CN108336941B - 控制电路、控制方法、永磁同步电机、压缩机与存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机控制电路，包括：绕组模块，包括多个绕组，绕组模块具有数量相同的第一组抽头端与第二组抽头端；逆变器，逆变器的输入端连接至电源，逆变器的输出端连接至第一组抽头端，逆变器用于对绕组模块供电；开关模块，连接至第二组抽头端，开关模块用于控制第二组抽头端导通或断开，其中，在第二组抽头端断开时，绕组模块被构造为第一绕组连接结构，在第二组抽头端导通时，绕组模块被构造为第二绕组连接结构。相应地还提出了电机控制方法、永磁同步电机、压缩机和计算机可读存储介质。通过本发明的技术方案，分别采用两种绕组拓扑结构，以实现对应反电势的设定，进而减少弱磁的影响，实现分别在低速区域和高速区域下运行效率的提高。

Description

控制电路、控制方法、永磁同步电机、压缩机与存储介质

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种电机控制电路、一种电机控制方法、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

相关技术中，压缩机的电机的效率和速度通常为单一峰值的曲线，在电机运行过程中，当反电势设计较大时，虽然有利于低速区的效率提升，但此时电机会较早进入弱磁，导致在高速区的效率下降，反之，当反电势设计较小，虽然有利于高速区的效率提升，但是在低速区效率下降，从而造成高速区的效率和低速区的效率无法兼顾的矛盾，而该矛盾也成为了制约压缩机系统全范围效率进一步提升的重要因素。

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出了一种新的电机控制电路，通过新的绕组设计和切换方式，使电机运行在低速区域和高速区域分别采用两种绕组拓扑结构，来拓宽电机高效率运行范围，使得能够有效的降低电机运行时的能耗。

本发明的另一个目的在于对应提出了电机控制方法、永磁同步电机和计算机可读存储介质。

为实现上述至少一个目的，根据本发明的第一方面，提出了一种电机控制电路，该电路包括：绕组模块，包括多个绕组，绕组模块具有数量相同的第一组抽头端与第二组抽头端；逆变器，逆变器的输入端连接至电源，逆变器的输出端连接至第一组抽头端，逆变器用于对绕组模块供电；开关模块，连接至第二组抽头端，开关模块用于控制第二组抽头端导通或断开，其中，在第二组抽头端断开时，绕组模块被构造为第一绕组连接结构，在第二组抽头端导通时，绕组模块被构造为第二绕组连接结构。

在该技术方案中，电机控制电路包括由多个绕组组成的绕组模块，为了能够给绕组模块供电，使其可以正常的运行，将绕组模块的第一组抽头端与逆变器的输出端连接，而逆变器的输入端连接至电源，为了能够控制绕组模块，使其能够改变绕组的连接结构，将绕组模块的第二组抽头端与开关模块连接，当开关模块控制绕组模块的第二组抽头端断开时，能够将绕组模块构造成为第一绕组连接结构，当开关模块控制绕组模块的第二组抽头端导通时，能够将绕组模块构造成为第二绕组连接结构，通过对绕组连接结构的改变，能够使电机运行在低速区域和高速区域分别采用两种绕组连接结构，使得电机的高效率运行范围得到了拓宽，进而降低了电机运行时所产生的能耗。

具体地，通过控制定子电流来抵消反电势的影响称为弱磁控制，通过设置开关模块，以实现第一绕组连接结构与第二绕组连接结构之间的切换，以在低速区提高电机反电势，在高速区推迟电机进入弱磁。

在上述技术方案中，优选地，绕组模块包括：6个绕组，6个绕组首尾相连，任意相邻的两个绕组之间设置有抽头端，第一组抽头端与第二组抽头端交错设置。

在该技术方案中，绕组模块包括首尾相连的6个绕组，绕组的数量为偶数，以引出数量相同的两组抽头端，为了便于控制改变绕组的连接结构，在每个任意相邻的两个绕组之间设置有抽头端，通过将第一组抽头端与第二组抽头端交错设置方式，达到通过控制与开关模块连接的抽头端的断开与导通而改变连接结构的目的。

