CN108288932B - 切换方法、装置、控制系统、电机、存储介质和压缩机 - Google Patents

切换方法、装置、控制系统、电机、存储介质和压缩机 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种驱动电路的切换方法、装置、控制系统、电机、存储介质和压缩机，其中，驱动电路的切换方法包括：在接收到切换指令时，控制向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组进入零矢量电压的输入状态；在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组；在检测到输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将零矢量电压切换至非零矢量电压。通过本发明的技术方案，能够实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，有效地减少了矢量控制系统与多相定子绕组形态不匹配的问题，进而降低了因矢量控制系统异常造成永磁同步电机退磁的现象，有利于提升永磁同步电机的稳定性与可靠性。

Description

切换方法、装置、控制系统、电机、存储介质和压缩机
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种驱动电路的切换方法、一种驱动电路的切换装置、一种矢量控制系统、一种永磁同步电机、一种计算机可读存储介质和一种压缩机。
背景技术
随着经济社会的日益发展和科技水平的逐渐提高，永磁同步电机(PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor)的应用领域越来越广泛，对永磁同步电机的性能要求也越来越高。
相关技术中，为了使永磁同步电机在全频段的能效达到最优的境界，采用星形定子绕组和三角形定子绕组切换，常规的星形定子绕组至三角形定子绕组的切换过程，而开关器件在完成一次断开或导通需要的时间不同，但若误差偏差1ms，便有可能使永磁同步电机退磁，从而导致永磁同步电机在中低频时提升主磁通，减小定子电流，降低变频器和电机损耗，高频时降低主磁通，降低弱磁带来的电机功率偏低、带载能力偏弱和电机效率低等问题。
但是实际操作过程中，各个开关器件的特性并不能完全保证一致，导致矢量控制系统异常，进而造成电机退磁的问题。
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，本发明的一个目的在于提供一种驱动电路的切换方法。
本发明的另一个目的在于提供一种驱动电路的切换装置。
本发明的再一个目的在于提供一种矢量控制系统。
本发明的又一个目的在于提供一种永磁同步电机。
本发明的又一个目的在于提供一种计算机可读存储介质。
本发明的又一个目的在于提供一种压缩机。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提出了一种驱动电路的切换方法，适用于永磁同步电机，永磁同步电机通过矢量控制系统控制运行，矢量控制系统包括变频器，变频器连接至多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，第一形定子绕组于第二形定子绕组分别用于驱动电机以不同频率状态运行，切换方法包括：在接收到切换指令时，控制向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组进入零矢量电压的输入状态；在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组；在检测到输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将零矢量电压切换至非零矢量电压，其中，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和。
在该技术方案中，在矢量控制系统接收到切换指令时，向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组内的每相绕组的相电压或线电压均相同，相当于电机转子处于空载状态，此时，通过控制第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，并在预设时长阈值后，重新向多相定子绕组输入非零矢量电压，在第一形定子电阻和第二形定子电阻切换的过程中，能够实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，有效地减少了矢量控制系统与多相定子绕组形态不匹配的问题，进而降低了因矢量控制系统异常造成永磁同步电机退磁的现象，有利于提升永磁同步电机的稳定性与可靠性。
具体地，将矢量控制系统控制的变频器具体设置为逆变器，逆变器具有八种工作状态，包括6中有效工作矢量电压和2个零矢量电压，以将矢量控制分为6个扇区，通过两个相邻的基本电压矢量合成，生成期望输出电压，而在零矢量状态下，逆变器中的功率开关器件处于全开或全断状态，此时每相的输出电压均为0，从而在切换过程中，使转子处于空载状态，从而降低了矢量控制系统产生异常的概率。
