)力電池的第二段的負(fù)極連接，b相繞組上的電位為-ud，則cb相電壓為2ud，ab相電壓為2ud。此時(shí)，cb繞組與ab繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t6′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t7時(shí)刻，主控制器在該t7時(shí)刻同時(shí)向vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向vt6發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t6時(shí)刻到t7時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為2ud×t6′，從所述t7時(shí)刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)′。

上述磁鏈軌跡控制過程中，為了保證磁鏈軌跡為正六邊形，使得磁鏈軌跡接近圓形，磁場矢量方向與電壓矢量方向一致，則需要六個(gè)磁場矢量區(qū)間，即上述的磁場矢量ⅰ區(qū)間～磁場矢量?區(qū)間的磁鏈大小相同。根據(jù)上述分析可知，主控制器可通過控制六個(gè)磁場矢量的工作時(shí)間，只要保證t1′：t2′：t3′：t4′:t5′:t6′＝1：1：1：1：1：1，即可確保磁場矢量ⅰ區(qū)間～磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小相同，進(jìn)而確保磁鏈軌跡為正六邊形。

上述過程中，正六邊形磁鏈軌跡控制裝置正常工作時(shí)的電路拓?fù)淇蓞⒁妶D4，圖4為本發(fā)明一實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置正常工作時(shí)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

其次，正六邊形磁鏈軌跡控制裝置中部分開關(guān)管故障時(shí)，以與c相繞組相連的開關(guān)管故障為例，即所述vt1、所述vt2、所述vt3、所述vt4與所述vt7均未損壞，所述vt5與所述vt6中至少一個(gè)發(fā)生損壞，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(shí)長，以將所述三相永磁同步電機(jī)的磁鏈軌跡控制為正六邊形，包括：

磁場矢量ⅰ區(qū)間：所述主控制器在t1時(shí)刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，以使所述a相繞組與所述c相繞組導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)長為t1′，時(shí)間到達(dá)t2時(shí)刻，所述主控制器在所述t2時(shí)刻同時(shí)向所述vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)， 向所述vt1發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)；其中，所述為t1時(shí)刻為所述vt5與所述vt6中至少一個(gè)發(fā)生損壞的時(shí)刻；從所述t1時(shí)刻到所述t2時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)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，在vt5與所述vt6中至少一個(gè)發(fā)生損壞的t1時(shí)刻，由主控制器給vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，使得a相繞組與車載動(dòng)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。此時(shí)，ac繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t1′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t2時(shí)刻，主控制器在該t2時(shí)刻向vt2發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t1時(shí)刻到t2時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)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(shí)刻向所述vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t3時(shí)刻與所述t2時(shí)刻之間的時(shí)長為t2′；從所述t2時(shí)刻到所述t3時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t2′。

具體的，從t2時(shí)刻開始，b相繞組與車載動(dòng)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(shí)bc繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t2′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t3時(shí)刻，主控制器在該t3時(shí)刻向vt3發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t2時(shí)刻到t3時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅱ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t2′。

磁場矢量ⅲ區(qū)間：所述主控制器在t4時(shí)刻向所述vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t4時(shí)刻與所述t3時(shí)刻之間的時(shí)長為t3′；從所述t3時(shí)刻到所述t4時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為3ud×t3′。

具體的，從t3時(shí)刻開始，b相繞組與車載動(dòng)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(dòng)力電池的第二段的負(fù)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。此時(shí)bc繞組與ba繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t3′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t4時(shí)刻，主控制器在該t4時(shí)刻向vt2發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)。該過程中，即從t3時(shí)刻到t4時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為bc繞組、ba繞組與ca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?yàn)閎a繞組。因此，bc繞組、ba繞組與ca繞組相電壓合成的方向?yàn)閎a繞組。 因此，bc繞組、ba繞組與ca繞組相電壓的合成的方向?yàn)?imgfile="bda0000893330900000121.gif"wi="96"he="60"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>磁場矢量ⅲ區(qū)間的磁鏈大小為2×ud×t3′+ud×t3′＝3×ud×t3′。

磁場矢量ⅳ區(qū)間：所述主控制器在t5時(shí)刻同時(shí)向所述vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向所述vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t5時(shí)刻與所述t4時(shí)刻之間的時(shí)長為t4′；從所述t4時(shí)刻到所述t5時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t4′。

具體的，從t4時(shí)刻開始，c相繞組上的電位為0，a相繞組與車載動(dòng)力電池的第二段的負(fù)極接通，a相繞組上的電位為-ud，則ca相電壓為ud。此時(shí)ca繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t4′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t5時(shí)刻，主控制器在該t4時(shí)刻同時(shí)向vt3發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，向vt4發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t4時(shí)刻到t5時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅳ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t4′。

磁場矢量ⅴ區(qū)間：所述主控制器在t6時(shí)刻向所述vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)，所述t6時(shí)刻與所述t5時(shí)刻之間的時(shí)長為t5′；從所述t5時(shí)刻到所述t6時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t5′。