其中，可以将与逆变器连接的第一组抽头端作为主抽头端，将与开关模块连接的第二组抽头端作为副抽头端。

在上述任一技术方案中，优选地，第二组抽头端包括第一副抽头端、第二副抽头端与第三副抽头端，开关模块包括：第一开关单元，第一开关单元的第一端连接至第一副抽头端，第一开关单元的第二端连接之第二副抽头端；第二开关单元，第二开关单元的第一端连接至第一开关单元的第二端，第二开关单元的第二端连接至第三副抽头端。

在该技术方案中，为了使开关模块能够有效的控制绕组模块连接结构的改变，将开关模块的第一开关单元的第一端与绕组模块的第二组抽头端的第一副抽头端相连，将开关模块的第一开关单元的第二端、开关模块的第二开关单元的第一端和绕组模块的第二组抽头端的第二副抽头端相连，将开关模块的第二开关单元的第二端与绕组模块的第二组抽头端的第三副抽头端相连。

在上述任一技术方案中，优选地，开关单元为继电器。

在该技术方案中，为了使开关模块能够根据电机运行变化改变绕组模块中绕组的连接结构，开关模块中的开关单元为继电器，该继电器能够根据电机的运行状态的变化，控制第二组抽头端的断开和导通，进而实现由开关模块通过控制改变绕组模块连接结构的目的。

在上述任一技术方案中，优选地，开关单元包括：第一组二极管，包括两个同向串联的第一二极管与第二二极管，第一二极管与所述第二二极管之间具有第一端；第二组二极管，与第一组二极管并联设置，包括两个同向串联的第三二极管与第四二极管，第三二极管与第四二极管之间具有第二端；功率开关器件，设置于第一组二极管与第二组二极管之间，与第二组开关并联设置，功率开关器件与二极管的导通方向相反。

在该技术方案中，为了能够根据电机运行产生的功率变化，来控制第二组抽头端的断开和导通，开关单元包括功率开关器件，为了防止功率开关器件在动作的瞬间产生过高的电压脉冲而烧坏器件，将两组包括两个同向串联二极管进行并联，为了能够控制第二抽头端组的三个抽头端，将两组功率开关器件进行并联，其中，在第一二极管与第二二极管设置有第一端，在第三二极管与第四二极管之间设置有第二端。

具体地，针对任意一个开关单元，在第一端与第二端之间导通时至少有两种方式，以第二端为基准，第一端为正压，此时，通过第二二极管、功率开关器件以及第三二极管实现导通，以第一端为基准，第二端为正压，通过第四二极管、功率开关器件与第一二极管实现导通。

在上述任一技术方案中，优选地，功率开关器件包括绝缘栅双极晶体管、碳化硅或金氧半场效晶体管。

在该技术方案中，选用绝缘栅双极晶体管、碳化硅或金氧半场效晶体管在作为功率开关器件，可以使得开关模块在断开和导通第二组抽头端时的速度得到有效的提升，同时降低了开关模块驱动功率。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：滞环控制模块，连接至开关模块，滞环控制模块用于根据开关模块的输出信号生成控制脉冲信号。

在该技术方案中，通过设置滞环控制模块，具体为滞环比较器，比较器的输入端连接至开关模块，以实现对开关模块电压或电流的采样，通过采样值的比较，降低了电机转速处于预设切换转速阈值附近时绕组连接结构频繁切换的概率。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：开关驱动模块，连接至开关模块，开关驱动模块用于向开关模块发送脉冲电压信号，以驱动开关模块断开或导通。

在该技术方案中，通过设置开关启动模块，以向开关模块发送脉冲电压信号，开关模块在脉冲电压信号的作用下实现开闭切换，以使切换过程更加平滑可靠。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：空间矢量脉宽调节模块，连接至逆变器，调节模块用于调节逆变器输出的矢量电压。