另外，为了提升永磁同步电机的性能，通常将永磁同步电机中的变频器设置多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，使永磁同步电机在全频段的能效达到最优，而第一形定子绕组和第二形定子绕组需要通过开关器件进行切换，因此，在变频器接收到切换指令时，向多相定子绕组输入零矢量电压，并在零矢量电压输入的预设时长阈值内完成开关器件的断开与导通。
特别指出的是，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和，使得多相定子绕组形态切换完成后，矢量控制系统输入非零矢量电压，实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，提升了永磁同步电机的稳定性与可靠性。
在上述技术方案中，优选地，在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，具体包括以下步骤：在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，其中，第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组。
在该技术方案中，在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，在第一形定子绕组和第二形定子绕组通过开关器件进行切换时，通过依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，使得永磁同步电机在全频段的能效达到最优，提升了永磁同步电机的性能，有利于提高产品的市场占有率。
进一步地，第一形定子绕组对应第一组开关，第二形定子绕组对应第二组开关，也即第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组，故由第二形定子绕组至第一形定子绕的切换过程，即可通过依次控制断开第二组开关、导通第一组开关实现。
在上述任一技术方案中，优选地，在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，具体包括以下步骤：预设开关断开时长为最大断开时长，在接收到切换指令后，启动计时功能，并控制切断第一组开关；在检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，执行第二组开关的导通操作。
在该技术方案中，在接收到切换指令后，启动计时功能，控制切断第一组开关，通过检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长，并在判定上述经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，控制第二组开关导通，以实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，一方面，保证了死区时间的有效性，另一方面，使第二组开关的导通操作在经历最大断开时长与预设死区时长之和后执行，保证了开关控制的顺利执行。
在上述任一技术方案中，优选地，第一形定子绕组为星形定子绕组，第二形定子绕组为三角形定子绕组，第一组开关包括第一开关与第二开关，第二组开关包括第三开关、第四开关与第五开关，其中，多相定子绕组包括第一绕组、第二绕组与第三绕组，第一绕组的输入端连接至变频器的第一输出端、第二绕组的输入端连接至变频器的第二输出端，第三绕组的输入端连接至变频器的第三输出端，第一绕组的输出端连接至第一开关的一端，第二绕组的输出端连接至第一开关的另一端，第一开关的另一端还连接至第二开关的一端，第二开关的另一端连接至第三绕组的输出端，第三开关设置于第二绕组的输出端与第三绕组的输入端之间，第四开关设置于第一绕组的输出端与第二绕组的输入端之间，第五开关设置于第一绕组的输入端与第三绕组的输入端之间。
在该技术方案中，第一形定子绕组对应第一组开关，第二形定子绕组对应第二组开关，也即在星形定子绕组至三角形定子绕组的切换过程中，第一开关与第二开关断开，第三开关、第四开关与第五开关导通。
另外，也可以设置为第一形定子绕组为三角形定子绕组，第二形定子绕组为星形定子绕组，第一组开关包括第三开关、第四开关与第五开关，第二组开关包括第一开关与第二开关，以实现三角形绕组向星形绕组的切换。
在上述任一技术方案中，优选地，开关器件为继电器。
在该技术方案中，通过将开关器件设置为继电器，一方面，制备方便，另一方面，保证了电机运行过程中的安全性。
根据本发明的第二方面的技术方案，提出了一种驱动电路的切换装置，适用于永磁同步电机，永磁同步电机通过矢量控制系统控制运行，矢量控制系统包括变频器，变频器连接至多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，第一形定子绕组于第二形定子绕组分别用于驱动电机以不同频率状态运行，切换装置包括：第一控制单元，用于在接收到切换指令时，控制向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组进入零矢量电压的输入状态；第二控制单元，用于在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组；切换单元，用于在检测到输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将零矢量电压切换至非零矢量电压，其中，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和。
