CN108282128A - 永磁同步电机定子绕组的切换装置、方法及永磁同步电机 - Google Patents

永磁同步电机定子绕组的切换装置、方法及永磁同步电机 Download PDF

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CN108282128A CN201810004772.0A CN201810004772A CN108282128A CN 108282128 A CN108282128 A CN 108282128A CN 201810004772 A CN201810004772 A CN 201810004772A CN 108282128 A CN108282128 A CN 108282128A
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Abstract

本发明提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换装置、永磁同步电机定子绕组的切换方法、切换***、永磁同步电机、计算机设备及计算机可读存储介质，其中切换装置包括：定子绕组；第一切换开关模块，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组的第一端连接，用于在永磁同步电机转速低于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速高于转速切换点时断开，以使定子绕组呈现星型连接；第二切换开关模块，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组的第二端连接，用于在永磁同步电机转速高于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速低于转速切换点时断开，以使定子绕组呈现三角型连接，提高了压缩机全速度范围的效率。

Description

永磁同步电机定子绕组的切换装置、方法及永磁同步电机
技术领域
本发明涉及永磁同步电机技术领域，具体而言，涉及一种永磁同步电机定子绕组的切换装置、永磁同步电机定子绕组的切换方法、切换***、永磁同步电机、计算机设备及计算机可读存储介质。
背景技术
压缩机电机的效率和速度为单一峰值的曲线，很难兼顾高速区和低速区的效率，比如，当其反电势设计较大时，往往有利于低速区的效率提升，但此时电机较早进入弱磁，高速区效率下降。反之，当其反电势设计较小，往往有利于高速区的效率提升，但是在低速区效率下降。而电机本身无法通过在线的手段进行修改，该矛盾已成为制约电机***全范围效率进一步提升的重要因素。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的一个方面在于提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换装置。
本发明的另一个方面在于提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换方法。
本发明的再一个方面在于提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换***。
本发明的再一个方面在于提出了一种永磁同步电机。
本发明的又一个方面在于提出了一种计算机设备。
本发明的又一个方面在于提出了一种计算机可读存储介质。
有鉴于此，根据本发明的一个方面，提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换装置，装置包括：定子绕组；第一切换开关模块，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组的第一端连接，用于在永磁同步电机转速低于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速高于转速切换点时断开，以使定子绕组呈现星型连接；第二切换开关模块，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组的第二端连接，用于在永磁同步电机转速高于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速低于转速切换点时断开，以使定子绕组呈现三角型连接。
本发明提供的永磁同步电机定子绕组的切换装置，永磁同步电机的定子绕组采用可切换设计，在低速时为星型接法，在高速时切换为三角型接法。星型接法和三角型接法之间的切换通过在压缩机的电控板上增设切换开关模块在线实现，不影响压缩机原有的上层控制逻辑。一部分切换开关模块与另一部分切换开关模块的控制互补，实现星型或者三角型的接法。压缩机启动时，部分切换开关模块闭合，另一部分断开，使绕组呈星型接法，当转速大于设计的转速切换点后，使原闭合的切换开关模块断开，原断开的切换开关模块闭合，使绕组呈三角型接法，缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。
根据本发明的上述永磁同步电机定子绕组的切换装置，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，还包括：控制驱动模块，分别与第一切换开关模块和第二切换开关模块连接，用于根据永磁同步电机转速以脉宽调制方式分别向第一切换开关模块和/或第二切换开关模块发出驱动脉冲信号，以驱动第一切换开关模块和/或第二切换开关模块的闭合或断开。
在该技术方案中，在由星型接法切换至三角型接法或由三角型接法切换至星型接法的过渡过程中，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)控制的方式来断开和闭合，减小导通或关断的电流或电压冲击，使得切换过程更加平滑可靠。PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定。
在上述任一技术方案中，优选地，定子绕组的第一端包括第一主端子、第二主端子、第三主端子，定子绕组的第二端包括第一副端子、第二副端子、第三副端子；第一切换开关模块包括第一开关、第二开关，第二切换开关模块包括第三开关、第四开关、第五开关；第一开关连接于第一副端子和第二副端子之间，第二开关连接于所述第二副端子和第三副端子之间；第三开关连接于所述第一主端子和第二副端子之间，第四开关连接于第二主端子和第三副端子之间，第五开关连接于第三主端子和第一副端子之间。