在该技术方案中，通过空间矢量脉宽调节模块控制逆变器的矢量电压的输出，并在切换过程中控制逆变器输出零矢量电压，以实现切换过程的平稳过渡。

在上述任一技术方案中，优选地，第一绕组连接结构为三角形绕组连接结构，第二绕组连接结构为星形绕组连接结构。

其中，在三角形绕组连接结构下的反电势与在星形绕组连接结构下的反电势之比为

在该技术方案中，当开关模块控制第二组抽头端断开时，绕组模块的连接结构被构造为第一绕组连接结构，即为三角形绕组连接结构，当开关模块控制第二组抽头端导通时，绕组模块的连接结构被构造为第二绕组连接结构，即为星形绕组连接结构，其中三角形绕组连接结构下的反电势与在星形绕组连接结构下的反电势之比为

通过上述方案，可知，在开关模块控制改变绕组模块连接结构时，也改变了电机运行时的运行电压，通过对电机运行状态的变化而改变电机的运行电压，使得电机在不同运行状态下，都能够保证较高的运行效率，从而降低了电机运行时的功耗。

根据本发明的第二方面，提出了一种电机控制方法，该方法包括：实时监测电机的转速；在检测到转速大于或等于预设切换转速阈值时，控制开关模块闭合，以采用星形绕组连接结构；在检测到转速小于预设切换转速阈值时，控制开关模块断开，以采用三角形绕组连接结构，其中，在三角形绕组连接结构下的反电势与在星形绕组连接结构下的反电势之比为

在该技术方案中，为了能够使电机运行持续保持在较高的效率，在电机中设置了预设切换转速阈值，并实时监测电机的转速，当检测到在三角绕组连接结构控制下的电机运行的转速大于或等于预设切换转速阈值时，为了保证高转速下的电机的运行效率，通过控制开关模块闭合，将三角形绕组连接结构切换至星形绕组连接结构，当检测到电机在星形绕组连接结构控制运行的转速小于预设切换转速阈值，通过控制开关模块断开，将星形绕组连接结构切换至三角形绕组连接结构，使三角形绕组连接结构控制电机运行，其中，在三角形绕组连接结构下的绕组的反电势与在星形绕组连接结构下的绕组的反电势之比为

通过使电机在不同的转速下采用不同的绕组连接结构控制电机运行的方式，可以使电机在高速和低速运转时的运行效率都能得到有效的保证，进而降低了电机运转的能耗。

具体地，通过控制定子电流来抵消反电势的影响称为弱磁控制，通过设置开关模块，以实现第一绕组连接结构与第二绕组连接结构之间的切换，在检测到电机转速大于或等于预设切换转速阈值时，表明电机处于高速运行区间，通过采用星形绕组连接结构，减小反电势的设计值，进而提升电机在高速运行区间的运行效率，在检测到电机转速小于预设切换转速阈值时，表明电机处于低速运行区间，通过采用三角形绕组连接结构，增加反电势的设计值，进而提升电机在低速运行区间的运行效率。

在上述技术方案中，优选地，该电机控制方法还包括：根据预设占空比的脉冲电压驱动开关模块闭合或断开，并持续预设时长。

在该技术方案中，为了减小在绕组连接结构改变时产生的冲击，采用预设占空比的脉冲电压驱动开关模块闭合或断开的方式，并将闭合或断开的动作持续预设的时间后，将开关模块完全闭合或断开，有效的保证了电机的运行安全，增加了电机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，还包括：在执行连接结构的切换操作过程中，通过空间矢量脉宽调节模块控制逆变器输出零矢量电压。

在该技术方案中，通过在切换过程中向定子绕组输入零矢量电压，使电机转子处于空转状态，以保证绕组连接结构的顺利切换。

在上述任一技术方案中，优选地，该电机控制方法，还包括：在执行连接结构的切换操作后，根据三角形绕组连接结构与星形绕组连接结构之间的相位差调整电压空间矢量；根据电压空间矢量控制电机继续运行。

在该技术方案中，为了保证电机的稳定运行，在绕组连接结构切换后，根据三角形绕组连接结构与星形绕组连接结构之间的相位差调整电压空间矢量，进而根据调整后的电压空间矢量控制电机运行，通过对电压空间矢量的调整，提高了电机在绕组连接结构切换后运行的稳定性，进而保证了电机的运行安全，延长了电机的使用寿命。

