CN111669000A - 转子的控制电路、转子组件、电机及压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子的控制电路、转子组件、电机和压缩机，其中，转子的控制电路包括控制模块、工作开关模块和起动开关模块，工作开关模块与控制模块相连接；起动开关模块与控制模块相连接，起动开关模块与工作开关模块串联后连接于供电电源的两端，转子的励磁线圈并联于起动开关模块的两端；其中，控制模块根据控制信号控制工作开关模块导通和起动开关模块以调节励磁线圈与供电电源的连接状态。本发明通过工作开关模块和起动开关模块的配合，进而实现具有该励磁线圈的电机在起动过程中由异步电机运行状态切换为同步电机运行状态，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。

Description

转子的控制电路、转子组件、电机及压缩机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子的控制电路、一种转子组件、一种电机和一种压缩机。

背景技术

目前，在水电站、火电站或核电站中常使用的交流发电机，而同步电机是一种常用的交流电机，同步电机既可用作发电机，也可以作为电动机或补偿机。与常规的异步电机相比较，同步电机稳态运行时，转子转速与负载的大小无关，且可始终保持为同步转速，其功率因数也可以调节，进而适用于恒速负载和需要改善功率因数的场合中。然而，由于同步电机自身不具备自起动功能，常需要在电机的转子上设置专门的起动绕组或者采用变频控制器来控制其起动，因而造成同步电机结构复杂且成本较高的问题。

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，本发明的第一个方面在于，提出一种转子的控制电路。

本发明的第二个方面在于，提出一种转子组件。

本发明的第三个方面在于，提出一种电机。

本发明的第四个方面在于，提出一种压缩机。

有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提供了一种转子的控制电路，包括控制模块、工作开关模块和起动开关模块，工作开关模块与控制模块相连接；起动开关模块与控制模块相连接，起动开关模块与工作开关模块串联后连接于供电电源的两端，转子的励磁线圈并联于起动开关模块的两端；其中，控制模块根据控制信号控制工作开关模块和起动开关模块以调节励磁线圈与供电电源的连接状态。

本发明提供的转子的控制电路，包括控制模块、工作开关模块和起动开关模块，工作开关模块与控制模块相连接，起动开关模块与控制模块相连接，控制模块可以控制工作开关模块的导通或关断，控制模块也可以控制起动开关模块的导通或关断。起动开关模块和工作开关模块串联后连接在供电电源的两端，转子的励磁线圈并联在起动开关模块的两端。具体地，励磁线圈可以直接并联在起动开关模块的两端，励磁线圈也可以间接地并联在起动开关模块的两端。励磁线圈与供电电源的连接状态包括两种，一种是励磁线圈与供电电源电气连接，即供电电源可向励磁线圈供电，另一种是励磁线圈并未与供电电源相连接，即励磁线圈处于短路状态。其中，当控制模块控制工作开关模块关断、起动开关模块导通时，则此时励磁线圈未与供电电源相连接，且其处于短路状态，此时具有该转子的电机可以等效为异步电机，通过电机中定子的电枢绕组通电而产生旋转磁场，转子在该旋转磁场的作用下起动旋转。而当控制模块控制工作开关模块导通、起动开关模块关断时，则可以使励磁线圈与供电电源相连通，此时具有该转子的电机可等效为同步电机，供电电源向励磁线圈供电，令电机由异步电机切换为同步电机，通过工作开关模块和起动开关模块的配合，进而实现具有该励磁线圈的电机由异步电机切换为同步电机，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的转子的控制电路，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，在控制模块接收到第一控制信号的情况下，控制工作开关模块关断、起动开关模块导通；在控制模块接收到第二控制信号的情况下，控制工作开关模块导通、起动开关模块关断。

在该技术方案中，控制模块包括第一控制信号和第二控制信号，其中第一控制信号和第二控制信号分别与励磁线圈和供电电源的连接状态相关联。当控制模块接收到第一控制信号的情况下，控制模块控制工作开关模块关断、起动开关模块导通，则此时励磁线圈未与供电电源相连，此时，励磁线圈处于短路状态，则电机可以等效为异步电机，通过电机中定子的电枢绕组通电而产生旋转磁场，转子在该旋转磁场的作用下起动旋转。当控制模块接收到第二控制信号的情况下，控制模块控制工作开关模块导通，起动开关模块关断，此时励磁线圈与供电电源相连接，则电机将由异步电机切换为同步电机，通过工作开关模块和起动开关模块的配合，进而实现具有该励磁线圈的电机由异步电机切换为同步电机，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。

在上述任一技术方案中，优选地，工作开关模块包括工作开关；起动开关模块包括串接的起动开关和至少一个阻性元件；工作开关或起动开关为以下任意一种：继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。

在该技术方案中，工作开关模块包括工作开关。工作开关可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。起动开关模块包括串接的起动开关和至少一个阻性元件，至少一个阻性元件可以起到限流作用，在起动开关导通的情况下，避免出现电流过大而损坏电路中的其他部件。起动开关可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。

