一種永磁電機(jī)線圈切換調(diào)速方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電機(jī)調(diào)速技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種永磁電機(jī)線圈切換調(diào)速方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的日益發(fā)展和科技水平的逐漸提高，調(diào)速電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣 泛，對(duì)調(diào)速電機(jī)的調(diào)速范圍要求也越來(lái)越高。同時(shí)對(duì)降低電機(jī)體積、重量及成本的要求也越 來(lái)越高，要求電機(jī)能在一定體積、重量及成本的條件下，實(shí)現(xiàn)更寬的調(diào)速范圍。
[0003] 在洗衣機(jī)領(lǐng)域，洗衣機(jī)在洗涂的時(shí)候轉(zhuǎn)速低，力矩大，脫水的時(shí)候轉(zhuǎn)速高，力矩小。 在設(shè)計(jì)時(shí)，要滿足低速電機(jī)輸出力矩要求，就要提高電機(jī)的力矩系數(shù);高速時(shí)，輸入電壓限 審IJ，須降低電機(jī)的反電勢(shì)系數(shù)。而電機(jī)的反電勢(shì)系數(shù)與力矩系數(shù)又是成正比關(guān)系，需改變電 機(jī)本身特性才能滿足調(diào)速要求。
[0004] 由于調(diào)速電機(jī)的廣泛應(yīng)用，各行業(yè)領(lǐng)域?qū)φ{(diào)速電機(jī)的調(diào)速范圍也越來(lái)越高。目前 電機(jī)行業(yè)廣泛應(yīng)用的調(diào)壓調(diào)速、變頻調(diào)速、弱磁調(diào)速等方法為我們提供了較寬的調(diào)速需求。 但是針對(duì)于W上幾種調(diào)速方法應(yīng)用受限制的情況，仍不能滿足調(diào)速范圍，所W我們就需要 一種調(diào)速范圍更寬的調(diào)速方法或者一種能夠聯(lián)合W上幾種調(diào)速方法同時(shí)進(jìn)行并拓寬調(diào)速 范圍的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種永磁電機(jī)線圈切換調(diào)速方法，拓寬了調(diào)速范圍，使得 洗衣機(jī)電機(jī)在相同轉(zhuǎn)速、力矩要求的情況下可W做得更小、更輕。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明 采用了W下技術(shù)方案：
[0006] -種永磁電機(jī)線圈切換調(diào)速方法，包括W下步驟:在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)之間加入 切換電路，所述切換電路包括多個(gè)切換開(kāi)關(guān);將電機(jī)定子線圈引出多個(gè)抽頭與所述切換開(kāi) 關(guān)相連，通過(guò)切換開(kāi)關(guān)改變繞組連接方式后將=相電傳給電機(jī)，所述繞組連接方式包括星 形連接和=角形連接，所述星形連接和=角形連接分別包括由多個(gè)定子線圈串聯(lián)或并聯(lián)或 串并聯(lián)結(jié)合構(gòu)成的低速檔和高速檔，所述高速檔通過(guò)在所述低速檔的基礎(chǔ)上增加每組并聯(lián) 支路數(shù)構(gòu)成。
[0007] 所述電機(jī)定子線圈平均分為=組，所述切換開(kāi)關(guān)包括單控開(kāi)關(guān)和雙控開(kāi)關(guān)，相鄰 組線圈之間設(shè)有一單控開(kāi)關(guān)，每組線圈均通過(guò)一雙控開(kāi)關(guān)與另外兩組線圈相連。
[000引所述定子線圈平均分為=組，所述星形連接或=角形連接通過(guò)=組線圈連接構(gòu) 成，低速檔時(shí)，每組線圈采用相互串聯(lián)構(gòu)成，高速檔時(shí)，每組線圈采用并聯(lián)或串并聯(lián)相結(jié)合 連接構(gòu)成
[0009]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明所述永磁電機(jī)線圈切換調(diào)速方法，可獨(dú)立有級(jí)調(diào)速， 也可W基于變頻、調(diào)壓、弱磁等調(diào)速方法基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更大調(diào)速范圍的無(wú)級(jí)調(diào)速。使得永磁電 機(jī)在滿足更寬調(diào)速范圍的同時(shí)，減小了永磁電機(jī)的體積，從而大大降低了電機(jī)的生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1是本發(fā)明低速檔時(shí)的仿真特性曲線圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明高速檔時(shí)的仿真特性曲線圖；
[0012] 圖3是本發(fā)明的切換控制框圖；
[OOK]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中低速檔向高速檔切換時(shí)示意圖；