根据本发明的第三方面，提供了一种永磁同步电机，包括：如上述第一方面的技术方案中任一项所述的电机控制电路。

根据本发明的第四方面，提供了一种永磁同步电机，包括：处理器；用于储存处理器可执行指令的存储器，其中，处理器用于执行存储器中储存的可执行指令时实现如上述第二方面的技术方案中任一项所述的电机控制方法的步骤。

根据本发明的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述第二方面的技术方案中任一项所述的电机控制方法的步骤。

根据本发明的第六方面，提供了一种压缩机，包括：上述第三方面或第四方面的技术方案中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中部分给出，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示出了本发明第一实施例的电机控制电路的示意框图；

图2示出了本发明第二实施例的电机控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明第三实施例的电机控制电路的电路图；

图4示出了本发明第三实施例的电机控制方法的流程示意图；

图5示出了本发明第四实施例的永磁同步电机的示意框图。

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对本发明第一实施例的电机控制电路进行具体说明。

如图1所示，根据本发明第一实施例的电机控制电路，包括，绕组模块102、逆变器104和开关模块106。

其中，绕组模块102包括多个绕组，绕组模块102具有数量相同的第一组抽头端与第二组抽头端；逆变器104的输入端连接至电源，输出端连接至第一组抽头端，逆变器104用于对绕组模块102供电；开关模块106连接至第二组抽头端，用于控制第二组抽头端导通或断开，其中，在第二组抽头端断开时，绕组模块102被构造为第一绕组连接结构，在第二组抽头端导通时，绕组模块102被构造为第二绕组连接结构。

在该实施例中，电机控制电路包括由多个绕组组成的绕组模块，为了能够给绕组模块供电，使其可以正常的运行，将绕组模块的第一组抽头端与逆变器的输出端连接，而逆变器的输入端连接至电源，为了能够控制绕组模块，使其能够改变绕组的连接结构，将绕组模块的第二组抽头端与开关模块连接，当开关模块控制绕组模块的第二组抽头端断开时，能够将绕组模块构造成为第一绕组连接结构，当开关模块控制绕组模块的第二组抽头端导通时，能够将绕组模块构造成为第二绕组连接结构，通过对绕组连接结构的改变，能够使电机运行在低速区域和高速区域分别采用两种绕组连接结构，使得电机的高效率运行范围得到了拓宽，进而降低了电机运行时所产生的能耗。

具体地，通过控制定子电流来抵消反电势的影响称为弱磁控制，通过设置开关模块，以实现第一绕组连接结构与第二绕组连接结构之间的切换，以在低速区提高电机反电势，在高速区推迟电机进入弱磁。

如图1所示，进一步地，上述实施例中，绕组模块102包括：6个绕组，分别包括绕组1022，绕组1024、绕组1026、绕组1028、绕组1030与绕组1032，6个绕组首尾相连，任意相邻的两个绕组之间设置有抽头端，第一组抽头端与第二组抽头端交错设置。

在该实施例中，绕组模块包括首尾相连的6个绕组，为了便于控制改变绕组的连接结构，在每个任意相邻的两个绕组之间设置有抽头端，通过将第一组抽头端与第二组抽头端交错设置方式，达到通过控制与开关模块连接的抽头端的断开与导通而改变连接结构的目的。

其中，可以将与逆变器连接的第一组抽头端作为主抽头端，包括设置于绕组1022与绕组1032之间的抽头端，设置于绕组1024与绕组1026之间的抽头端以及设置于绕组1028与绕组1030之间的抽头端，将与开关模块连接的第二组抽头端作为副抽头端，包括设置于绕组1022与绕组1034之间的抽头端，设置于绕组1028与绕组10230之间的抽头端以及设置于绕组1030与绕组1032之间的抽头端。

进一步地，上述实施例中，第二组抽头端包括第一副抽头端、第二副抽头端与第三副抽头端，开关模块包括：第一开关单元，第一开关单元的第一端连接至第一副抽头端，第一开关单元的第二端连接之第二副抽头端；第二开关单元，第二开关单元的第一端连接至第一开关单元的第二端，第二开关单元的第二端连接至第三副抽头端。

