[发明专利]一种串激电机控制系统、串激电机及洗衣机

说明书

技术领域

本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种串激电机控制系统、串激电机及洗衣机。

背景技术

目前，串激电机作为主要的驱动部件而被广泛应用于洗衣机、观光游览车等电力驱动设备，在控制串激电机工作时，通常所采用的方案如图1所示，其是由上位机100控制电源开关600闭合并从交流电源AC引入交流电至半导体开关器件200，再由主控芯片300根据测速电路400检测电机转速时所反馈的电机转速信号输出相应占空比的开关控制信号至半导体开关器件200，则半导体开关器件200根据该开关控制信号执行相应占空比的通断操作以调整输出至串激电机500的交流电，从而使串激电机500维持在预设的转速范围内。另外，通过上位机100控制转速切换开关700在串激电机500的定子线501与定子线503之间进行连接切换以实现串激电机500在高低速运行状态之间的切换，当转速切换开关700连接串激电机500的定子线501时，串激电机500进入低速运行状态，当转速切换开关700连接串激电机500的定子线503时，串激电机500进入高速运行状态；而串激电机500的转向控制则是通过上位机100控制转向切换开关800来实现的。对于上述的方案，由于串激电机无论是工作于高速运行状态或低速运行状态，都是由交流电进行驱动的，所以串激电机在低速运行时容易出现以下问题：

(1)铁耗、铜耗过大且效率低；

(2)定子、转子及电刷的温升过高；

(3)启动电压过高而导致启动性能差；

(4)噪音大。

为了解决串激电机在低速运行时所存在的上述问题，现有技术提供了另一种方案，如图2所示，该方案是在图1所示方案的基础上加入了滤波整流电路900对半导体开关器件200所输出的交流电进行滤波和整流处理后形成直流电为串激电机供电，这样可以在串激电机处于低速运行状态时减小其铁耗和铜耗，降低定子、转子及电刷的温升，提高启动性能且降低噪音。然而，由于直流供电方式仅适合串激电机在低速运行时实现上述的效果，但这并不适用于串激电机实现高速运行，直流供电的方式会导致串激电机在高速运行时因电刷左右偏磨损严重(磨损会偏向左右两个电刷中作为负极的电刷)而缩短电刷寿命和噪音大的问题。

针对上述两种方案所存在的问题，现有技术提供了第三种方案，如图3所示，在上位机200的控制下，交流电输出电路101根据串激电机300的转速输出相应的正半波交流电，并同时输出负半波交流电，直流电输出电路102对该正半波交流电和负半波交流电进行交直流转换处理后输出直流电，转速切换开关103在上位机200的控制下对串激电机300进行高低速切换控制，转向切换开关104在上位机200的控制下对串激电机300进行转向切换控制；在串激电机300需要切换为高速运行状态时，由第一供电切换开关105和第二供电切换开关106分别将正半波交流电和负半波交流电输出至转速切换开关103和转向切换开关104，以使串激电机300在交流供电的情况下实现高速运行，进而克服了串激电机300在直流供电且高速运行时所出现的电刷偏磨损严重的问题，有助于延长电刷寿命和减小噪音；而在串激电机300需要切换为低速运行状态时，由第一供电切换开关105将直流电输出至转速切换开关103，且第二供电切换开关106停止将负半波交流电输出至转向切换开关104，以使串激电机300在直流供电的情况下实现低速运行，从而能够有效地减小串激电机300的铁耗和铜耗、提高串激电机300的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升，且有利于延长电刷寿命和减小噪音。

然而，由于上述第三种方案中的直流电输出电路102对该正半波交流电和负半波交流电进行交直流转换处理的过程中只是将负半波交流电处理为正半波交流电，所以此方案中的串激电机的静态磁场铁耗较大。