在上述任一技术方案中，优选地，转子的控制电路还包括通信模块，通信模块与控制模块相连接，通信模块与控制器通信以接收控制信号。

在该技术方案中，转子的控制电路还包括通信模块，通信模块与控制模块通信连接，一方面通信模块用于接收控制器所发送的控制信号，进而使得控制模块根据控制信号执行相应的操作；另一方面通信模块可将起动开关模块和工作开关模块中的信号发送至控制器，进而令控制器知晓转子的控制电路中的运行情况，确保转子的控制电路的稳定性和安全性。其中，控制器可以为外部控制器，通信模块与控制器的连接方式包括无线连接或有线连接。

在上述任一技术方案中，优选地，在转子的当前转速首次大于等于预设转速的情况下，控制模块生成第二控制信号。

在该技术方案中，在电机起动时，转子的转速小于预设转速，控制模块会根据接收到的第一控制信号控制工作开关模块关断、起动开关模块导通，进而可使励磁线圈与供电电源断开，且励磁线圈被起动开关模块短路，此时具有该励磁线圈的电机为异步电机，其可以在电机定子的电枢绕组通电而产生旋转磁场，转子在该旋转磁场的作用下起动旋转。在转子的当前转速首次大于等于预设转速的情况下时，则控制模块可生成第二控制信号，且控制起动开关模块关断、工作开关模块导通，使得励磁线圈与供电电源相连通，使电机由异步电机切换为同步电机，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。预设转速可以根据电机的额定转速进行设定。具体地，预设转速可以为电机的额定转速，也可以为电机的额定转速的70％～80％。

在上述任一技术方案中，优选地，转子的控制电路还包括功率调节模块，功率调节模块与控制模块相连接且并联于起动开关模块的两端，励磁线圈连接于功率调节模块中，控制模块根据第三控制信号或第四控制信号控制功率调节模块调节流经励磁线圈的电流大小和/或方向。

在该技术方案中，转子的控制电路还包括功率调节模块，功率调节模块与控制模块相连接，功率调节模块并联在起动开关模块的两端，励磁线圈连接在功率调节模块中，控制模块可根据第三控制信号或第四控制信号控制功率调节模块调节流经励磁线圈的电流大小和/或方向，进而实现改变具有该转子的电机转子极数，改善气隙磁场波形，减小磁场谐波，减小因高次谐波而导致的损耗，有效提高电机效率，进而调节电机输出电压的频率、幅值，改善电机输出电压的电能质量。通信模块与控制器通信连接，通信模块可接收第三控制信号或第四控制信号，进而实现对功率调节模块的控制。

在上述任一技术方案中，优选地，功率调节模块的数量为多个，励磁线圈的数量为多个，一个功率调节模块与多个励磁线圈中的至少一个相连接以构成功率调节组，多个功率调节组分别连接在起动开关模块的两端。

在该技术方案中，功率调节模块的数量为多个，励磁线圈的数量为多个，且一个功率调节模块与多个励磁线圈中的至少一个相连接以形成功率调节组，多个功率调节组分别与供电电源相连。通过为至少一个励磁线圈设置相对应的功率调节模块，进而使得至少一个励磁线圈中的电流大小和/或方向都可以被调节。通过对励磁线圈进行单独控制，进而改变电机转子极数，控制气隙磁场，以实现减小磁场谐波，减小因高次谐波导致的损耗，提高电机效率。

在上述任一技术方案中，优选地，功率调节模块包括第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关，第二功率开关与第一功率开关串联构成第一开关组；第四功率开关与第三功率开关串联构成第二开关组，第一开关组和第二开关组并联在供电电源中；励磁线圈的一端连接在第一功率开关和第二功率开关之间，励磁线圈的另一端连接在第三功率开关和第四功率开关之间。

在该技术方案中，功率调节模块包括第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关，第一功率开关与第二功率开关串联构成第一开关组，第三功率开关与第四功率开关串联构成第二开关组，其中，第一开关组和第二开关组并联在供电电源中。励磁线圈的两个接线端子可以表示为负极端子“N”和正极端子“P”，令电流由励磁线圈的N端子流向P端子为正方向，则电流由励磁线圈的P端子流向N端子为负方向。励磁线圈的N端子连接在第一功率开关和第二功率开关之间，励磁线圈的P端子连接在第三功率开关和第四功率开关之间。通过控制第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关的导通、断开、导通时间和断开时间，进而实现流经励磁线圈的电流方向的切换和电流大小的调节。

在上述任一技术方案中，优选地，在控制模块接收到第三控制信号的情况下，控制第一功率开关和第四功率开关导通，第二功率开关和第三功率开关断开；在控制模块接收到第四控制信号的情况下，控制第二功率开关和第三功率开关导通，第一功率开关和第四功率开关断开。