在该实施例中，为了使开关模块能够有效的控制绕组模块连接结构的改变，将开关模块的第一开关单元的第一端与绕组模块的第二组抽头端的第一副抽头端相连，将开关模块的第一开关单元的第二端、开关模块的第二开关单元的第一端和绕组模块的第二组抽头端的第二副抽头端相连，将开关模块的第二开关单元的第二端与绕组模块的第二组抽头端的第三副抽头端相连。

进一步地，在上述实施例中，开关单元为继电器。

在该实施例中，为了使开关模块能够根据电机运行变化改变绕组模块中绕组的连接结构，开关模块中的开关单元为继电器，该继电器能够根据电机的运行状态的变化，控制第二组抽头端的断开和导通，进而实现由开关模块通过控制改变绕组模块连接结构的目的。

进一步地，在上述实施例中，开关单元包括：第一组二极管，包括两个同向串联的第一二极管与第二二极管，第一二极管与第二二极管之间具有第一端；第二组二极管，与第一组二极管并联设置，包括两个同向串联的第三二极管与第四二极管，第三二极管与第四二极管之间具有第二端；功率开关器件，设置于第一组二极管与第二组二极管之间，与第二组开关并联设置，功率开关器件与二极管的导通方向相反。

在该实施例中，为了能够根据电机运行产生的功率变化，来控制第二组抽头端的断开和导通，开关单元包括功率开关器件，为了防止功率开关器件在动作的瞬间产生过高的电压脉冲而烧坏器件，将两组包括两个同向串联二极管进行并联，为了能够控制第二组抽头端的三个抽头端，将两组功率开关器件进行并联，其中，在第一二极管与第二二极管设置有第一端，在第三二极管与第四二极管之间设置有第二端。

具体地，针对任意一个开关单元，在第一端与第二端之间导通时至少有两种方式，以第二端为基准，第一端为正压，此时，通过第二二极管、功率开关器件以及第三二极管实现导通，以第一端为基准，第二端为正压，通过第四二极管、功率开关器件与第一二极管实现导通。

进一步地，在上述实施例中，功率开关器件包括绝缘栅双极晶体管、碳化硅或金氧半场效晶体管。

在该实施例中，选用绝缘栅双极晶体管、碳化硅或金氧半场效晶体管在作为功率开关器件，可以使得开关模块在断开和导通第二组抽头端时的速度得到有效的提升，同时降低了开关模块驱动功率。

进一步地，在上述实施例中，还包括：滞环控制模块，连接至开关模块，滞环控制模块用于根据开关模块的输出信号生成控制脉冲信号。

在该实施例中，通过设置滞环控制模块，具体为滞环比较器，比较器的输入端连接至开关模块，以实现对开关模块电压或电流的采样，通过采样值的比较，降低了电机转速处于预设切换转速阈值附近时绕组连接结构频繁切换的概率。

进一步地，在上述实施例中，还包括：开关驱动模块，连接至开关模块，开关驱动模块用于向开关模块发送脉冲电压信号，以驱动开关模块断开或导通。

在该实施例中，通过设置开关启动模块，以向开关模块发送脉冲电压信号，开关模块在脉冲电压信号的作用下实现开闭切换，以使切换过程更加平滑可靠。

进一步地，在上述实施例中，还包括：空间矢量脉宽调节模块，连接至逆变器，调节模块用于调节逆变器输出的矢量电压。

在该实施例中，通过空间矢量脉宽调节模块控制逆变器的矢量电压的输出，并在切换过程中控制逆变器输出零矢量电压，以实现切换过程的平稳过渡。

进一步地，在上述实施例中，第一绕组连接结构为三角形绕组连接结构，第二绕组连接结构为星形绕组连接结构，其中，在三角形绕组连接结构下的反电势与在星形绕组连接结构下的反电势之比为

在该实施例中，当开关模块控制第二组抽头端断开时，绕组模块的连接结构被构造为第一绕组连接结构，即为三角形绕组连接结构，当开关模块控制第二组抽头端导通时，绕组模块的连接结构被构造为第二绕组连接结构，即为星形绕组连接结构，其中三角形绕组连接结构下的反电势与在星形绕组连接结构下的反电势之比为

