1)的集電極連接aH端，其發(fā)射極連接第4i絕緣柵雙 極晶體管（V41)的集電極；所述第4i絕緣柵雙極晶體管（V41)的發(fā)射極連接a2l端； 所述第3i絕緣柵雙極晶體管（V31)的集電極連接aH端，其發(fā)射極連接第6i絕緣柵雙 極晶體管（V61)的集電極；所述第6i絕緣柵雙極晶體管（V61)的發(fā)射極連接a2l端； 所述第5i絕緣柵雙極晶體管（V51)的集電極連接aH端；其發(fā)射極連接第2i絕緣柵雙 極晶體管（V21)的集電極；所述第2i絕緣柵雙極晶體管（V21)的發(fā)射極連接a2l端； 所述a3l端位于第Ii絕緣柵雙極晶體管（V11)的發(fā)射極與第4i絕緣柵雙極晶體管（V 41) 的集電極之間；所述a4l端位于第3i絕緣柵雙極晶體管（V31)的發(fā)射極與第6i絕緣柵雙極 晶體管（V 61)的集電極之間；所述a5l端位于第5i絕緣柵雙極晶體管（V51)的發(fā)射極與第2i 絕緣柵雙極晶體管（V 21)的集電極之間；所述繞組A1的一端連接a 31端；所述繞組B1的一端 連接84;端；所述繞組C ;的一端連接a 5i端； 所述4n-4個開關包括第一開關（S1)、第二開關（S2)、第三開關（S 3)、……第4n-4開關 (3如 4); 所述第一開關（S1)的兩端分別連接a21端和b 21端； 所述第二開關（S2)的兩端分別連接a12端和b 12端； 所述第三開關（S3)的兩端分別連接a21端和a 2n端； 所述第四開關（S4)的兩端分別連接an端和a 12端； 所述第五開關（S5)的兩端分別連接a22端和b 22端； 所述第六開關（S6)的兩端分別連接a13端和b 13端； 所述第七開關（S7)的兩端分別連接a22端和a 2n端； 所述第八開關（S8)的兩端分別連接an端和a 13端； 所述第4n-7開關（S4n 7)的兩端分別連接a2(n u端和b 2(n u端； 所述第4n-6開關（S4n 6)的兩端分別連接aln端和b ln端； 所述第4n-5開關（S4n 5)的兩端分別連接a2(n D端和a 2n端； 所述第4n-4開關（S4n 4)的兩端分別連接an端和a ln端； 所述an端與b n端連接；所述a 2n端b 2n端連接； 所述b21端與b 12端連接；所述b 22端與b 13端連接；......所述b 2(n 1}端與b ln端連接； 每個絕緣柵雙極晶體管的基極均連接PWM信號控制器，即脈寬調制器；所述PWM信號控 制器給予每個絕緣柵雙極晶體管驅動信號； 基于上述永磁同步電機繞組切換裝置的控制策略，即繞組串并聯(lián)的切換策略；當繞組 串聯(lián)運行，若轉速變化直至轉速m多!!^時，繞組由串聯(lián)切換至并聯(lián)；當繞組并聯(lián)運行，若轉 速滿足m<Hl2，調節(jié)電壓至U< 1!?時，繞組由并聯(lián)切換到串聯(lián)；其中Hl1為繞組由串聯(lián)切換 至并聯(lián)的轉速切換條件，m2為繞組由并聯(lián)切換至串聯(lián)的轉速切換條件為電壓切換條件。2. -種基于永磁同步電機繞組切換裝置的切換策略，其特征在于：永磁同步電機繞組 切換裝置包括兩個主回路單元、兩套繞組和四個開關； 第一個主回路單元包括第十一絕緣柵雙極晶體管（V11)、第二^^一絕緣柵雙極晶體管 (V21)、第三十一絕緣柵雙極晶體管（V31)、第四^^一絕緣柵雙極晶體管（V41)、第五^^一絕緣 柵雙極晶體管（V 51)和第六十一絕緣柵雙極晶體管（V61);所述第一個主回路單元具有五個 端子，即端、a 21端、a 31端、a 41端、a 51端； 第二個主回路單元包括第十二絕緣柵雙極晶體管（V12)、第二十二絕緣柵雙極晶體管 (V22)、第三十二絕緣柵雙極晶體管（V32)、第四十二絕緣柵雙極晶體管（V42)、第五十二絕緣 柵雙極晶體管（V 52)和第六十二絕緣柵雙極晶體管（V62);所述第二個主回路單元具有五個 立而子，艮P a12立而、a 22立而、a 32立而、a 42立而、a 52立而； 每個主回路單元均對應一個電動勢為UDe 2的電源；第一個電源的正極為bn端，負極 為b21端；第二個電源的正極為b 12端，負極為b 22端； 第一套繞組由繞組A1、繞組B1和繞組C1采用星型接法連接而成；第二套繞組由繞組A 2、 繞組B2和繞組C2采用星型接法連接而成；所述四個開關即第一開關（S1)、第二開關（S 2)、 第三開關（S3)和第四開關（S4); 所述第十一絕緣柵雙極晶體管（V11)的集電極連接an端，其發(fā)射極連接第四十一絕緣 柵雙極晶體管（V41)的集電極；所述第四十一絕緣柵雙極晶體管（V41)的發(fā)射極連接a 21端； 所述第三十一絕緣柵雙極晶體管（V31)的集電極連接an端，其發(fā)射極連接第六十一絕緣柵 雙極晶體管（V 61)的集電極；所述第六十一絕緣柵雙極晶體管（V61)的發(fā)射極連接a21端；所 述第五十一絕緣柵雙極晶體管（V 51)的集電極連接an端；其發(fā)射極連接第二十一絕緣柵雙 極晶體管（V21)的集電極；所述第二十一絕緣柵雙極晶體管（V 