在该技术方案中，在控制模块接收到第三控制信号的情况下，控制第一功率开关和第四功率开关导通，第二功率开关和第三功率开关断开，此时电流自励磁线圈的N端子流向P端子，即流经励磁线圈的电流方向为正方向；在控制模块接收到第四控制信号的情况下，驱动第二功率开关和第三功率开关导通，第一功率开关和第四功率开关断开，此时电流自励磁线圈的P端子流向N端子，即流经励磁线圈的电流方向为负方向，通过第三控制信号或第四控制信号以控制第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关的导通、断开即可实现流经励磁线圈的电流方向的切换。同样地，当功率调节模块中的第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关和第四功率开关的导通或断开回路已经确定时，通过控制导通时间和断开时间可实现调节流经励磁线圈的电流大小的目的。

在上述任一技术方案中，优选地，供电电源为直流电源或交流电源；在供电电源为交流电源的情况下，转子的控制电路还包括整流模块，功率调节模块和工作开关模块通过整流模块与供电电源相连接。

在该技术方案中，供电电源可以为直流电源或者交流电源，当供电电源为直流电源时，则供电电源可直接向功率调节模块供电，进而便于功率调节模块控制励磁线圈内流经电流的方向。

在供电电源为交流电源的情况下，转子的控制电路还包括整流模块，功率调节模块、工作开关模块通过整流模块与供电电源相连接，这样可使交流电源提供的交流电经整流模块而整流成直流电以向功率调节模块供电，进而便于功率调节模块控制励磁线圈内流经电流的方向。

根据本发明的第二个方面，提供了一种转子组件，用于电机，转子组件包括转子、多个绕线槽、电路板和多个励磁线圈，多个绕线槽设置在转子上，多个绕线槽中的每个绕线槽沿转子的轴向贯通；电路板设置在转子的一端，电路板上设置有上述任一技术方案中所述的转子的控制电路；多个励磁线圈中的每个励磁线圈穿过至少两个绕线槽以设置于转子上，励磁线圈的两端设有接线端子，两个接线端子连接于转子的控制电路中。

本发明提供的转子组件，包括转子、多个绕线槽、电路板和多个励磁线圈，多个绕线槽设在转子上，且每个绕线槽沿转子的轴向贯通。转子由多个转子冲片叠压构成。优选地，转子冲片为硅钢片。电路板设置在转子的一端，且电路板上设置有上述任一技术方案所述的转子的控制电路，多个励磁线圈中的每个励磁线圈穿过至少两个绕线槽设置在转子上，励磁线圈的两端设有接线端子，两个接线端子连接于转子的控制电路中。本发明所提供的转子组件包括上述任一技术方案中所提供的转子的控制电路，因此具有该转子的控制电路的全部有益效果，在此不再赘述。

另外，根据本发明提供的上述技术方案中的转子组件，还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，转子组件还包括传感器，传感器与控制模块相连接，传感器用于检测转子的转速信号，控制模块根据转速信号确定转子的当前转速。

在该技术方案中，转子组件还包括传感器，传感器与控制模块相连接，传感器用于检测转子的转速信号，控制模块可根据转速信号确定转子的当前转速，进而根据转子的当前转速和预设转速确定是否生成第二控制信号。

在上述任一技术方案中，优选地，转子组件还包括：第一轴孔、第二轴孔和转轴，第一轴孔设置在转子的中心；第二轴孔设置在电路板的中心；转轴穿过第一轴孔和第二轴孔以与转子和电路板固定相连；接线端子凸出于转子靠近电路板的端面。

在该技术方案中，转子组件还包括第一轴孔、第二轴孔和转轴，其中第一轴孔设置在转子上。优选地，第一轴孔设置在转子的中心位置。第二轴孔设置在电路板上。优选地，第二轴孔对应于第一轴孔设置在电路板的中心位置。转轴穿过第一轴孔与转子固定连接，转轴穿过第二轴孔与电路板固定连接。在转子旋转过程中带动转轴旋转，进而以使连接在转轴上的电路板与转子、转轴同步旋转。通过使励磁线圈上的两个接线端子凸出于转子靠近电路板的端面，进而便于接线端子与电路板相连接，降低加工难度。

在上述任一技术方案中，优选地，供电电源为励磁发电机，励磁发电机设置在转轴上靠近电路板的一端。

在该技术方案中，供电电源为励磁发电机，励磁发电机连接在转轴上且向功率调节模块、工作开关模块、起动开关模块供电，通过采用励磁发电机而无需接入外部供电电源，避免电路板与外部供电电源的连接部件的损耗，延长电机的使用寿命。

在上述任一技术方案中，优选地，转子组件还包括滑环和电刷，滑环固定连接在转轴上并与工作开关模块相连接；电刷的一端与滑环电连接，电刷的另一端与供电电源相连。

在该技术方案中，当采用外部供电电源供电时，则转子组件还包括滑环和电刷，滑环固定连接在转轴上并与工作开关模块相连接，滑环与转轴同步旋转。电刷的一端与滑环滑动配合并实现电气连接，电刷的另一端与供电电源固定相连。通过滑环和电刷为功率调节模块、工作开关模块、起动开关模块供电。