在该技术方案中，电机定子绕组采用可切换设计，抽出六个抽头，即六个端子，分别为第一主端子、第二主端子、第三主端子、第一副端子、第二副端子、第三副端子。星型接法和三角型接法的切换通过增加5个开关实现，其中2个构成第一切换开关模块，与副端子连接，采用相同的驱动脉冲信号，负责接通星型连接。另外3个构成第二切换开关模块，与主端子连接，采用相同的驱动脉冲信号，负责接通三角型连接。其中，开关选用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)，SiC(Silicon Carbide，碳化硅)等导通压降小、可双向导流的半导体器件。在设计的低速区，驱动第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，定子绕组呈星型接法。在设计高速区，驱动第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，电机绕组呈三角型接法。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：逆变器，逆变器的三相输出分别与第一主端子、第二主端子、第三主端子相连接；在定子绕组由星型连接切换为三角型连接或者由三角型连接切换为星型连接的切换过程中逆变器输出零矢量。
在该技术方案中，在切换的过渡过程中，主逆变器输出零矢量，定子绕组处于自然续流的状态，无输出反向电压的风险。
根据本发明的另一个方面，提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换方法，用于如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换装置，方法包括：在永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使定子绕组呈现星型连接；获取永磁同步电机的转速；在转速高于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使定子绕组由星型连接切换至三角型连接。
本发明提供的永磁同步电机定子绕组的切换方法，压缩机启动时，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
根据本发明的上述永磁同步电机定子绕组的切换方法，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，在控制第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合之后，还包括：在转速低于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合以及第二切换开关模块断开，以使定子绕组由三角型连接切换至星型连接。
在该技术方案中，当转速重新小于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组由三角型接法切换为星型接法。实现在低速时为星型接法，在高速时切换为三角型接法，缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾。并且在切换过程中，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，逐渐使***平衡在新的状态。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：在切换至三角型连接或者切换至星型连接的切换过程完成后，根据切换时间和星型连接与三角型连接之间的相差对矢量控制定向角进行补偿。
在该技术方案中，在切换过渡过程中，各调节参数暂停更新。在每次切换过程结束之后，矢量控制定向角根据切换时间和星三角之间的相差进行补偿得到新的值，以及调节参数按照星/三角折算，重新开始控制更新，实现参数的及时、准确地更新。
在上述任一技术方案中，优选地，驱动第一切换开关模块的脉冲信号与驱动第二切换开关模块的脉冲信号之间信号互补。
在该技术方案中，在过渡过程中，第一切换开关模块和第二切换开关模块的驱动信号始终互补，实现星型或者三角型的接法。
根据本发明的再一个方面，提出了一种永磁同步电机定子绕组的切换***，用于如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换装置，***包括：切换单元，用于在永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使定子绕组呈现星型连接；获取单元，用于获取永磁同步电机的转速；切换单元，还用于在转速高于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使定子绕组由所述星型连接切换至三角型连接。
本发明提供的永磁同步电机定子绕组的切换***，在压缩机启动时，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
根据本发明的上述永磁同步电机定子绕组的切换***，还可以具有以下技术特征：
在上述技术方案中，优选地，切换单元，还用于在控制第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合之后，在转速低于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合以及第二切换开关模块断开，以使定子绕组由所述三角型连接切换至星型连接。
在该技术方案中，当转速重新小于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组由三角型接法切换为星型接法。实现在低速时为星型接法，在高速时切换为三角型接法，缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾。并且在切换过程中，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，逐渐使***平衡在新的状态。
在上述任一技术方案中，优选地，还包括：补偿单元，用于在切换至三角型连接或者切换至星型连接的切换过程完成后，根据切换时间和星型连接与三角型连接之间的相差对矢量控制定向角进行补偿。
在该技术方案中，在每次切换过程结束之后，矢量控制定向角根据切换时间和星三角之间的相差进行补偿得到新的值，以及调节参数按照星/三角折算，重新开始控制更新，实现参数的及时、准确地更新。
在上述任一技术方案中，优选地，驱动第一切换开关模块的脉冲信号与驱动第二切换开关模块的脉冲信号之间信号互补。
在该技术方案中，在过渡过程中，第一切换开关模块和第二切换开关模块的驱动信号始终互补，实现星型或者三角型的接法。