在该技术方案中，在矢量控制系统接收到切换指令时，由第一控制单元控制矢量控制系统向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组内的每相绕组的相电压或线电压均相同，相当于电机转子处于空载状态，此时，通过由第二控制单元控制第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，并在预设时长阈值后，由切换单元控制矢量控制系统重新向多相定子绕组输入非零矢量电压，在第一形定子电阻和第二形定子电阻切换的过程中，能够实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，有效地减少了矢量控制系统与多相定子绕组形态不匹配的问题，进而降低了因矢量控制系统异常造成永磁同步电机退磁的现象，有利于提升永磁同步电机的稳定性与可靠性。
具体地，将矢量控制系统控制的变频器具体设置为逆变器，逆变器具有八种工作状态，包括6中有效工作矢量电压和2个零矢量电压，以将矢量控制分为6个扇区，通过两个相邻的基本电压矢量合成，生成期望输出电压，而在零矢量状态下，逆变器中的功率开关器件处于全开或全断状态，此时每相的输出电压均为0，从而在切换过程中，使转子处于空载状态，从而降低了矢量控制系统产生异常的概率。
另外，为了提升永磁同步电机的性能，通常将永磁同步电机中的变频器设置多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，使永磁同步电机在全频段的能效达到最优，而第一形定子绕组和第二形定子绕组需要通过开关器件进行切换，因此，在变频器接收到切换指令时，向多相定子绕组输入零矢量电压，并在零矢量电压输入的预设时长阈值内完成开关器件的断开与导通。
特别指出的是，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和，使得多相定子绕组形态切换完成后，矢量控制系统输入非零矢量电压，实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，提升了永磁同步电机的稳定性与可靠性。
在上述任一技术方案中，优选地，第二控制单元还用于：在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，其中，第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组。
在该技术方案中，在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，在第一形定子绕组和第二形定子绕组通过开关器件进行切换时，通过依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，使得永磁同步电机在全频段的能效达到最优，提升了永磁同步电机的性能，有利于提高产品的市场占有率。
进一步地，第一形定子绕组对应第一组开关，第二形定子绕组对应第二组开关，也即第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组，故由第二形定子绕组至第一形定子绕的切换过程，即可通过依次控制断开第二组开关、导通第一组开关实现。
在上述任一技术方案中，优选地，第二控制单元包括：切断控制单元，用于预设开关断开时长为最大断开时长，在接收到切换指令后，启动计时功能，并控制切断第一组开关；导通控制单元，用于在检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，执行第二组开关的导通操作。
在该技术方案中，在接收到切换指令后，启动计时功能，控制切断第一组开关，通过检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长，并在判定上述经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，控制第二组开关导通，以实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，一方面，保证了死区时间的有效性，另一方面，使第二组开关的导通操作在经历最大断开时长与预设死区时长之和后执行，保证了开关控制的顺利执行。
根据本发明的第三方面的技术方案，提出了一种矢量控制系统，包括上述技术方案中任一项的驱动电路的切换装置。
根据本发明的第四方面的技术方案，提出了一种永磁同步电机，永磁同步电机包括存储器、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上述技术方案中任一项的驱动电路的切换方法的步骤。
根据本发明的第五方面的技术方案，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序(指令)，计算机程序(指令)被执行实现如第一方面的驱动电路的切换方法。