具體的，從t5時(shí)刻開始，c相繞組上的電位為0，b相繞組與車載動(dòng)力電池的第二段的負(fù)極接通，b相繞組上的電位為-ud，則cb相電壓為ud。此時(shí)，cb繞組導(dǎo)通。經(jīng)過t5′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t6時(shí)刻，主控制器在該t6時(shí)刻向vt1發(fā)送觸發(fā)開通信號(hào)。該過程中，即從t5時(shí)刻到t6時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為磁場矢量ⅴ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t5′。

磁場矢量ⅵ區(qū)間：所述主控制器在t7時(shí)刻向所述vt4發(fā)送觸發(fā)關(guān)斷信號(hào)，所述t7時(shí)刻與所述t6時(shí)刻之間的時(shí)長為t6′；從所述t6時(shí)刻到所述t7時(shí)刻，所述三相永磁同步電機(jī)的電壓為所述磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為ud×t6′，從所述t7時(shí)刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)。

具體的，從t6時(shí)刻開始，a相繞組與車載動(dòng)力電池的第一段的正極接通，a相繞組上的電位為ud，b相繞組與車載動(dòng)力電池的第二段的負(fù)極接通，b相繞組上的電位為-ud，c相繞組上的電位為0，則cb相電壓為ud，ab相電壓為2ud，ac相電壓為ud。此時(shí)cb繞組、ab繞組與ac繞組均導(dǎo)通。經(jīng)過t6′時(shí)長后，時(shí)間到達(dá)t7時(shí)刻，主控制器在該t7時(shí)刻向vt4發(fā)送觸發(fā) 關(guān)斷信號(hào)。該過程中，即從t6時(shí)刻到t7時(shí)刻，三相永磁同步電機(jī)的電壓為cb繞組、ab繞組與ac繞組相電壓的合成，則cb繞組與ac繞組的相電壓大小相等，合成方向?yàn)閍b繞組。因此，cb繞組、ab繞組與ac繞組相電壓合成的方向?yàn)閍b繞組。因此，cb繞組、ab繞組與ac繞組相電壓的合成的方向?yàn)?imgfile="bda0000893330900000131.gif"wi="102"he="59"img-content="drawing"img-format="gif"orientation="portrait"inline="no"/>磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小為2×ud×t6′+ud×t6′＝3×ud×t6′，從所述t7時(shí)刻開始，返回所述磁場矢量ⅰ區(qū)間，如此循環(huán)。。

上述磁鏈軌跡控制過程中，為了保證磁鏈軌跡為正六邊形，使得磁鏈軌跡接近圓形，磁場矢量方向與電壓矢量方向一致，則需要六個(gè)磁場矢量區(qū)間，即上述的磁場矢量ⅰ區(qū)間～磁場矢量?區(qū)間的磁鏈大小相同。根據(jù)上述分析可知，主控制器可通過控制六個(gè)磁場矢量的工作時(shí)間，只要保證t1′：t2′：t3′：t4′:t5′:t6′＝3：3：1：3：3：1，即可確保磁場矢量ⅰ區(qū)間～磁場矢量ⅵ區(qū)間的磁鏈大小相同，進(jìn)而確保磁鏈軌跡為正六邊形。

上述過程中，正六邊形磁鏈軌跡控制裝置正常工作時(shí)的電路拓?fù)淇蓞⒁妶D5，圖5為本發(fā)明一實(shí)施例提供的正六邊形磁鏈軌跡控制裝置c相繞組所接開關(guān)管故障時(shí)的工作電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

需要說明的是，雖然上述圖5所示實(shí)施例是以與c相繞組連接的開關(guān)管故障為例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，然而，由于三相永磁同步電機(jī)的各個(gè)繞組對稱分布，因此，當(dāng)與a相繞組相連的開關(guān)管故障，或者，與b相繞組相連的開關(guān)管故障時(shí)，圖5所示方案也同樣適用，只需要將故障的開關(guān)管與c相故障時(shí)為例時(shí)的開關(guān)管對應(yīng)的進(jìn)行等效替換，即可以認(rèn)為此時(shí)發(fā)生故障的就是等效為所舉例的c相，真正的c相等效為發(fā)生故障的對應(yīng)相,但對應(yīng)的開關(guān)管名字發(fā)生對應(yīng)變化即可。

由上述可知，相較于現(xiàn)有的通過矢量坐標(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(jìn)行控制的方法中，與某個(gè)相位連接的開關(guān)管故障時(shí)，根據(jù)原先的電壓空間矢量控制不能實(shí)現(xiàn)對三相永磁同步電機(jī)預(yù)先的控制，本發(fā)明實(shí)施例提供的磁鏈軌跡控制方法，與某個(gè)相位連接的開關(guān)管故障時(shí)，可通過調(diào)整各個(gè)繞組導(dǎo)通的時(shí)長來對磁鏈軌跡進(jìn)行控制，使得磁鏈軌跡為正六邊形，增大對三相永磁同步電機(jī)定子磁鏈軌跡的控制能力，從而減少電動(dòng)汽車行車中的故障，杜絕安全事故的發(fā)生。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述各方法實(shí)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(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述各方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)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(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)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(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)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(shí)施例技術(shù)方案的范圍。