根据本发明的再一个方面，提出了一种永磁同步电机，包括上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换***。
本发明提供的永磁同步电机，包括上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换***，能够实现永磁同步电机定子绕组的切换***的技术效果，不再赘述。
根据本发明的又一个方面，提出了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换方法的步骤。
本发明提供的计算机设备，处理器执行计算机程序时实现在压缩机启动时，控制第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，控制第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
根据本发明的又一个方面，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换方法的步骤。
本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现在压缩机启动时，控制第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，控制第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了本发明的一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换装置的结构示意图；
图2示出了本发明的另一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换装置的结构示意图；
图3示出了本发明的一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换方法的流程示意图；
图4示出了本发明的另一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换方法的流程示意图；
图5示出了本发明的一个具体实施例的定子绕组切换过程的电流波形示意图；
图6示出了本发明的一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换***的示意框图；
图7示出了本发明的另一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换***的示意框图；
图8示出了本发明的一个实施例的计算机设备的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。
本发明第一方面的实施例，提出一种永磁同步电机定子绕组的切换装置，图1示出了本发明的一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换装置的结构示意图。其中，该装置包括：
定子绕组10；
第一切换开关模块12，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组10的第一端连接，用于在永磁同步电机转速低于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速高于转速切换点时断开，以使定子绕组10呈现星型连接；
第二切换开关模块14，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组10的第二端连接，用于在永磁同步电机转速高于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速低于转速切换点时断开，以使定子绕组10呈现三角型连接。
本发明提供的永磁同步电机定子绕组的切换装置，永磁同步电机的定子绕组10采用可切换设计，在低速时为星型接法，在高速时切换为三角型接法。星型接法和三角型接法之间的切换通过在压缩机的电控板上增设切换开关模块在线实现，不影响压缩机原有的上层控制逻辑。一部分切换开关模块与另一部分切换开关模块的控制互补，实现星型或者三角型的接法。压缩机启动时，部分切换开关模块闭合，另一部分断开，使定子绕组10呈星型接法，当转速大于设计的转速切换点后，使原闭合的切换开关模块断开，原断开的切换开关模块闭合，使定子绕组10呈三角型接法，缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。
图2示出了本发明的另一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换装置的结构示意图。其中，该装置包括：
定子绕组10；
第一切换开关模块12，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组10的第一端连接，用于在永磁同步电机转速低于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速高于转速切换点时断开，以使定子绕组10呈现星型连接；
第二切换开关模块14，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与定子绕组10的第二端连接，用于在永磁同步电机转速高于转速切换点时闭合，以及在永磁同步电机转速低于转速切换点时断开，以使定子绕组10呈现三角型连接；
控制驱动模块16，分别与第一切换开关模块12和第二切换开关模块14连接，用于根据永磁同步电机转速以脉宽调制方式分别向第一切换开关模块12和/或第二切换开关模块14发出驱动脉冲信号，以驱动第一切换开关模块12和/或第二切换开关模块14的闭合或断开；
其中，定子绕组10的第一端包括第一主端子a、第二主端子b、第三主端子c，定子绕组的第二端包括第一副端子a’、第二副端子b’、第三副端子c’；第一切换开关模块12包括第一开关N1、第二开关N2，第二切换开关模块14包括第三开关N3、第四开关N4、第五开关N5；第一开关N1连接于第一副端子a’和第二副端子b’之间，第二开关N2连接于第二副端子b’和第三副端子c’之间；第三开关N3连接于第一主端子a和第二副端子b’之间，第四开关N4连接于第二主端子b和第三副端子c’之间，第五开关N5连接于第三主端子c和第一副端子a’之间；
还包括：逆变器18，逆变器18的三相输出分别与第一主端子a、第二主端子b、第三主端子c相连接；在定子绕组10由星型连接切换为三角型连接或者由三角型连接切换为星型连接的切换过程中逆变器输出零矢量。