在上述任一技术方案中，优选地，多个绕线槽中相邻两个绕线槽之间的部分转子为转子磁极；多个转子磁极包括第一转子磁极和第二转子磁极，第一转子磁极的中心与第二转子磁极的中心连线穿过第一轴孔；第一转子磁极和第二转子磁极的励磁磁势大小相等且方向相同。

在该技术方案中，令多个绕线槽中相邻两个绕线槽之间的部分转子为转子磁极，多个转子磁极包括第一转子磁极和第二转子磁极，第一转子磁极的中心与第二转子磁极的中心连线穿过第一轴孔，第一转子磁极和第二转子磁极的励磁磁势大小相等，方向相同。其中，转子磁极的励磁磁势方向包括两种，一种是由转子指向设置在转子外围的定子的方向，另一种是由定子指向转子的方向。

根据本发明的第三个方面，提供了一种电机，包括：如上述任一技术方案所述的转子组件。

本发明提供的电机，包括上述任一技术方案所述的转子组件，因此具有该转子组件的全部有益效果，在此不再赘述。

根据本发明的第四个方面，提供了一种压缩机，其包括：如上述任一技术方案所述的转子组件，或如上述任一技术方案所述的电机。

本发明提供的压缩机，包括上述任一技术方案所述的转子组件或电机，因此具有该转子组件或电机的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，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中转子的控制电路的电路图；

图2示出了根据本发明的一个实施例中转子的控制电路的另一电路图；

图3示出了根据本发明的一个实施例中转子的控制电路的又一电路图；

图4示出了根据本发明的一个实施例中转子组件的结构爆炸图；

图5示出了根据本发明的一个实施例中转子组件的局部结构示意图；

图6示出了根据本发明的另一个实施例中转子组件的局部结构示意图。

其中，图4至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1转子，12第一轴孔，2绕线槽，3电路板，32第二轴孔，4励磁线圈，42接线端子，5转轴，6转子组件。

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。

下面参照图1至图6描述根据本发明一些实施例所述的转子的控制电路、转子组件、电机和压缩机。

根据本发明的第一个方面，提供了一种转子的控制电路，包括控制模块、工作开关模块和起动开关模块，工作开关模块与控制模块相连接；起动开关模块与控制模块相连接，起动开关模块与工作开关模块串联后连接于供电电源的两端，转子的励磁线圈并联于起动开关模块的两端；其中，控制模块根据控制信号控制工作开关模块和起动开关模块以调节励磁线圈与供电电源的连接状态。

如图1至图3所示，本发明提供的转子的控制电路，包括控制模块、工作开关模块和起动开关模块，工作开关模块与控制模块相连接，起动开关模块与控制模块相连接，控制模块可以控制工作开关模块的导通或关断，控制模块也可以控制起动开关模块的导通或关断。起动开关模块和工作开关模块串联后连接在供电电源的两端，转子的励磁线圈并联在起动开关模块的两端。具体地，励磁线圈可以直接并联在起动开关模块的两端，励磁线圈也可以间接地并联在起动开关模块的两端。励磁线圈与供电电源的连接状态包括两种，一种是励磁线圈与供电电源电气连接，即供电电源可向励磁线圈供电，另一种是励磁线圈并未与供电电源相连接，即励磁线圈处于短路状态。其中，当控制模块控制工作开关模块关断，起动开关模块导通时，则此时励磁线圈未与供电电源相连接，且其处于短路状态，此时具有该转子的电机可以等效为异步电机，通过电机中定子的电枢绕组通电而产生旋转磁场，转子在该旋转磁场的作用下起动旋转。而当控制模块控制工作开关模块导通、起动开关模块关断时，则可以使励磁线圈与供电电源相连通，此时具有该转子的电机可等效为同步电机，供电电源向励磁线圈供电，令电机由异步电机切换为同步电机，通过工作开关模块和起动开关模块的配合，进而实现具有该励磁线圈的电机由异步电机切换为同步电机，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。

在本发明的一个实施例中，优选地，控制信号包括第一控制信号和第二控制信号，在控制模块接收到第一控制信号的情况下，控制工作开关模块关断、起动开关模块导通；在控制模块接收到第二控制信号的情况下，控制工作开关模块导通、起动开关模块关断。

在该技术方案中，控制模块包括第一控制信号和第二控制信号，其中第一控制信号和第二控制信号分别与励磁线圈和供电电源的连接状态相关联。当控制模块接收到第一控制信号的情况下，控制模块控制工作开关模块关断、起动开关模块导通，则此时励磁线圈未与供电电源相连，此时，励磁线圈处于短路状态，则电机可以等效为异步电机，通过电机中定子的电枢绕组通电而产生旋转磁场，转子在该旋转磁场的作用下起动旋转。当控制模块接收到第二控制信号的情况下，控制模块控制工作开关模块导通，起动开关模块关断，此时励磁线圈与供电电源相连接，则电机将由异步电机切换为同步电机，通过工作开关模块和起动开关模块的配合，进而实现具有该励磁线圈的电机由异步电机切换为同步电机，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。