通过上述方案，可知，在开关模块控制改变绕组模块连接结构时，也改变了电机运行时的运行电压，通过对电机运行状态的变化而改变电机的运行电压，使得电机在不同运行状态下，都能够保证较高的运行效率，从而降低了电机运行时的功耗。

图2示出了本发明第二实施例的电机控制方法的流程示意图。

如图2所示，根据本发明第二实施例的电机控制方法，具体包括以下流程步骤：

步骤S202，实时监测所述电机的转速。

步骤S204，在检测到转速大于或等于预设切换转速阈值时，控制开关模块闭合，以采用星形绕组连接结构。

步骤S206，在检测到转速小于预设切换转速阈值时，控制开关模块断开，以采用三角形绕组连接结构。

其中，在所述三角形绕组连接结构下的反电势与在所述星形绕组连接结构下的反电势之比为

在该实施例中，为了能够使电机运行持续保持在较高的效率，在电机中设置了预设切换转速阈值，并实时监测电机的转速，当检测到在三角绕组连接结构控制下的电机运行的转速大于或等于预设切换转速阈值时，为了保证高转速下的电机的运行效率，通过控制开关模块闭合，将三角形绕组连接结构切换至星形绕组连接结构，当检测到电机在星形绕组连接结构控制运行的转速小于预设切换转速阈值，通过控制开关模块断开，将星形绕组连接结构切换至三角形绕组连接结构，使三角形绕组连接结构控制电机运行，其中，在三角形绕组连接结构下的绕组的反电势与在星形绕组连接结构下的绕组的反电势之比为

通过使电机在不同的转速下采用不同的绕组连接结构控制电机运行的方式，可以使电机在高速和低速运转时的运行效率都能得到有效的保证，进而降低了电机运转的能耗。

具体地，通过控制定子电流来抵消反电势的影响称为弱磁控制，通过设置开关模块，以实现第一绕组连接结构与第二绕组连接结构之间的切换，在检测到电机转速大于或等于预设切换转速阈值时，表明电机处于高速运行区间，通过采用星形绕组连接结构，减小反电势的设计值，进而提升电机在高速运行区间的运行效率，在检测到电机转速小于预设切换转速阈值时，表明电机处于低速运行区间，通过采用三角形绕组连接结构，增加反电势的设计值，进而提升电机在低速运行区间的运行效率。

进一步地，上述实施例中，该电机控制方法还包括：根据预设占空比的脉冲电压驱动开关模块闭合或断开，并持续预设时长。

在该实施例中，为了减小在绕组连接结构改变时产生的冲击，采用预设占空比的脉冲电压驱动开关模块闭合或断开的方式，并将闭合或断开的动作持续预设的时间后，将开关模块完全闭合或断开，有效的保证了电机的运行安全，增加了电机的使用寿命。

进一步地，在上述实施例中，该电机控制方法，还包括：在执行连接结构的切换操作过程中，通过空间矢量脉宽调节模块控制逆变器输出零矢量电压。

在该技术方案中，通过在切换过程中向定子绕组输入零矢量电压，使电机转子处于空转状态，以保证绕组连接结构的顺利切换。

进一步地，在上述实施例中，该电机控制方法，还包括：在执行连接结构的切换操作后，根据三角形绕组连接结构与星形绕组连接结构之间的相位差调整电压空间矢量；根据电压空间矢量控制电机继续运行。

下面结合图1、图3和图4对本发明第三实施例的电机控制方法进行具体说明。

如图1所示，根据本发明第三实施例的电机控制电路，包括，绕组模块301、逆变器302和开关模块303。

其中，绕组模块301由六个对称绕组首尾相连而成，分别是A1、A2、B1、B2、C1和C2，每个绕组连接点均有抽头端抽出，分为两组，第一组抽头端是a、b和c，第二组抽头端是a1、b1和c1，总共六个抽头端；逆变器302为三相逆变器；开关模块303包括两个开关单元，每一开关单元由电力电子可控开关和四个二极管构成。