根据本发明的第六方面的技术方案，提出了一种压缩机，包括本发明的第三方面的技术方案所述的矢量控制系统和/或本发明第四方面的技术方案所述的永磁同步电机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，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示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的切换方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的切换装置的示意框图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的第二控制单元的示意框图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的矢量控制系统的示意框图；
图5示出了根据本发明的另一个实施例的驱动电路的切换方法的示意流程图；
图6示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的示意电路图；
图7示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的切换方案的示意图；
图8示出了根据本发明的另一个实施例的驱动电路的切换方案的示意图。
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受下面公开的具体实施例的限制。
下面结合图1至图8对根据本发明的实施例的驱动电路的切换方法进行具体说明。
图1示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的切换方法的示意流程图。
如图1所示，根据本发明的实施例的驱动电路的切换方法，适用于永磁同步电机，永磁同步电机通过矢量控制系统控制运行，矢量控制系统包括变频器，变频器连接至多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，第一形定子绕组于第二形定子绕组分别用于驱动电机以不同频率状态运行，切换方法包括：步骤S102，在接收到切换指令时，控制向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组进入零矢量电压的输入状态；步骤S104，在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组；步骤S106，在检测到输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将零矢量电压切换至非零矢量电压，其中，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和。
在该实施例中，在矢量控制系统接收到切换指令时，向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组内的每相绕组的相电压或线电压均相同，相当于电机转子处于空载状态，此时，通过控制第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，并在预设时长阈值后，重新向多相定子绕组输入非零矢量电压，在第一形定子电阻和第二形定子电阻切换的过程中，能够实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，有效地减少了矢量控制系统与多相定子绕组形态不匹配的问题，进而降低了因矢量控制系统异常造成永磁同步电机退磁的现象，有利于提升永磁同步电机的稳定性与可靠性。
具体地，将矢量控制系统控制的变频器具体设置为逆变器，逆变器具有八种工作状态，包括6中有效工作矢量电压和2个零矢量电压，以将矢量控制分为6个扇区，通过两个相邻的基本电压矢量合成，生成期望输出电压，而在零矢量状态下，逆变器中的功率开关器件处于全开或全断状态，此时每相的输出电压均为0，从而在切换过程中，使转子处于空载状态，从而降低了矢量控制系统产生异常的概率。
另外，为了提升永磁同步电机的性能，通常将永磁同步电机中的变频器设置多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，使永磁同步电机在全频段的能效达到最优，而第一形定子绕组和第二形定子绕组需要通过开关器件进行切换，因此，在变频器接收到切换指令时，向多相定子绕组输入零矢量电压，并在零矢量电压输入的预设时长阈值内完成开关器件的断开与导通。
特别指出的是，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和，使得多相定子绕组形态切换完成后，矢量控制系统输入非零矢量电压，实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，提升了永磁同步电机的稳定性与可靠性。
在上述任一实施例中，优选地，在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，具体包括以下步骤：在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，其中，第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组。
在该实施例中，在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，在第一形定子绕组和第二形定子绕组通过开关器件进行切换时，通过依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，使得永磁同步电机在全频段的能效达到最优，提升了永磁同步电机的性能，有利于提高产品的市场占有率。