在本发明的一个实施例中，优选地，工作开关模块包括工作开关K1；起动开关模块包括串接的起动开关K2和至少一个阻性元件R；工作开关K1或起动开关K2为以下任意一种：继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。

如图1至图3所示，在该实施例中，工作开关模块包括工作开关K1。工作开关K1可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。起动开关模块包括串接的起动开关K2和至少一个阻性元件R，至少一个阻性元件R可以起到限流作用，在起动开关导通的情况下，避免出现电流过大而损坏电路中的其他部件。起动开关K2可以为继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。

电路板上还设置有容性元件C，容性元件C并联于供电电源的两端。

在本发明的一个实施例中，优选地，转子的控制电路还包括通信模块，通信模块与控制模块相连接，通信模块与控制器通信以接收控制信号。

在该实施例中，转子的控制电路还包括通信模块，通信模块与控制模块通信连接，一方面通信模块用于接收控制器所发送的控制信号，进而使得控制模块根据控制信号执行相应的操作；另一方面通信模块可将起动开关模块和工作开关模块中的信号发送至控制器，进而令控制器知晓转子的控制电路中的运行情况，确保转子的控制电路的稳定性和安全性。其中，控制器可以为外部控制器，通信模块与控制器的连接方式包括无线连接或有线连接。

在本发明的一个实施例中，优选地，在转子的当前转速首次大于等于预设转速的情况下，控制模块生成第二控制信号。

在该实施例中，在电机起动时，转子的转速小于预设转速，控制模块会根据接收到的第一控制信号控制工作开关模块关断、起动开关模块导通，进而可使励磁线圈与供电电源断开，且励磁线圈被起动开关模块短路，此时具有该励磁线圈的电机为异步电机，其可以在电机定子的电枢绕组通电而产生旋转磁场，转子在该旋转磁场的作用下起动旋转。在转子的当前转速首次大于等于预设转速的情况下时，则控制模块可生成第二控制信号，且控制起动开关模块关断、工作开关模块导通，使得励磁线圈与供电电源相连通，使电机由异步电机切换为同步电机，无需在同步电机转子中增加起动绕组或采用变频器以实现起动功能，有效简化整机结构，降低生产成本。预设转速可以为电机的额定转速，也可以为电机的额定转速的70％～80％。

在本发明的一个实施例中，优选地，转子的控制电路还包括功率调节模块，功率调节模块与控制模块相连接且并联于起动开关模块的两端，励磁线圈连接于功率调节模块中，控制模块根据第三控制信号或第四控制信号控制功率调节模块调节流经励磁线圈的电流大小和/或方向。

如图1至图3所示，在该实施例中，转子的控制电路还包括功率调节模块，功率调节模块与控制模块相连接，功率调节模块并联在起动开关模块的两端，励磁线圈连接在功率调节模块中，控制模块可根据第三控制信号或第四控制信号控制功率调节模块调节流经励磁线圈的电流大小和/或方向，进而实现改变具有该转子的电机转子极数，改善气隙磁场波形，减小磁场谐波，减小因高次谐波而导致的损耗，有效提高电机效率，进而调节电机输出电压的频率、幅值，改善电机输出电压的电能质量。通信模块与控制器通信连接，通信模块可接收第三控制信号或第四控制信号，进而实现对功率调节模块的控制。

在本发明的一个实施例中，优选地，功率调节模块的数量为多个，励磁线圈的数量为多个，一个功率调节模块与多个个励磁线圈中的至少一个相连接以构成功率调节组，多个功率调节组分别连接在起动开关模块的两端。

如图1至图3所示，在该实施例中，功率调节模块的数量为多个，励磁线圈的数量为多个，且一个功率调节模块与多个励磁线圈中的至少一个相连接以形成功率调节组，多个功率调节组分别与供电电源相连。通过为至少一个励磁线圈设置相对应的功率调节模块，进而使得至少一个励磁线圈中的电流大小和/或方向都可以被调节。通过对励磁线圈进行单独控制，进而改变电机转子极数，控制气隙磁场，以实现减小磁场谐波，减小因高次谐波导致的损耗，提高电机效率。

在本发明的一个实施例中，优选地，功率调节模块包括第一功率开关D1、第二功率开关D2、第三功率开关D3和第四功率开关D4，第二功率开关D2与第一功率开关D1串联构成第一开关组；第四功率开关D4与第三功率开关D3串联构成第二开关组，第一开关组和第二开关组并联在供电电源中；励磁线圈的一端连接在第一功率开关D1和第二功率开关D2之间，励磁线圈的另一端连接在第三功率开关D3和第四功率开关D4之间。

