[发明专利]一种基于永磁同步电机绕组切换装置的切换控制方法

摘要

本发明提供一种基于永磁同步电机绕组切换装置的切换控制方法，永磁同步电机绕组切换装置具有n套绕组，同时对应n个主回路单元，通过4n‑4个开关共同作用，实现n套绕组的串并联切换。绕组串联运行，若转速达到切换条件，绕组由串联切换至并联；绕组并联运行，若转速达到切换条件，电压减小，直至满足电压切换条件，绕组由并联切换至串联。本发明具有如下特点：降低了切换系统的成本，提高了切换系统的可靠性；提高电机运行效率，扩展了电机的调速范围，并且使主回路容量的需求减小；提出了切换转速的选取原则；提出了一种减少切换过程中暂态冲击电流的切换控制方法。 1

主权项

1.一种基于永磁同步电机绕组切换装置的切换控制方法，其特征在于：永磁同步电机绕组切换装置包括n个主回路单元、n套绕组和4n‑4个开关，其中n≥2；令i＝1,2,3，…n；第i个主回路单元包括第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)、第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)、第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)、第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)、第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)和第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)；第i套绕组由绕组Ai、绕组Bi和绕组Ci采用星型接法的连接而成；所述第i个主回路单元具有五个端子，即a1i端、a2i端、a3i端、a4i端、a5i端；每个主回路单元均对应一个电动势为UDC/n的电源；第i个电源的正极为b1i端，负极为b2i端；所述第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的集电极连接a1i端，其发射极连接第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极；所述第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的发射极连接a2i端；所述第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的集电极连接a1i端，其发射极连接第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极；所述第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的发射极连接a2i端；所述第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的集电极连接a1i端；其发射极连接第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极；所述第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的发射极连接a2i端；所述a3i端位于第1i绝缘栅双极晶体管(V1i)的发射极与第4i绝缘栅双极晶体管(V4i)的集电极之间；所述a4i端位于第3i绝缘栅双极晶体管(V3i)的发射极与第6i绝缘栅双极晶体管(V6i)的集电极之间；所述a5i端位于第5i绝缘栅双极晶体管(V5i)的发射极与第2i绝缘栅双极晶体管(V2i)的集电极之间；所述绕组Ai的一端连接a3i端；所述绕组Bi的一端连接a4i端；所述绕组Ci的一端连接a5i端；所述4n‑4个开关包括第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、……第4n‑4开关(S4n‑4)；所述第一开关(S1)的两端分别连接a21端和b21端；所述第二开关(S2)的两端分别连接a12端和b12端；所述第三开关(S3)的两端分别连接a21端和a2n端；所述第四开关(S4)的两端分别连接a11端和a12端；所述第五开关(S5)的两端分别连接a22端和b22端；所述第六开关(S6)的两端分别连接a13端和b13端；所述第七开关(S7)的两端分别连接a22端和a2n端；所述第八开关(S8)的两端分别连接a11端和a13端；……所述第4n‑7开关(S4n‑7)的两端分别连接a2(n‑1)端和b2(n‑1)端；所述第4n‑6开关(S4n‑6)的两端分别连接a1n端和b1n端；所述第4n‑5开关(S4n‑5)的两端分别连接a2(n‑1)端和a2n端；所述第4n‑4开关(S4n‑4)的两端分别连接a11端和a1n端；所述a11端与b11端连接；所述a2n端b2n端连接；所述b21端与b12端连接；所述b22端与b13端连接；……所述b2(n‑1)端与b1n端连接；每个绝缘栅双极晶体管的基极均连接PWM信号控制器，即脉宽调制器；所述PWM信号控制器给予每个绝缘栅双极晶体管驱动信号；基于上述永磁同步电机绕组切换装置的控制方法，即绕组串并联的切换控制方法；当绕组串联运行，若转速变化直至转速m≥m1时，绕组由串联切换至并联；当绕组并联运行，若转速满足m≤m2，调节电压至u≤u切时，绕组由并联切换到串联；其中m1为绕组由串联切换至并联的转速切换条件，m2为绕组由并联切换至串联的转速切换条件；u切为电压切换条件。