进一步地，第一形定子绕组对应第一组开关，第二形定子绕组对应第二组开关，也即第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组，故由第二形定子绕组至第一形定子绕的切换过程，即可通过依次控制断开第二组开关、导通第一组开关实现。
在上述任一实施例中，优选地，在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，具体包括以下步骤：预设开关断开时长为最大断开时长，在接收到切换指令后，启动计时功能，并控制切断第一组开关；在检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，执行第二组开关的导通操作。
在该实施例中，在接收到切换指令后，启动计时功能，控制切断第一组开关，通过检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长，并在判定上述经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，控制第二组开关导通，以实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，一方面，保证了死区时间的有效性，另一方面，使第二组开关的导通操作在经历最大断开时长与预设死区时长之和后执行，保证了开关控制的顺利执行。
图6示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的电路图。
如图6所示，在上述任一实施例中，优选地，第一形定子绕组为星形定子绕组，第二形定子绕组为三角形定子绕组，第一组开关包括第一开关S1与第二开关S2，第二组开关包括第三开关S3、第四开关S4与第五开关S5，其中，多相定子绕组包括第一绕组、第二绕组与第三绕组，第一绕组的输入端连接至变频器的第一输出端、第二绕组的输入端连接至变频器的第二输出端，第三绕组的输入端连接至变频器的第三输出端，第一绕组的输出端连接至第一开关S1的一端，第二绕组的输出端连接至第一开关S1的另一端，第一开关S1的另一端还连接至第二开关S2的一端，第二开关S2的另一端连接至第三绕组的输出端，第三开关S3设置于第二绕组的输出端与第三绕组的输入端之间，第四开关S4设置于第一绕组的输出端与第二绕组的输入端之间，第五开关S5设置于第一绕组的输入端与第三绕组的输入端之间。
在该实施例中，第一形定子绕组对应第一组开关，第二形定子绕组对应第二组开关，也即在星形定子绕组至三角形定子绕组的切换过程中，第一开关S1与第二开关S2断开，第三开关S3、第四开关S4与第五开关导通。
在上述任一实施例中，优选地，开关器件为继电器。
在该实施例中，通过将开关器件设置为继电器，一方面，制备方便，另一方面，保证了电机运行过程中的安全性。
图2示出了根据本发明的一个实施例的驱动电路的切换装置200的示意框图。
根据本发明的实施例的驱动电路的切换装置200，适用于永磁同步电机，永磁同步电机通过矢量控制系统控制运行，矢量控制系统包括变频器，变频器连接至多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，第一形定子绕组于第二形定子绕组分别用于驱动电机以不同频率状态运行，切换装置包括：第一控制单元202，用于在接收到切换指令时，控制向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组进入零矢量电压的输入状态；第二控制单元204，用于在输入状态下，控制将第一形定子绕组切换至第二形定子绕组；切换单元206，用于在检测到输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将零矢量电压切换至非零矢量电压，其中，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和。
在该实施例中，在矢量控制系统接收到切换指令时，由第一控制单元202控制矢量控制系统向多相定子绕组输入零矢量电压，以使多相定子绕组内的每相绕组的相电压或线电压均相同，相当于电机转子处于空载状态，此时，通过由第二控制单元204控制第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，并在预设时长阈值后，由切换单元206控制矢量控制系统重新向多相定子绕组输入非零矢量电压，在第一形定子电阻和第二形定子电阻切换的过程中，能够实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，有效地减少了矢量控制系统与多相定子绕组形态不匹配的问题，进而降低了因矢量控制系统异常造成永磁同步电机退磁的现象，有利于提升永磁同步电机的稳定性与可靠性。
具体地，将矢量控制系统控制的变频器具体设置为逆变器，逆变器具有八种工作状态，包括6中有效工作矢量电压和2个零矢量电压，以将矢量控制分为6个扇区，通过两个相邻的基本电压矢量合成，生成期望输出电压，而在零矢量状态下，逆变器中的功率开关器件处于全开或全断状态，此时每相的输出电压均为0，从而在切换过程中，使转子处于空载状态，从而降低了矢量控制系统产生异常的概率。