如图1至图3所示，在该实施例中，功率调节模块包括第一功率开关D1、第二功率开关D2、第三功率开关D3和第四功率开关D4，第一功率开关D1与第二功率开关D2串联构成第一开关组，第三功率开关D3与第四功率开关D4串联构成第二开关组，其中，第一开关组和第二开关组并联在供电电源中。励磁线圈的两个接线端子可以表示为负极端子“N”和正极端子“P”，令电流由励磁线圈的N端子流向P端子为正方向，则电流由励磁线圈的P端子流向N端子为负方向。励磁线圈的N端子连接在第一功率开关D1和第二功率开关D2之间，励磁线圈的P端子连接在第三功率开关D3和第四功率开关D4之间。通过控制第一功率开关D1、第二功率开关D2、第三功率开关D3和第四功率开关D4的导通、断开、导通时间和断开时间，进而实现流经励磁线圈的电流方向的切换和电流大小的调节。

在本发明的一个实施例中，优选地，在控制模块接收到第三控制信号的情况下，控制第一功率开关D1和第四功率开关D4导通，第二功率开关D2和第三功率开关D3断开；在控制模块接收到四控制信号的情况下，控制第二功率开关D2和第三功率开关D3导通，第一功率开关D1和第四功率开关D4断开。

如图2和图3所示，在该实施例中，在控制模块接收到第三控制信号的情况下，控制第一功率开关D1和第四功率开关D4导通，第二功率开关D2和第三功率开关D3断开，此时电流自励磁线圈的N端子流向P端子，即流经励磁线圈的电流方向为正方向；在控制模块接收到第四控制信号的情况下，驱动第二功率开关D2和第三功率开关D3导通，第一功率开关D1和第四功率开关D4断开，此时电流自励磁线圈的P端子流向N端子，即流经励磁线圈的电流方向为负方向，通过第三控制信号或第四控制信号以控制第一功率开关D1、第二功率开关D2、第三功率开关D3和第四功率开关D4的导通、断开即可实现流经励磁线圈的电流方向的切换。同样地，当功率调节模块中的第一功率开关D1、第二功率开关D2、第三功率开关D3和第四功率开关D4的导通或断开回路已经确定时，通过控制导通时间和断开时间可实现调节流经励磁线圈的电流大小的目的。转子中包括8个相互独立的励磁线圈，每个励磁线圈具有2个接线端子，励磁线圈的两个接线端子可以表示为负极端子“N”和正极端子“P”，令电流由励磁线圈的N端子流向P端子为正方向，则电流由励磁线圈的P端子流向N端子为负方向。8个励磁线圈的接线端子可表示为1N，1P，2N，2P……，8N，8P。励磁线圈的N端子连接在第一功率开关D1和第二功率开关D2之间，励磁线圈的P端子连接在第三功率开关D3和第四功率开关D4之间。通过控制第一功率开关D1、第二功率开关D2、第三功率开关D3和第四功率开关D4的导通、断开、导通时间和断开时间，进而实现流经励磁线圈的电流方向的切换和电流大小的调节。

在本发明的一个实施例中，优选地，供电电源为直流电源或交流电源；在供电电源为交流电源的情况下，转子的控制电路还包括整流模块，功率调节模块和工作开关模块通过整流模块与供电电源相连接。

在该实施例中，供电电源可以为直流电源或者交流电源，当供电电源为直流电源时，则供电电源可直接向功率调节模块供电，进而便于功率调节模块控制励磁线圈内流经电流的方向。

在供电电源为交流电源的情况下，转子的控制电路还包括整流模块，功率调节模块、工作开关模块通过整流模块与供电电源相连接，这样可使交流电源提供的交流电经整流模块而整流成直流电以向功率调节模块供电，进而便于功率调节模块控制励磁线圈内流经电流的方向。

根据本发明的第二个方面，提供了一种转子组件6，用于电机，转子组件6包括转子1、多个绕线槽2、电路板3和多个励磁线圈4，多个绕线槽2设置在转子1上，多个绕线槽2中的每个绕线槽2沿转子1的轴向贯通；电路板3设置在转子1的一端，电路板3上设置有上述任一实施例中所述的转子1的控制电路；多个励磁线圈4中的每个励磁线圈4穿过至少两个绕线槽2以设置于转子1上，励磁线圈4的两端设有接线端子42，两个接线端子42连接于转子1的控制电路中。

如图4至图6所示，本发明提供的转子组件6，包括转子1、多个绕线槽2、电路板3和多个励磁线圈4，多个绕线槽2设在转子1上，且每个绕线槽2沿转子1的轴向贯通。转子1由多个转子冲片叠压构成。优选地，转子冲片为硅钢片。电路板3设置在转子1的一端，且电路板3上设置有上述任一实施例所述的转子1的控制电路，多个励磁线圈4中的每个励磁线圈4穿过至少两个绕线槽2设置在转子1上，励磁线圈4的两端设有接线端子42，两个接线端子42连接于转子1的控制电路中。本发明所提供的转子组件6包括上述任一实施例中所提供的转子1的控制电路，因此具有该转子1的控制电路的全部有益效果，在此不再赘述。