在该实施例中，在由星型接法切换至三角型接法或由三角型接法切换至星型接法的过渡过程中，第一切换开关模块12和第二切换开关模块14不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，减小导通或关断的电流或电压冲击，使得切换过程更加平滑可靠。PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定。
电机定子绕组采用可切换设计，抽出六个抽头，即六个端子，分别为第一主端子a、第二主端子b、第三主端子c、第一副端子a’、第二副端子b’、第三副端子c’。星型接法和三角型接法的切换通过增加5个开关实现，其中2个构成第一切换开关模块12，与副端子连接，采用相同的驱动脉冲信号，负责接通星型连接。另外3个构成第二切换开关模块14，与主端子连接，采用相同的驱动脉冲信号，负责接通三角型连接。其中，开关选用MOSFET，SiC等导通压降小、可双向导流的半导体器件。在设计的低速区，驱动第一切换开关模块12闭合，第二切换开关模块14断开，定子绕组呈星型接法。在设计高速区，驱动第一切换开关模块12断开，第二切换开关模块14闭合，电机绕组呈三角型接法。
在切换的过渡过程中，主逆变器输出零矢量，定子绕组处于自然续流的状态，无输出反向电压的风险。
本发明第二方面的实施例，提出一种永磁同步电机定子绕组的切换方法，用于如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换装置，图3示出了本发明的一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤302，在永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使定子绕组呈现星型连接；
步骤304，获取永磁同步电机的转速；
步骤306，在转速高于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使定子绕组由星型连接切换至三角型连接。
本发明提供的永磁同步电机定子绕组的切换方法，压缩机启动时，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
图4示出了本发明的另一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换方法的流程示意图。其中，该方法包括：
步骤402，在永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使定子绕组呈现星型连接；
步骤404，获取永磁同步电机的转速；
步骤406，在转速高于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使定子绕组由星型连接切换至三角型连接。
步骤408，在转速低于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合以及第二切换开关模块断开，以使定子绕组由三角型连接切换至星型连接。
在该实施例中，压缩机启动时，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。当转速重新小于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组由三角型接法切换为星型接法。实现在低速时为星型接法，在高速时切换为三角型接法，缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾。并且在切换过程中，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，切换的电流波形如图5所示，在0.2秒处进行切换，电流冲击并不是很大，能够逐渐使***平衡在新的状态。
在本发明的一个实施例中，优选地，还包括：在切换至三角型连接或者切换至星型连接的切换过程完成后，根据切换时间和星型连接与三角型连接之间的相差对矢量控制定向角进行补偿。
在该实施例中，在切换过渡过程中，各调节参数暂停更新。在每次切换过程结束之后，矢量控制定向角根据切换时间和星三角之间的相差进行补偿得到新的值，以及调节参数按照星/三角折算，重新开始控制更新，实现参数的及时、准确地更新。
在本发明的一个实施例中，优选地，驱动第一切换开关模块的脉冲信号与驱动第二切换开关模块的脉冲信号之间信号互补。
在该实施例中，在过渡过程中，第一切换开关模块和第二切换开关模块的驱动信号始终互补，实现星型或者三角型的接法。
本发明第三方面的实施例，提出一种永磁同步电机定子绕组的切换***，用于如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换装置，图6示出了本发明的一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换***600的示意框图。其中，该***包括：
切换单元602，用于在永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使定子绕组呈现星型连接；获取单元604，用于获取永磁同步电机的转速；切换单元602，还用于在转速高于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使定子绕组由所述星型连接切换至三角型连接。
本发明提供的永磁同步电机定子绕组的切换***600，在压缩机启动时，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
图7示出了本发明的另一个实施例的永磁同步电机定子绕组的切换***700的示意框图。其中，该***包括：
切换单元702，用于在永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使定子绕组呈现星型连接；获取单元704，用于获取永磁同步电机的转速；切换单元702，还用于在转速高于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使定子绕组由所述星型连接切换至三角型连接；还用于在控制第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合之后，在转速低于转速切换点时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合以及第二切换开关模块断开，以使定子绕组由所述三角型连接切换至星型连接；
补偿单元706，用于在切换至三角型连接或者切换至星型连接的切换过程完成后，根据切换时间和星型连接与三角型连接之间的相差对矢量控制定向角进行补偿.
