[发明专利]一种四分段绕组电机切换系统及切换方法

权利要求书

1.一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：包括电机控制器、定子绕组、切换电路和吸收电路；所述电机控制器通过三相线与定子绕组连接，所述定子绕组的每相包括四个部分，分别为第一绕组部、第二绕组部、第三绕组部和第四绕组部，每个绕组部通过切换电路相连接，所述吸收电路分别与每一路切换电路连接。

2.如权利要求1所述的一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：所述切换电路包括二极管半桥线路、可控开关半桥线路、第一线路和第二线路；所述二极管半桥线路设置为2条，可控开关半桥线路设置为一条；两条二极管半桥线路和可控开关半桥线路分别与第一线路和第二线路并联设置。

3.如权利要求2所述的一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：所述二极管半桥线路包括2个二极管，两个二极管串联设置，且两个二极管的方向相同；所述可控开关半桥线路包括2个可控开关，两个可控开关串联设置。

4.如权利要求3所述的一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：所述第一线路和第二线路上分别设置有导向二极管，第一线路上的导向二极管和第二线路上的导向二极管方向相同。

5.如权利要求4所述的一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：所述第一绕组部、第二绕组部、第三绕组部、第四绕组部分别通过切换电路连接在一起，四段绕组连接的切换电路结构相同。

6.如权利要求5所述的一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：所述吸收电路包括吸收电阻和吸收电容，所述吸收电容和吸收电阻串联设置，吸收电路整体与各个绕组部的切换电路连接。

7.如权利要求6所述的一种四分段绕组电机切换系统，其特征在于：所述可控开关半导体器件为IGBT、MOSFET、SiC、GaN器件中的一种或多种。

8.一种基于上述权利要求1～7任意一项所述四分段绕组电机切换系统的切换方法，其特征在于：其具体切换方法具体如下，

电机运行转速由最低速度向最高速度切换时：

根据转速值逐级减少绕组部的接入部分，使最大转速逐级提升；

电机运行转速由最高速度向最低速度切换时：

根据转速值逐级增加绕组部的接入部分，使最大转速逐级降低。

9.如权利要求8所述的一种四分段绕组电机切换系统的切换方法，其特征在于：当电机运行于低速区间时，电机控制器在给主逆变电路发PWM工作信号的同时，发出开通信号给第四绕组部后端连接的体切换电路，从而将A4、B4、C4绕组的下部端点短接；此时，所有的绕组部都参加工作，每相匝数为W1+W2+W3+W4，产生大转矩，最大转矩可达T1；

随着电机运行转速升高至n2，电机控制器给第四绕组部后端切换电路关断信号，给第三绕组部与第四绕组部之间切换电路开通信号，此时前三段绕组参与工作，最后第四绕组部被断开，每相匝数为W1+W2+W3，最大转矩降低为T2，最高转速提高；

随着电机运行转速进一步提高至n3，电机控制器关断第三绕组部与第四绕组部之间切换电路，打开第二绕组部与第三绕组部之间切换电路，此时两段绕组参与工作，后两段绕组被断开，每相匝数为W1+W2，最大转矩进一步降低为T3，最高转速进一步提高；

在电机运行的最高速区间n4以上，电机控制器关断第二绕组部与第三绕组部之间切换电路，打开第一绕组部与第二绕组部之间切换电路，此时只有一段绕组参与工作，后三段绕组被断开，每相匝数为W1，电机可出的最大转矩降到最低为T4，最高转速提到最高；

在电机运行转速由最高速向下降低时，绕组切换过程相反。

10.如权利要求9所述的一种四分段绕组电机切换系统的切换方法，其特征在于：在切换过程中，在n2、n3、n4转速点均设置一定的切换转速过渡段△n，在转速超过(n2或n3或n4)+△n时向上切换，在转速低于(n2或n3或n4)－△n时向下切换。