[发明专利]一种变频变拓扑调速电机控制系统

权利要求书

1.一种变频变拓扑调速电机控制系统，其特征在于：包括整流逆变单元、可变拓扑电机和控制单元；所述可变拓扑电机包括多个绕组极相组和设置在各绕组极相组中用于控制各个绕组极相组通断的第一电力电子组件；所述控制单元包括电压传感器、电流传感器、AD转换器、交流电量传感器、直流电量传感器和中央控制芯片；各所述绕组极相组上分别连接有一个电流传感器和一个电压传感器，同一个绕组极相组上连接的电压传感器和电流传感器均与一个AD转换器相连，各所述AD转换器均与所述中央控制芯片相连；各所述绕组极相组内的第一电力电子组件均与所述中央控制芯片相连；所述整流逆变单元包括整流单元、逆变单元和设置在逆变单元中的第二电力电子组件；所述整流单元与所述逆变单元串联连接；所述整流逆变单元与所述可变拓扑电机相连，所述整流逆变单元上连接有交流电量传感器和直流电量传感器，所述交流电量传感器、所述直流电量传感器和所述逆变单元中的第二电子电力组件均与所述中央控制芯片相连；

所述第一电力电子组件包括多个第一电力电子器件；各所述绕组极相组之间串联连接或并联连接；各绕组极相组的三相绕组之间采用Y型连接或△型连接；各所述绕组极相组之间的连接状态以及各绕组极相组的三相绕组之间的连接状态均通过第一电力电子组件的通断状态决定；

中央控制芯片内部设置有至少一个最优拓扑结构，中央控制芯片内部设置有至少一个最优拓扑结构，该最优拓扑结构对应的电压和电流分别为预设电压和预设电流，中央控制芯片对比电压传感器和电流传感器传递而来的电压信号和电流信号以及预设电压和预设电流，当电压达到预设电压且电流达到预设电流后，中央控制芯片控制相应的第一电力电子器件通断，达到此电压和电流条件下的最优拓扑结构；

前期匹配阶段，通过负载工况调研，总结出实际可能的负载和供电环境，通过改变绕组拓扑结构，电机对外端口的等效匝数会发生变化，使电机更好的适应不同的供电电压和不同负载；

可变拓扑电机在进行最优拓扑结构切换时，中央控制芯片根据可变拓扑电机的输出频率以及所述交流电量传感器和所述直流电量传感器传递而来的电量信息对比预设交流电量、预设直流电量和预设输出频率，当交流电量达到预设交流、直流电量达到预设直流电量且逆变单元的输出频率达到预设输出频率时，中央控制芯片控制相应的第二电力电子器件通断，以实现可变拓扑电机最优拓扑结构切换时，整流逆变单元的最优电压输出。

2.根据权利要求1所述的变频变拓扑调速电机控制系统，其特征在于：所述第二电力电子组件包括多个第二电力电子器件；所述整流单元和所述逆变单元经主路串联连接，所述逆变单元包括并联在主路上的三相，各相上分别串联有至少两个第二电力电子器件，各所述绕组极相组的三相分别连接在所述逆变单元的三相上；所述交流电量传感器连接在其中一相上，所述直流电量传感器连接在主路上。

3.根据权利要求1所述的变频变拓扑调速电机控制系统，其特征在于：电力电子器件为晶闸管或IGBT。