在本发明的一个实施例中，优选地，转子组件6还包括传感器，传感器与控制模块相连接，传感器用于检测转子1的转速信号，控制模块根据转速信号确定转子1的当前转速。

在该实施例中，转子组件6还包括传感器，传感器与控制模块相连接，传感器用于检测转子1的转速信号，控制模块可根据转速信号确定转子1的当前转速，进而根据转子1的当前转速和预设转速确定是否生成第二控制信号。

在本发明的一个实施例中，优选地，转子组件6还包括：第一轴孔12、第二轴孔32和转轴5，第一轴孔12设置在转子1的中心；第二轴孔32设置在电路板3的中心；转轴5穿过第一轴孔12和第二轴孔32以与转子1和电路板3固定相连；接线端子42凸出于转子1靠近电路板3的端面。

如图4所示，在该实施例中，转子组件6还包括第一轴孔12、第二轴孔32和转轴5，其中第一轴孔12设置在转子1上。优选地，第一轴孔12设置在转子1的中心位置。第二轴孔32设置在电路板3上。优选地，第二轴孔32对应于第一轴孔12设置在电路板3的中心位置。转轴5穿过第一轴孔12与转子1固定连接，转轴5穿过第二轴孔32与电路板3固定连接。在转子1旋转过程中带动转轴5旋转，进而以使连接在转轴5上的电路板3与转子1、转轴5同步旋转。通过使励磁线圈4上的两个接线端子42凸出于转子1靠近电路板3的端面，进而便于接线端子42与电路板3相连接，降低加工难度。

在本发明的一个实施例中，优选地，供电电源为励磁发电机，励磁发电机设置在转轴5上靠近电路板3的一端。

在该实施例中，供电电源为励磁发电机，励磁发电机连接在转轴5上且向功率调节模块、工作开关模块、起动开关模块供电，通过采用励磁发电机而无需接入外部供电电源，避免电路板3与外部供电电源的连接部件的损耗，延长电机的使用寿命。

在本发明的一个实施例中，优选地，转子组件6还包括滑环和电刷，滑环固定连接在转轴5上并与工作开关模块相连接；电刷的一端与滑环电连接，电刷的另一端与供电电源相连。

在该实施例中，当采用外部供电电源供电时，则转子组件6还包括滑环和电刷，滑环固定连接在转轴5上并与工作开关模块相连接，滑环与转轴5同步旋转。电刷的一端与滑环滑动配合并实现电气连接，电刷的另一端与供电电源固定相连。通过滑环和电刷为功率调节模块、工作开关模块、起动开关模块供电。

在本发明的一个实施例中，优选地，多个绕线槽2中相邻两个绕线槽2之间的部分转子1为转子1磁极；多个转子1磁极包括第一转子1磁极和第二转子1磁极，第一转子1磁极的中心与第二转子1磁极的中心连线穿过第一轴孔12；第一转子1磁极和第二转子1磁极的励磁磁势大小相等且方向相同。

如图5和图6所示，在该实施例中，令多个绕线槽2中相邻两个绕线槽2之间的部分转子1为转子1磁极，多个转子1磁极包括第一转子1磁极和第二转子1磁极，第一转子1磁极的中心与第二转子1磁极的中心连线穿过第一轴孔12，第一转子1磁极和第二转子1磁极的励磁磁势大小相等，方向相同。其中，转子1磁极的励磁磁势方向包括两种，一种是由转子1指向设置在转子1外围的定子的方向，另一种是由定子指向转子1的方向。

根据本发明的第三个方面，提供了一种电机，包括：如上述任一实施例所述的转子组件6。

本发明提供的电机，包括上述任一实施例所述的转子组件6，因此具有该转子组件6的全部有益效果，在此不再赘述。

根据本发明的第四个方面，提供了一种压缩机，其包括：如上述任一实施例所述的转子组件6，或如上述任一实施例所述的电机。

本发明提供的压缩机，包括上述任一实施例所述的转子组件6或电机，因此具有该转子组件6或电机的全部有益效果，在此不再赘述。

在本发明中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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发明中的具体含义。

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 (18)

