[发明专利]一种直流电机定子通电切换接线控制系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种直流电机定子通电切换接线控制系统及控制方法，其控制系统包括三相电机定子绕组，三相电机定子绕组包括U、V、W相线圈绕组，U、V、W相线圈绕组之间为星型连接，U相线圈绕组、V相线圈绕组和W相线圈绕组均包括i组等分的线圈绕组，U相线圈绕组的出线端、V相线圈绕组的出线端和W相线圈绕组的出线端与外部电源之间设置有第一切换回路，U相线圈绕组的中端、V相线圈绕组的中端和W相线圈绕组的中端与外部电源之间设置有第二切换回路，第一、二切换回路上分别设置有切换开关。本发明通过切换定子的通电位置，实现电机性能的切换，使其能同时满足不同工况下的高效运行状态，以此实现电机更大化利用，达到节能降成本效果。

技术领域

本发明涉及直流电机技术领域，具体涉及一种直流电机定子通电切换接线控制系统及控制方法。

背景技术

随着国家对节能减排的重视，越来越多节能高效的直流电机替代原本高耗低效的交流电机运用于各行各业。三相直流电机传统星型接法如图1和图2所示，U、V、W为电源输入端，U相包括线圈U1、U2、U3、U4，V相包括线圈V1、V2、V3、V4，W相包括线圈W1、W2、W3、W4，传统绕线通电分别为U1→U2→U3→U4，V1→V2→V3→V4,W1→W2→W3→W4顺序到达中性点，完成定子通电结构。

传统直流电机定子一旦成品性能也就确定，某些行业要求电机能高速或低速等切换运行，但当直流电机运行在差距较大工况转速时，电机无法同时维持高效状态，运行效率明显下降，运行不经济；甚至有些电机无法同时满足高速或低速等要求，需要更换不同电机。例如，洗衣机在洗涤时需要电机低速大扭矩，脱水时需要电机高速小扭矩，电机设计一般以洗涤条件优先，脱水时电机效率明显下降。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种直流电机定子通电切换接线控制系统，包括三相电机定子绕组，所述三相电机定子绕组包括U相线圈绕组、V相线圈绕组和W相线圈绕组，所述U相线圈绕组、V相线圈绕组和W相线圈绕组之间为星型连接，所述U相线圈绕组、所述V相线圈绕组和所述W相线圈绕组均包括i组等分的线圈绕组，所述U相线圈绕组的出线端、所述V相线圈绕组的出线端和所述W相线圈绕组的出线端与外部电源之间设置有第一切换回路，所述U相线圈绕组的中端、所述V相线圈绕组的中端和所述W相线圈绕组的中端与外部电源之间设置有第二切换回路，所述第一切换回路和所述第二切换回路上分别设置有切换开关。

本发明进一步设置为所述U相线圈绕组、V相线圈绕组和W相线圈绕组上的线圈绕组均依次串联。

本发明进一步设置为所述U相线圈绕组、V相线圈绕组和W相线圈绕组均被中端分为第一通电绕组和第二通电绕组，所述第一通电绕组上的线圈绕组之间对称设置，所述第二通电绕组上的线圈绕组之间对称设置。

本发明进一步设置为所述线圈绕组的组数i至少为2组，且组数i为2的整数倍。

本发明进一步设置为所述切换开关为继电器或接触器。

本发明进一步设置为所述第一切换回路和所述第二切换回路采用独立的切换开关，所述第一切换回路上的切换开关和所述第二切换回路上的切换开关互锁。

本发明进一步设置为所述第一切换回路和所述第二切换回路采用同一个切换开关，所述第一切换回路和所述第二切换回路分别连接切换开关的常开触点和常闭触点。

本发明进一步设置为还包括控制器、切换开关控制电路、信号采集电路和信号处理电路，所述信号采集电路的输出端与所述信号处理电路的输入端连接，所述信号处理电路的输出端与所述控制器的输入端连接，所述控制器的输出端与所述切换开关控制电路的输入端连接，所述切换开关控制电路的输出端连接所述切换开关来控制所述第一切换回路和所述第二切换回路的通断。

本发明进一步设置为所述信号采集电路采集电流信号、电压信号和电机转速信号中的至少一种。