另外，为了提升永磁同步电机的性能，通常将永磁同步电机中的变频器设置多相定子绕组，多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，使永磁同步电机在全频段的能效达到最优，而第一形定子绕组和第二形定子绕组需要通过开关器件进行切换，因此，在变频器接收到切换指令时，向多相定子绕组输入零矢量电压，并在零矢量电压输入的预设时长阈值内完成开关器件的断开与导通。
特别指出的是，预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和，使得多相定子绕组形态切换完成后，矢量控制系统输入非零矢量电压，实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，提升了永磁同步电机的稳定性与可靠性。
在上述任一实施例中，优选地，第二控制单元204还用于：在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，其中，第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组。
在该实施例中，在多相定子绕组处于零矢量电压的输入状态时，在第一形定子绕组和第二形定子绕组通过开关器件进行切换时，通过依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，使得永磁同步电机在全频段的能效达到最优，提升了永磁同步电机的性能，有利于提高产品的市场占有率。
进一步地，第一形定子绕组对应第一组开关，第二形定子绕组对应第二组开关，也即第一组开关导通时形成第一形定子绕组，第二组开关导通时形成第二形定子绕组，故由第二形定子绕组至第一形定子绕的切换过程，即可通过依次控制断开第二组开关、导通第一组开关实现。
图4示出了根据本发明的一个实施例的第二控制单元204的示意框图。
如图4所示，在上述任一实施例中，优选地，第二控制单元204包括：切断控制单元2042，用于预设开关断开时长为最大断开时长，在接收到切换指令后，启动计时功能，并控制切断第一组开关；导通控制单元2044，用于在检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，执行第二组开关的导通操作。
在该实施例中，在接收到切换指令后，启动计时功能，控制切断第一组开关，通过检测自接收到切换指令时刻时起的经历时长，并在判定上述经历时长大于最大断开时长与预设死区时长之和时，控制第二组开关导通，以实现第一形定子绕组至第二形定子绕的切换过程，一方面，保证了死区时间的有效性，另一方面，使第二组开关的导通操作在经历最大断开时长与预设死区时长之和后执行，保证了开关控制的顺利执行。
图5示出了根据本发明的一个实施例的矢量控制系统400的示意框图。
如图5所示，根据本发明的矢量控制系统400，包括上述技术方案中任一项的驱动电路的切换装置300。
其中，第一控制单元202、第二控制单元204和切换单元206可以是上述驱动电路的切换装置200的CPU、MCU、单片机和嵌入式设备等。
根据本发明的一个实施例的永磁同步电机，永磁同步电机包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现上述任意一项切换方法的步骤。
根据本发明的实施例，还提出了一种计算机可读存储介质(指令)，其上存储有计算机程序(指令)，计算机程序被执行时实现上述驱动电路的切换方法的步骤。
根据本发明的实施例，还提出了一种压缩机，包括上述任一实施例所述的矢量控制系统和/或永磁同步电机。
图5示出了根据本发明的另一个实施例的驱动电路的切换方法的示意流程图。
如图5所示，根据本发明的实施例的驱动电路的切换方法，包括：步骤S502，电机发出开始切换指令；步骤S504，注入零矢量，通过切换Toff时间状态控制器完成切换时间控制；步骤S506，在零矢量范围内完成开关器件的切换工作，并在第一组开关的关断指令发起后的T1max时间点注入死区时间T2，在T1max+T2的时间点发出第二组开关的导通指令。
其中，Toff为预设时长阈值，Toff>T1max+T3max+T2，其中，T1max为最大断开时长，T3max为最大导通时长。
图7与8示出了根据本发明的另一个实施例的驱动电路的切换方法的示意图。
如图7所示，星形定子绕组至三角形定子绕组的切换过程，而开关器件在完成一次断开或导通需要的时间不同，根据断开时长、死区时长与导通时长依次执行切换操作。如图8所示，切换指令与器件开关指令不同时动作，切换指令先于器件开关动作，矢量控制系统在接到切换指令后，注入零矢量电压，并持续预设时长阈值Toff，同时在完成星形定子绕组到三角形定子绕组的切换，第一组开关断开的时间T1，第二组开关导通的时间T3。这里时间我们取该器件动作的最大值T1max，T3max。至于死区时间T2为一个保证时间。同时为了保证死区时间的有效性，导通指令必须跟随断开指令，中间间隔时间为T1max+T2，保证Toff>T1max+T3max+T2，这样所有开关时间精确的控制在Toff里面。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种电路的切换方法、装置、控制系统、电机、可读存储介质和压缩机，通过控制第一形定子绕组切换至第二形定子绕组，并在预设时长阈值后，重新向多相定子绕组输入非零矢量电压，在第一形定子电阻和第二形定子电阻切换的过程中，能够实现矢量控制系统和多相定子绕组形态的同时切换，有效地减少了矢量控制系统与多相定子绕组形态不匹配的问题，进而降低了因矢量控制系统异常造成永磁同步电机退磁的现象，有利于提升永磁同步电机的稳定性与可靠性。