1.一种转子的控制电路，其特征在于，包括：

控制模块；

工作开关模块，与所述控制模块相连接；

起动开关模块，与所述控制模块相连接，所述起动开关模块与所述工作开关模块串联后连接于供电电源的两端，所述转子的励磁线圈并联于所述起动开关模块的两端；

其中，所述控制模块根据控制信号控制所述工作开关模块和所述起动开关模块以调节所述励磁线圈与所述供电电源的连接状态。

2.根据权利要求1所述的转子的控制电路，其特征在于，

所述控制信号包括第一控制信号和第二控制信号；

在所述控制模块接收到所述第一控制信号的情况下，控制所述工作开关模块关断、所述起动开关模块导通；

在所述控制模块接收到所述第二控制信号的情况下，控制所述工作开关模块导通、所述起动开关模块关断。

3.根据权利要求2所述的转子的控制电路，其特征在于，

所述工作开关模块包括工作开关；

所述起动开关模块包括串接的起动开关和至少一个阻性元件；

所述工作开关或所述起动开关为以下任意一种：继电器、绝缘栅双极型晶体管或金氧半场效晶体管。

4.根据权利要求1所述的转子的控制电路，其特征在于，所述转子的控制电路还包括：

通信模块，所述通信模块与所述控制模块相连接，所述通信模块与控制器通信以接收所述控制信号。

5.根据权利要求2所述的转子的控制电路，其特征在于，

在所述转子的当前转速首次大于等于预设转速的情况下，所述控制模块生成所述第二控制信号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子的控制电路，其特征在于，所述转子的控制电路还包括：

功率调节模块，所述功率调节模块与所述控制模块相连接且并联于所述起动开关模块的两端，所述励磁线圈连接于所述功率调节模块中，所述控制模块根据第三控制信号或第四控制信号控制所述功率调节模块调节流经所述励磁线圈的电流大小和/或方向。

7.根据权利要求6所述的转子的控制电路，其特征在于，所述功率调节模块的数量为多个，所述励磁线圈的数量为多个，一个所述功率调节模块与所述多个励磁线圈中的至少一个相连接以构成功率调节组，多个所述功率调节组分别连接在所述起动开关模块的两端。

8.根据权利要求6所述的转子的控制电路，其特征在于，所述功率调节模块包括：

第一功率开关；

第二功率开关，与所述第一功率开关串联构成第一开关组；

第三功率开关；

第四功率开关，与所述第三功率开关串联构成第二开关组，所述第一开关组和所述第二开关组并联在所述供电电源中；

所述励磁线圈的一端连接在所述第一功率开关和所述第二功率开关之间，所述励磁线圈的另一端连接在所述第三功率开关和所述第四功率开关之间。

9.根据权利要求8所述的转子的控制电路，其特征在于，

在所述控制模块接收到所述第三控制信号的情况下，控制所述第一功率开关和所述第四功率开关导通，所述第二功率开关和所述第三功率开关断开；

在所述控制模块接收到所述第四控制信号的情况下，控制所述第二功率开关和所述第三功率开关导通，所述第一功率开关和所述第四功率开关断开。

10.根据权利要求6所述的转子的控制电路，其特征在于，

所述供电电源为直流电源或交流电源；

在所述供电电源为交流电源的情况下，所述转子的控制电路还包括整流模块，所述功率调节模块和所述工作开关模块通过所述整流模块与所述供电电源相连接。

11.一种转子组件，用于电机，其特征在于，所述转子组件包括：

转子；

多个绕线槽，设置在所述转子上，所述多个绕线槽中的每个绕线槽沿所述转子的轴向贯通；

电路板，设置在所述转子的一端，所述电路板上设置有上述权利要求1至10中任一项所述的转子的控制电路；

多个励磁线圈，所述多个励磁线圈中的每个励磁线圈穿过至少两个所述绕线槽以设置于所述转子上，所述励磁线圈的两端设有接线端子，两个所述接线端子连接于所述转子的控制电路中。

12.根据权利要求11所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件还包括：

传感器，所述传感器与所述控制模块相连接，所述传感器用于检测所述转子的转速信号，所述控制模块根据所述转速信号确定所述转子的当前转速。

13.根据权利要求11所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件还包括：

第一轴孔，设置在所述转子的中心；

第二轴孔，设置在所述电路板的中心；

转轴，穿过所述第一轴孔和所述第二轴孔以与所述转子和所述电路板固定相连；

所述接线端子凸出于所述转子靠近所述电路板的端面。

14.根据权利要求13所述的转子组件，其特征在于，

所述供电电源为励磁发电机，所述励磁发电机设置在所述转轴上靠近电路板的一端。

15.根据权利要求13所述的转子组件，其特征在于，所述转子组件还包括：

滑环，固定连接在所述转轴上并与所述工作开关模块相连接；

电刷，所述电刷的一端与所述滑环电连接，所述电刷的另一端与所述供电电源相连。

16.根据权利要求13所述的转子组件，其特征在于，

所述多个绕线槽中相邻两个绕线槽之间的部分所述转子为转子磁极；

多个转子磁极包括第一转子磁极和第二转子磁极，所述第一转子磁极的中心与所述第二转子磁极的中心连线穿过所述第一轴孔；

所述第一转子磁极和所述第二转子磁极的励磁磁势大小相等且方向相同。

17.一种电机，其特征在于，包括：如权利要求11至16中任一项所述的转子组件。

18.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求11至16中任一项所述的转子组件，或如权利要求17所述的电机。

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