21)的發(fā)射極連接a21端； 所述a31端位于第十一絕緣柵雙極晶體管（V11)的發(fā)射極與第四十一絕緣柵雙極晶體管 (V41)的集電極之間；所述a41端位于第三十一絕緣柵雙極晶體管（V31)的發(fā)射極與第六十一 絕緣柵雙極晶體管（V 61)的集電極之間；所述a51端位于第五十一絕緣柵雙極晶體管（V51)的 發(fā)射極與第二十一絕緣柵雙極晶體管（V 21)的集電極之間；所述繞組A1的一端連接a 31端； 所述繞組B1的一端連接a 41端；所述繞組C i的一端連接a 51端； 所述第十二絕緣柵雙極晶體管（V12)的集電極連接a12端，其發(fā)射極連接第四十二絕緣 柵雙極晶體管（V42)的集電極；所述第四十二絕緣柵雙極晶體管（V42)的發(fā)射極連接a 22端； 所述第三十二絕緣柵雙極晶體管（V32)的集電極連接a12端，其發(fā)射極連接第六十二絕緣柵 雙極晶體管（V 62)的集電極；所述第六十二絕緣柵雙極晶體管（V62)的發(fā)射極連接a22端；所 述第五十二絕緣柵雙極晶體管（V 52)的集電極連接a12端，其發(fā)射極連接第二十二絕緣柵雙 極晶體管（V22)的集電極；所述第二十二絕緣柵雙極晶體管（V 22)的發(fā)射極連接a22端； 所述a32端位于第十二絕緣柵雙極晶體管（V12)的發(fā)射極與第四十二絕緣柵雙極晶體管 (V42)的集電極之間；所述a42端位于第三十二絕緣柵雙極晶體管（V32)的發(fā)射極與第六十二 絕緣柵雙極晶體管（V 62)的集電極之間；所述a52端位于第五十二絕緣柵雙極晶體管（V52)的 發(fā)射極與第二十二絕緣柵雙極晶體管（V22)的集電極之間；所述繞組A2的一端連接a 32端； 所述繞組B2的一端連接a 42端；所述繞組C 2的一端連接a 52端； 所述第一開關（S1)的兩端分別連接a21端和b21端；所述第二開關（S 2)的兩端分別連 接a12端和b12端；所述第三開關（S3)的兩端分別連接a21端和a 22端；所述第四開關（S4)的 兩端分別連接an端和a 12端； 所述an端與b n端連接；所述a 22端與b 22端連接；所述b 21端與b 12端連接； 每個絕緣柵雙極晶體管的基極均連接PWM信號控制器，即脈寬調制器；所述PWM信號控 制器給予每個絕緣柵雙極晶體管驅動信號； 當?shù)谝婚_關（S1)和第二開關（S2)導通，第三開關（S 3)和第四開關（S4)斷開時，所述兩 套繞組是串聯(lián)連接，此時對應低速；當?shù)谝婚_關（S1)和第二開關（S2)斷開，第三開關（S 3) 和第四開關（S4)導通時，所述兩套繞組是并聯(lián)連接，此時對應高速； 基于上述永磁同步電機繞組切換裝置的切換策略，即繞組串并聯(lián)的切換策略；當繞組 串聯(lián)運行，若轉速變化直至轉速m多!!^時，繞組由串聯(lián)切換至并聯(lián)；當繞組并聯(lián)運行，若轉 速滿足m < m2，調節(jié)電壓至u < 1!?時，繞組由并聯(lián)切換到串聯(lián)；其中Hl1為繞組由串聯(lián)切換 至并聯(lián)的轉速切換條件，m2為繞組由并聯(lián)切換至串聯(lián)的轉速切換條件為電壓切換條件。3. 根據(jù)權利要求1所述一種基于永磁同步電機繞組切換裝置的切換策略，其特征在 于：n套繞組為完全相同的永磁同步電機的定子繞組；繞組A 1為同一相繞組，繞組B1為同一 相繞組，繞組(^為同一相繞組。4. 根據(jù)權利要求1或2所述一種基于永磁同步電機繞組切換裝置的切換策略，其特征 在于：切換轉速m的選取原則為通過最大轉矩電流比（MTPA)方式下，電機在恒定的切換轉 速下運行時，繞組串聯(lián)運行與并聯(lián)運行具有相近的端電流；繞組的空載反電動勢不能超過 逆變器安全運行的限定值。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于永磁同步電機繞組切換裝置的切換策略，永磁同步電機繞組切換裝置具有n套繞組，同時對應n個主回路單元，通過4n-4個開關共同作用，實現(xiàn)n套繞組的串并聯(lián)切換。繞組串聯(lián)運行，若轉速達到切換條件，繞組由串聯(lián)切換至并聯(lián)；繞組并聯(lián)運行，若轉速達到切換條件，電壓減小，直至滿足電壓切換條件，繞組由并聯(lián)切換至串聯(lián)。本發(fā)明具有如下特點：降低了切換系統(tǒng)的成本，提高了切換系統(tǒng)的可靠性；提高電機運行效率，擴展了電機的調速范圍，并且使主回路容量的需求減小；提出了切換轉速的選取原則；提出了一種減少切換過程中暫態(tài)沖擊電流的切換策略。
【IPC分類】H02P25/18
【公開號】CN105048925
【申請?zhí)枴緾N201510508843
【發(fā)明人】劉刃, 黃嵩, 徐慶, 廖勇
【申請人】重慶大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月18日