在该实施例中，当转速重新小于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组由三角型接法切换为星型接法。实现在低速时为星型接法，在高速时切换为三角型接法，缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾。并且在切换过程中，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，逐渐使***平衡在新的状态。
在每次切换过程结束之后，矢量控制定向角根据切换时间和星三角之间的相差进行补偿得到新的值，以及调节参数按照星/三角折算，重新开始控制更新，实现参数的及时、准确地更新。
在本发明的一个实施例中，优选地，驱动第一切换开关模块的脉冲信号与驱动第二切换开关模块的脉冲信号之间信号互补。
在该实施例中，在过渡过程中，第一切换开关模块和第二切换开关模块的驱动信号始终互补，实现星型或者三角型的接法。
本发明第四方面的实施例，提出了一种永磁同步电机，包括上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换***。
本发明提供的永磁同步电机，包括上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换***，能够实现永磁同步电机定子绕组的切换***的技术效果，不再赘述。
本发明第五方面的实施例，提出了一种计算机设备，图8示出了本发明的一个实施例的计算机设备800的示意框图。其中，该计算机设备800包括：
存储器802、处理器804及存储在存储器802上并可在处理器804上运行的计算机程序，处理器804执行计算机程序时实现如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换方法的步骤。
本发明提供的计算机设备800，处理器804执行计算机程序时实现在压缩机启动时，控制第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，控制第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
本发明第六方面的实施例，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项的永磁同步电机定子绕组的切换方法的步骤。
本发明提供的计算机可读存储介质，计算机程序被处理器执行时实现在压缩机启动时，控制第一切换开关模块闭合，第二切换开关模块断开，使绕组呈星型接法。当转速大于设计的转速切换点后，主逆变器输出零矢量，电机定子绕组处于自然续流的状态，各调节变量暂停更新，控制第一切换开关模块断开，第二切换开关模块闭合，使定子绕组由星型接法切换至三角型接法。缓解电机效率在低速区和高速区的设计矛盾，提高了压缩机全速度范围的效率。在进入切换过渡状态时，切换开关模块不是直接导通或者闭合，而是通过PWM控制的方式来断开和闭合，PWM的占空比和过渡时间的长短根据实际***设定，以PWM方式反复开关预设时间，逐渐使***平衡在新的状态，减小电流或电压冲击。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种永磁同步电机定子绕组的切换装置，其特征在于，所述装置包括：
定子绕组；
第一切换开关模块，设置在永磁同步电机的压缩机电控板上，与所述定子绕组的第一端连接，用于在所述永磁同步电机转速低于转速切换点时闭合，以及在所述永磁同步电机转速高于所述转速切换点时断开，以使所述定子绕组呈现星型连接；
第二切换开关模块，设置在所述永磁同步电机的压缩机电控板上，与所述定子绕组的第二端连接，用于在所述永磁同步电机转速高于所述转速切换点时闭合，以及在所述永磁同步电机转速低于所述转速切换点时断开，以使所述定子绕组呈现三角型连接。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机定子绕组的切换装置，其特征在于，还包括：
控制驱动模块，分别与所述第一切换开关模块和所述第二切换开关模块连接，用于根据所述永磁同步电机转速以脉宽调制方式分别向所述第一切换开关模块和/或所述第二切换开关模块发出驱动脉冲信号，以驱动所述第一切换开关模块和/或所述第二切换开关模块的闭合或断开。
3.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机定子绕组的切换装置，其特征在于，
所述定子绕组的第一端包括第一主端子、第二主端子、第三主端子，所述定子绕组的第二端包括第一副端子、第二副端子、第三副端子；
所述第一切换开关模块包括第一开关、第二开关，所述第二切换开关模块包括第三开关、第四开关、第五开关；