如图3所示，开关模块包括第一开关单元与第二开关单元，第一开关单元包括同向并联的二极管1062与二极管1064，第二开关单元包括同向并联的二极管1066与二极管1068，以及与二极管能够反向导通的功率开关器件1070，在第一端与第二端之间导通时至少有两种方式，以第二端为基准，第一端为正压，此时，通过第二二极管1064、功率开关器件1070以及第三二极管1072实现导通，以第一端为基准，第二端为正压，通过第四二极管1068、功率开关器件1070与第一二极管1062实现导通。其中，在由导通至关断或者由关断至导通切换的时刻，设置开关单元的占空比为非全通和全断的过渡阶段，过渡阶段的长短根据实际的情况进行设置，即预设时长。

其中，电力电子可控开关包括绝缘栅双极晶体管、碳化硅或金氧半场效晶体管，四个二极管采用两串两并的方式连接，两个开关单元并联。

具体地，第一组抽头端分别连接至逆变器302的三个输出端，第二组抽头端连接至开关模块303，当开关模块303断开第二组抽头端的连接时，绕组模块301为三角形绕组连接结构，当开关模块303导通第二组抽头端的连接时，绕组模块301为星形绕组连接结构，在三角形绕组连接结构下的反电势与在星形绕组连接结构下的反电势之比为

如图4所示，根据本发明第三实施例的电机控制方法，具体包括以下流程步骤：

步骤S402，启动电机。

步骤S404，控制第二组抽头端处于断开状态。

具体地，在启动时，第二组抽头端处于断开状态，使绕组模块为三角形绕组连接结构控制电机运行。

步骤S406，检测电机的转速是否大于或等于预设速度，若是执行步骤S408，若否，执行步骤S404。

具体地，在电机中设置了预设速度，当检测到电机的转速大于或等于预设速度时，执行步骤S408；当检测到电机的转速小于预设速度时，则继续由三角形绕组连接结构控制电机运行。

步骤S408，采用PWM方式驱动执行第二组抽头端的导通操作。

具体地，为减小冲击，闭合的过程以PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)方式驱动，逐渐使系统平衡在新的状态。

步骤S410，第二组抽头处于导通状态。

具体地，通过PWM方式驱动，开关模块导通第二组抽头端的连接，使绕组模块为星形绕组连接结构控制电机运行。

步骤S412，检测电机的转速是否小于预设速度，若是执行步骤S414，若否，执行步骤S410。

步骤S414，采用PWM方式驱动执行第二组抽头端的断开操作。

具体地，为减小绕组连接结构在切换时的冲击，闭合的过程以PWM方式驱动，逐渐使系统平衡在新的状态，而后执行步骤S404。

重复执行上述步骤，使得电机在运行过程中，能够根据电机的转速调整绕组连接结构，采用调整绕组连接结构的方式，达到拓宽电机高效率运行范围的目的，进而降低电机运行时的功耗。

图5示出了本发明的第四实施例的永磁同步电机的示意框图。

如图5所示，根据本发明第四实施例的永磁同步电机50，包括处理器502和存储器504，其中，存储器504上存储有可在处理器502上运行的计算机程序，其中存储器504和处理器502之间可以通过总线连接，该处理器502用于执行存储器504中存储的计算机程序时实现如上实施例中所述的电机控制方法的步骤。

本发明实施例的方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例的电机控制电路中的单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

根据本发明的实施例，提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上实施例中所述的电机控制方法的步骤。

进一步地，可以理解的是，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

作为本发明的一个实施例，还提出了一种永磁同步电机，包括上述任一实施例中所述的电机控制电路。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，通过该技术方案，可以使电机运行在低速区域和高速区域分别采用两种绕组拓扑结构，来拓宽电机高效率运行范围，使得能够有效的降低电机运行时的能耗。

在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (17)