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 (10)

1.一种驱动电路的切换方法，适用于永磁同步电机，所述永磁同步电机通过矢量控制系统控制运行，所述矢量控制系统包括变频器，所述变频器连接至多相定子绕组，所述多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，所述第一形定子绕组与所述第二形定子绕组分别用于驱动所述电机以不同频率状态运行，其特征在于，所述切换方法包括：
在接收到切换指令时，控制向所述多相定子绕组输入零矢量电压，以使所述多相定子绕组进入所述零矢量电压的输入状态；
在所述输入状态下，控制将所述第一形定子绕组切换至所述第二形定子绕组；
在检测到所述输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将所述零矢量电压切换至非零矢量电压，
其中，所述预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和；
所述在所述输入状态下，控制将所述第一形定子绕组切换至所述第二形定子绕组，具体包括以下步骤：
在所述多相定子绕组处于所述零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，
其中，所述第一组开关导通时形成所述第一形定子绕组，所述第二组开关导通时形成所述第二形定子绕组。
2.根据权利要求1所述的驱动电路的切换方法，其特征在于，所述在所述多相定子绕组处于所述零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，具体包括以下步骤：
所述预设开关断开时长为最大断开时长，在接收到所述切换指令后，启动计时功能，并控制切断所述第一组开关；
在检测自接收到所述切换指令时刻时起的经历时长大于所述最大断开时长与所述预设死区时长之和时，执行所述第二组开关的导通操作。
3.根据权利要求2所述的驱动电路的切换方法，其特征在于，
所述第一形定子绕组为星形定子绕组，所述第二形定子绕组为三角形定子绕组，所述第一组开关包括第一开关与第二开关，所述第二组开关包括第三开关、第四开关与第五开关，
其中，所述多相定子绕组包括第一绕组、第二绕组与第三绕组，所述第一绕组的输入端连接至所述变频器的第一输出端、所述第二绕组的输入端连接至所述变频器的第二输出端，所述第三绕组的输入端连接至所述变频器的第三输出端，所述第一绕组的输出端连接至所述第一开关的一端，所述第二绕组的输出端连接至所述第一开关的另一端，所述第一开关的另一端还连接至所述第二开关的一端，所述第二开关的另一端连接至所述第三绕组的输出端，所述第三开关设置于所述第二绕组的输出端与所述第三绕组的输入端之间，所述第四开关设置于所述第一绕组的输出端与所述第二绕组的输入端之间，所述第五开关设置于所述第一绕组的输入端与所述第三绕组的输入端之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动电路的切换方法，其特征在于，
所述开关器件为继电器。
5.一种驱动电路的切换装置，适用于永磁同步电机，所述永磁同步电机通过矢量控制系统控制运行，所述矢量控制系统包括变频器，所述变频器连接至多相定子绕组，所述多相定子绕组能够构造为第一形定子绕组或第二形定子绕组，所述第一形定子绕组与所述第二形定子绕组分别用于驱动所述电机以不同频率状态运行，其特征在于，所述切换装置包括：
第一控制单元，用于在接收到切换指令时，控制向所述多相定子绕组输入零矢量电压，以使所述多相定子绕组进入所述零矢量电压的输入状态；
第二控制单元，用于在所述输入状态下，控制将所述第一形定子绕组切换至所述第二形定子绕组；
切换单元，用于在检测到所述输入状态的维持时长达到预设时长阈值时，控制将所述零矢量电压切换至非零矢量电压，
其中，所述预设时长阈值大于或等于预设开关断开时长、预设开关器件导通时长以及预设死区时长之和；
所述第二控制单元还用于：在所述多相定子绕组处于所述零矢量电压的输入状态时，依次控制断开第一组开关，以及控制导通第二组开关，
其中，所述第一组开关导通时形成所述第一形定子绕组，所述第二组开关导通时形成所述第二形定子绕组。
6.根据权利要求5所述的驱动电路的切换装置，其特征在于，所述第二控制单元包括：
切断控制单元，用于所述预设开关断开时长为最大断开时长，在接收到所述切换指令后，启动计时功能，并控制切断所述第一组开关；
导通控制单元，用于在检测自接收到所述切换指令时刻时起的经历时长大于所述最大断开时长与所述预设死区时长之和时，执行所述第二组开关的导通操作。
7.一种矢量控制系统，其特征在于，包括：
如权利要求5或6所述的驱动电路的切换装置。
8.一种永磁同步电机，其特征在于，所述永磁同步电机包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1-4中任意一项所述切换方法的步骤。
9.一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1-4中任意一项所述切换方法的步骤。
10.一种压缩机，其特征在于，包括如权利要求7所述的矢量控制系统和/或如权利要求8所述的永磁同步电机。
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