所述第一开关连接于所述第一副端子和所述第二副端子之间，所述第二开关连接于所述第二副端子和所述第三副端子之间；
所述第三开关连接于所述第一主端子和所述第二副端子之间，所述第四开关连接于所述第二主端子和所述第三副端子之间，所述第五开关连接于所述第三主端子和所述第一副端子之间。
4.根据权利要求3所述的永磁同步电机定子绕组的切换装置，其特征在于，还包括：
逆变器，所述逆变器的三相输出分别与所述第一主端子、所述第二主端子、所述第三主端子相连接；
在所述定子绕组由所述星型连接切换为所述三角型连接或者由所述三角型连接切换为所述星型连接的切换过程中所述逆变器输出零矢量。
5.一种永磁同步电机定子绕组的切换方法，其特征在于，用于如权利要求1至4中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换装置，所述方法包括：
在所述永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使所述定子绕组呈现星型连接；
获取所述永磁同步电机的转速；
在所述转速高于转速切换点时，以所述脉宽调制方式驱动所述第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使所述定子绕组由所述星型连接切换至三角型连接。
6.根据权利要求5所述的永磁同步电机定子绕组的切换方法，其特征在于，在控制所述第一切换开关模块断开以及所述第二切换开关模块闭合之后，还包括：
在所述转速低于所述转速切换点时，以所述脉宽调制方式驱动所述第一切换开关模块闭合以及第二切换开关模块断开，以使所述定子绕组由所述三角型连接切换至所述星型连接。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机定子绕组的切换方法，其特征在于，还包括：
在切换至所述三角型连接或者切换至所述星型连接的切换过程完成后，根据切换时间和所述星型连接与所述三角型连接之间的相差对矢量控制定向角进行补偿。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换方法，其特征在于，驱动所述第一切换开关模块的脉冲信号与驱动所述第二切换开关模块的脉冲信号之间信号互补。
9.一种永磁同步电机定子绕组的切换***，其特征在于，用于如权利要求1至4中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换装置，所述***包括：
切换单元，用于在所述永磁同步电机的压缩机启动时，以脉宽调制方式驱动第一切换开关模块闭合，以使所述定子绕组呈现星型连接；
获取单元，用于获取所述永磁同步电机的转速；
所述切换单元，还用于在所述转速高于转速切换点时，以所述脉宽调制方式驱动所述第一切换开关模块断开以及第二切换开关模块闭合，以使所述定子绕组由所述星型连接切换至三角型连接。
10.根据权利要求9所述的永磁同步电机定子绕组的切换***，其特征在于，所述切换单元，还用于在控制所述第一切换开关模块断开以及所述第二切换开关模块闭合之后，在所述转速低于所述转速切换点时，以所述脉宽调制方式驱动所述第一切换开关模块闭合以及第二切换开关模块断开，以使所述定子绕组由所述三角型连接切换至所述星型连接。
11.根据权利要求10所述的永磁同步电机定子绕组的切换***，其特征在于，还包括：
补偿单元，用于在切换至所述三角型连接或者切换至所述星型连接的切换过程完成后，根据切换时间和所述星型连接与所述三角型连接之间的相差对矢量控制定向角进行补偿。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换***，其特征在于，驱动所述第一切换开关模块的脉冲信号与驱动所述第二切换开关模块的脉冲信号之间信号互补。
13.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：
如权利要求9至12中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换***。
14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求5至8中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换方法的步骤。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求5至8中任一项所述的永磁同步电机定子绕组的切换方法的步骤。
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