1.一种电机控制电路，其特征在于，包括：

绕组模块，包括多个绕组，所述绕组模块具有数量相同的第一组抽头端与第二组抽头端；

逆变器，所述逆变器的输入端连接至电源，所述逆变器的输出端连接至所述第一组抽头端，所述逆变器用于对所述绕组模块供电；

开关模块，连接至所述第二组抽头端，所述开关模块用于控制所述第二组抽头端导通或断开，

其中，在所述第二组抽头端断开时，所述绕组模块被构造为第一绕组连接结构，在所述第二组抽头端导通时，所述绕组模块被构造为第二绕组连接结构；

所述第二组抽头端包括第一副抽头端、第二副抽头端与第三副抽头端，所述开关模块包括：

第一开关单元，所述第一开关单元的第一端连接至所述第一副抽头端，所述第一开关单元的第二端连接至所述第二副抽头端；

第二开关单元，所述第二开关单元的第一端连接至所述第一开关单元的第二端，所述第二开关单元的第二端连接至所述第三副抽头端；

所述第一绕组连接结构为三角形绕组连接结构，所述第二绕组连接结构为星形绕组连接结构。

2.根据权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，所述绕组模块包括：

6个绕组，所述6个绕组首尾相连，任意相邻的两个所述绕组之间设置有所述抽头端，

其中，所述第一组抽头端与所述第二组抽头端交错设置。

3.根据权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，

所述开关单元为继电器。

4.根据权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，所述开关单元包括：

第一组二极管，包括两个同向串联的第一二极管与第二二极管，所述第一二极管与所述第二二极管之间具有所述第一端；

第二组二极管，与所述第一组二极管并联设置，包括两个同向串联的第三二极管与第四二极管，所述第三二极管与所述第四二极管之间具有所述第二端；

功率开关器件，设置于所述第一组二极管与所述第二组二极管之间，并与所述第二组开关并联设置，所述功率开关器件与所述二极管的导通方向相反，

其中，在所述第一二极管与所述第二二极管设置有所述第一端，在所述第三二极管与所述第四二极管之间设置有所述第二端。

5.根据权利要求4所述的电机控制电路，其特征在于，

所述功率开关器件包括绝缘栅双极晶体管、碳化硅与金氧半场效晶体管中的至少一种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机控制电路，其特征在于，还包括：

滞环控制模块，连接至所述开关模块，所述滞环控制模块用于根据所述开关模块的输出信号生成控制脉冲信号。

7.根据权利要求6所述的电机控制电路，其特征在于，还包括：

开关驱动模块，连接至所述开关模块，所述开关驱动模块用于向所述开关模块发送脉冲电压信号，以驱动所述开关模块断开或导通。

8.根据权利要求7所述的电机控制电路，其特征在于，还包括：

空间矢量脉宽调节模块，连接至所述逆变器，所述调节模块用于调节所述逆变器输出的矢量电压。

9.根据权利要求8所述的电机控制电路，其特征在于，

其中，在所述三角形绕组连接结构下的反电势与在所述星形绕组连接结构下的反电势之比为

10.一种电机控制方法，其特征在于，用于权利要求1至9中任一项所述的电机控制电路，所述电机控制方法包括：

实时监测所述电机的转速；

在检测到所述转速大于或等于预设切换转速阈值时，控制开关模块闭合，以采用星形绕组连接结构；

在检测到所述转速小于所述预设切换转速阈值时，控制所述开关模块断开，以采用三角形绕组连接结构。

11.根据权利要求10所述的电机控制方法，其特征在于，还包括：

根据预设占空比的脉冲电压驱动所述开关模块闭合或断开，并持续预设时长。

12.根据权利要求10所述的电机控制方法，其特征在于，还包括：

在执行所述连接结构的切换操作过程中，通过空间矢量脉宽调节模块控制逆变器输出零矢量电压。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的电机控制方法，其特征在于，还包括：

在执行所述连接结构的切换操作后，根据所述三角形绕组连接结构与所述星形绕组连接结构之间的相位差调整电压空间矢量；

根据所述电压空间矢量控制所述电机继续运行。

14.一种永磁同步电机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的电机控制电路。

15.一种永磁同步电机，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10-13中任意一项所述控制方法的步骤。

16.一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10-13中任意一项所述的电机控制方法的步骤。

17.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求14或15所述的永磁同步电机。

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