[0014] 圖5是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的切換開(kāi)關(guān)切換為低速檔時(shí)的控制電路圖；
[0015] 圖6是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的切換開(kāi)關(guān)切換為高速檔時(shí)的控制電路圖；
[0016] 圖7是本發(fā)明定子線圈為12時(shí)的星形連接方式中低速時(shí)的連接示意圖；
[0017] 圖8是本發(fā)明定子線圈為12時(shí)的星形連接方式中高速時(shí)的一種連接示意圖；
[0018] 圖9是本發(fā)明定子線圈為12時(shí)的星形連接方式中高速時(shí)的另一種連接示意圖；
[0019] 圖10是本發(fā)明定子線圈為12時(shí)的S角形連接方式中低速時(shí)的連接示意圖；
[0020] 圖11是本發(fā)明定子線圈為12時(shí)的=角形連接方式中高速時(shí)的一種連接示意圖；
[0021] 圖12是本發(fā)明定子線圈為12時(shí)的=角形連接方式中高速時(shí)的另一種連接示意圖。
[0022] 圖13是本發(fā)明的實(shí)施例同步永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明：
[0024] 如圖1~13所示，本實(shí)施例的永磁電機(jī)線圈切換調(diào)速方法，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)之 間加入切換電路，所述切換電路由多個(gè)切換開(kāi)關(guān)組成;將電機(jī)定子線圈引出多個(gè)抽頭與所 述切換開(kāi)關(guān)相連，通過(guò)切換開(kāi)關(guān)改變繞組連接方式后將=相電傳給電機(jī)，所述繞組連接方 式包括星形連接和=角形連接，所述星形連接和=角形連接分別包括由多個(gè)定子線圈串聯(lián) 或并聯(lián)或串并聯(lián)結(jié)合構(gòu)成的低速檔和高速檔，所述高速檔通過(guò)在所述低速檔的基礎(chǔ)上增加 每組并聯(lián)支路數(shù)構(gòu)成。在本實(shí)施例中，所述星形連接和=角形連接包括由多個(gè)定子線圈串 聯(lián)構(gòu)成的低速檔W及由多個(gè)定子線圈并聯(lián)構(gòu)成的高速檔。
[0025] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明首先從基本物理學(xué)原理進(jìn)行了分析。根據(jù)法拉第定律，電 動(dòng)勢(shì)E = d4/dt,即磁通量隨時(shí)間的變化率，而4 = nBS(n是線圈串聯(lián)應(yīng)數(shù);S是磁通量通過(guò)閉 合線圈的面積）。
[0026] 若導(dǎo)線在化時(shí)間內(nèi)垂直于導(dǎo)線的位移為加，則閉合回路的一部分導(dǎo)線切割磁感線 時(shí)，E = d(BS)Alt = BdS/dt = B(KLD)Alt =化郵Mt = BLV,得到公式（1)。同理，根據(jù)安培力公 式可得到公式(2)。
[0027] E = nBLV (1)
[002引 F = nBIL (2)
[0029] 上述公式中：E:相反電動(dòng)勢(shì)，即導(dǎo)體切割磁力線所產(chǎn)生的電壓;n:線圈串聯(lián)應(yīng)數(shù)； B:磁場(chǎng)強(qiáng)度;U導(dǎo)體長(zhǎng)度;V:導(dǎo)體切割磁力線的速度;F:帶電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中所受的力；I:導(dǎo) 體中所通過(guò)的電流。
[0030] 從公式（1)可W看出，電機(jī)運(yùn)行速度V在n、B、L運(yùn)=個(gè)物理參數(shù)不變的情況下，受電 壓限制。但要提高輸出力矩，須增大n、B、I、L四個(gè)參數(shù)。
[0031] 本發(fā)明所述串、并聯(lián)繞組切換的方法，是通過(guò)降低定子線圈串聯(lián)應(yīng)數(shù)n，來(lái)擴(kuò)大轉(zhuǎn) 速范圍。且降低串聯(lián)應(yīng)數(shù)，增加并聯(lián)支路數(shù)，可增大電機(jī)可承受的最大相電流，不影響電機(jī) 輸出力矩要求。
[0032]星形連接一-S角形連接切換，則是從兩種連接線電壓與線電流的不同來(lái)作轉(zhuǎn)速 調(diào)整。
[00削星形連接：％ =:禪麵;4 = ?
[0034] S角形連接：Ol二0積％ =與拓
[0035] 上述公式中，化:線電壓;UP:相電壓；IL:線電流;IP:相電流。S角形連接比星形連 接電壓需求下降yi倍，也能起到串、并聯(lián)繞組切換同要的效果。且線電流增大^!>倍，相電 流不會(huì)變，不影響電機(jī)負(fù)載能力。
[0036] 每相電樞繞組由多個(gè)定子線圈串聯(lián)或并聯(lián)組成，對(duì)于一個(gè)齒槽配合已確定的電 機(jī)，定子線圈的總個(gè)數(shù)是相同的。但不同的并聯(lián)支路數(shù)會(huì)產(chǎn)生不同的機(jī)械特性，且=相的連 接方式不