具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

参照图1，本实施例公开的一种汽车电子水泵永磁同步电机的无感控制电路，包括永磁同步电机1，还包括以下模块：

一个三相电路处理模块2；所述的三相电路处理模块2的输入端与空间矢量调制模块8连接，将空间矢量调制模块8生成的三相电机电压信号的脉宽调制信号转换成三相电机交流电输出三相电流ia、ib 以及ic，从而使电机达到相应的转速和转矩；

一个Clarke正变换模块3； 所述Clarke正变换模块3的输入端与三相电路处理模块2的两相输出电流ia、ib连接；

一个Park正变换模块4-1和Park逆变换模块4-2；

一个角度与速度估算器模块5；

三个PI比例积分控制器模块6；

一个通过标定的数值提供电流Id的目标值ID的电流参考点7；

以及一个空间矢量调制模块8；

其中，所述Clarke正变换模块3的输出端与Park正变换模块4-1的输入端连接，实现由Clarke正变换模块3采集得到的两相输出电流ia、ib，计算第三相交流电，然后把以定子为参考的三轴二维坐标系移动到双轴α-β坐标系统上，并保持同样参考，获得输出双轴系统上的iα和iβ并作为Park正变换模块4-1的输入信号；所述Park正变换模块4-1能够根据Clarke正变换模块3变换后的iα和iβ, 将双轴α-β正交坐标系统变换到与转子磁通一起旋转的另一个双轴d-q坐标系统，然后输出id和iq，并与角度与速度估算器模块5、PI比例积分控制器模块6以及ID电流参考点7连接提供输入；所述电流参考点7与第一PI比例积分控制器模块6-1连接，所述的Park逆变换模块4-2的输入端与第一PI比例积分控制器模块6-1以及第二PI比例积分控制器模块6-2连接，将两个PI比例积分控制器模块6输出的旋转d-q坐标轴的Vd, Vq变换到双轴α-β正交坐标系统，然后输出Vα及Vβ作为空间矢量调制模块8的输入，所述第二PI比例积分控制器模块6-2通过第三比例积分控制器模块6-3获取角度与速度估算器模块5的输出，计算误差并根据误差修正控制量，输出Vd, Vq；所述的空间矢量调制模块8通过Park逆变换模块4-2输出的Vα及Vβ生成三相电机电压信号的脉宽调制信号，将三个彼此相差120度相位的三个相电压，作为三相电路处理模块2的输入。

作为优选，三个PI比例积分控制器模块6相互依赖，其中第三比例积分控制器模块6-3作为外环控制转速，第二PI比例积分控制器模块6-2模块以及第一PI比例积分控制器模块作为两个内环控制电机电流id和iq，id对应磁通，iq对应电机扭矩。

作为优选，所述的三相电路处理模块2包含有依次连接的三相桥式整流器、逆变器、采集和保护电路模块。

在本实施例中 Clarke正变换模块的结构如图3所示，该模块功能是根据三相电路处理模块2采集的两相交流电，根据以下公式:

计算第三相交流电ic的值，然后把以定子为参考的三轴二维坐标系移动到双轴α-β坐标系统上，如下图2所示，保持同样参考，输出双轴系统上的iα和iβ，并作为Park正变换模块4-1的输入的功能；

在本实施例中Park正变换模块4-1的结构如图4所以，功能是根据模块3变换后的iα和iβ, 将双轴α-β正交坐标系统变换到与转子磁通一起旋转的另一个双轴d-q坐标系统，如图5所示，然后根据以下公式：

输出id和iq 的值（θ代表转子角度 ），给角度与速度估算器模块5、PI比例积分控制器模块6以及ID电流参考点7提供输入；

在本实施例中Park逆变换模块4-2的结构如图6所示，其功能是将PI比例积分控制器模块6输出的旋转d-q坐标轴的Vd, Vq变换到双轴α-β正交坐标系统，如图7所示，然后根据以下公式：

计算输出Vα及Vβ的值，作为空间矢量调制模块8的输入。

本实施例还公开了一种汽车电子水泵永磁同步电机的无感控制方法，包括采用权利要求1所述的一种汽车电子水泵永磁同步电机的无感控制电路，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、通过测量永磁同步电机1定子电流ia值和ib值，然后根据ia + ib + ic = 0的公式计算出ic的值；

S2、通过测量的ia值和ib值以及计算的ic值提供获得iα和iβ的变量，并从定子的角度看，iα值和iβ值是随时间变化的正交电流值，最终将三相电流转换到静止双轴系统；

S3、使用在控制环最后一次迭代时计算的变换角度旋转静止双轴坐标系，并以与转子磁通对准，并通过iα值和 iβ值提供id和iq变量，由于值id和iq是变换到旋转坐标系的正交电流，因此对于稳态条件来说，id值和iq值是恒定；

S4、因此通过id和iq形成误差信号，并根据各自的参考值将误差信号输入到PI比例积分控制器模块6，然后由PI比例积分控制器模块6的输出提供vd值和vq值，然后将获得vd值和vq值施加到永磁同步电机1的电压向量上；

S5、通过位置估算观测器使用vα、vβ、iα和iβ来估算新的变换角度，这一新角度将指导FOC算法确定放置下一个vd值和vq值电压向量的位置；

S6、使用新的角度将来自PI比例积分控制器模块6的vd和vq输出值旋转回静止参考坐标系，并将获得的计算数据作为下一个正交电压值vα 和vβ；

S7、将vα和vβ值变换回三相值va、vb和vc，然后利用三相电压值计算生成所需电压向量所用的全新PWM占空比值。

其中θ代表转子角度。

在本实施例中：在步骤S5中的位置估算观测器为龙伯格观测器，龙伯格观测器是一种用于在已知输入和输出时确定线性系统的内部状态。

下面说明了用于BEMF功能的降阶龙伯格观测器的实现，BEMF向量位置是通过来自BEMF分量的arctan()运算找到的，BEMF分量来自龙伯格观测器内部状态变量。现在可以找到磁通向量位置，因为其位置比BEMF滞 后90°，速度是通过位置导数获得的。这需要通过大量滤波来提供理想的结果，可以使用四阶滤波器，即一阶FIR滤波器（移动平均）后跟三个相等的一阶IIR滤波器，降阶龙伯格观测器可针对稳态和动态操作条件提供理想的结果，BEMF为反向感应电动势，其中降阶龙伯格观测器的离散实现由以下公式表示

利用以下公式计算BEMF估算值；

其中：

——假想的内部状态变量，不表示α-β参考坐标系中的物理参数。

——α-β参考坐标系中的BEMF状态变量。

Tc——观测器计算的阶跃时间。通常为控制环周期。

Rs——电机的每相定子电阻。

Ls——电机的每相同步电感。

ω——电机的电气速度，单位为rad/s。

0 < ℎ < 1（任意值，其值决定了系统动态值）；

通过本发明实现以下技术效果：

1、通过无感控制方案降低了电子水泵中永磁同步电机系统的成本和结构的复杂性。

2、采用降阶龙伯格观测器实现了永磁同步电机转子的位置估算，实现转子位置反馈可控，提高了估算位置精度，提高了永磁同步电机的运行平稳性和系统可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。