CN1691469B - 变速马达 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种变速马达，包括：多个主绕组和一个辅助绕组，安装在定子上；第一继电器，用于执行主绕组的串联与并联连接之间的切换操作；电容器单元，包括第一电容器和至少一个附加电容器，该第一电容器连接至辅助绕组，所述至少一个附加电容器并联连接至第一电容器；及电容器控制电路，包括能够控制施加到该电容器单元两端的电压的电压控制驱动器。该变速马达进一步包括：与主绕组串联连接的分接绕组，或者附加电容器，从而能够大大扩展变速范围，而不必使用能够在外部场所改变马达速度的驱动单元，而使马达的生产成本降低，电磁震动噪声降低，以及功耗降低。

Description

变速马达

技术领域

本发明涉及一种变速马达，并且特别涉及一种用于能够接收单相交流电(AC)电的马达中的变速马达，其包括：安装在马达的定子上以形成磁极(pole)的多个绕组；以及将这些绕组相互串联或并联连接以控制马达的速度的继电器(relay)，从而这种变速马达能够适当改变马达的转速。

背景技术

图1为传统外部转动马达中包含的转子和定子的分解透视图。图2为马达绕组布置，其示出了传统的6磁极绕组的布局。

典型地，马达包括安装有绕组的定子，以及由Al(铝)导体或者铁心形成的转子。马达在安装到定子上的绕组中产生周期性的电流变化，由磁场的恒定变化(其依赖于该电流变化)在转子中产生转矩，从而马达能够由转矩获得转动动力。

根据定子和转子的位置，可以将马达分成内部转动马达和外部转动马达。特别地，外部转动马达将定子安装到转子中，从而通过定子绕组中流动的电流的变化来转动转子，如图1所示。

如图2所示，如果由两个绕组部分组成的定子绕组形成六个磁极，则在定子中每个绕组部分形成三个磁极，并且允许绕组的方向反转。因此，如果将单相AC电源信号施加到定子上，则能够形成相邻磁极的电流方向被反转，并且由该反转后的电流方向产生的磁场的极性被分成N极和S极，从而交替产生N极和S极。

同时，如果单相AC电压信号被施加到传统单相感应马达，则在安装到定子上的主绕组中产生反电动势，从而通过产生自该定子绕组的磁场，在安装到转子上的导体的二次绕组中产生反电动势，进而产生转矩而转动转子。

但是，如果单相AC电源信号被施加到单相感应马达，则单相感应马达不会产生转动力，而是产生大小沿绕组轴的方向变化的交变磁场，从而另外需要用于最初启动马达的启动装置。在这种情况下，单相感应马达根据启动装置的分类可分成分相启动式(split-phase)马达、线圈隐藏(shaded-coil)型马达、电容器操作(capacitor-operation)马达以及推斥启动式(repulsionstart)马达。

例如，下面将参照图3描述广泛采用的电容器马达。

图3为传统电容器型单相感应马达的等效电路。参考图3，电容器型单相感应马达包括主绕组L1、辅助绕组L2以及与辅助绕组L2串联连接的电容器C。如果单相AC电源信号E1被施加到电容器型单相感应马达，则在主绕组L1中产生交变磁场。在这种情况下，电容器C控制在辅助绕组L2中流动的电流信号的相位，以使其被超前90°的预定角度，从而在辅助绕组L2中产生一辅助磁场，该辅助磁场与主绕组L1的交变磁场相比具有90°相位差。

因此，从主绕组产生的交变磁场和从辅助绕组L2产生的辅助磁场具有不同的磁场相位，从而使他们不会相互抵消而是相加。结果，产生转动磁场，从而转动单相感应马达。

如果传统电容器型单相感应马达被应用到洗衣机，则需要单相感应马达根据洗涤程序而进行高速或低速转动。上述单相感应马达能够在特定位置处(在此处，马达转矩满足负载转矩曲线)保持恒定的转速，从而需要能够实现具有速度转换功能的马达的附加装置，而能适当控制洗衣机的马达速度。

因此，反相器电路或者附加驱动电路被添加到三相马达，以控制马达的转速。在这种情况下，生产成本明显增加，从而变速马达的生产成本也会大大增加。因此，许多开发人员深入研究了用作低价格的马达速度控制器的变极单相感应马达。下面，将参考图4描述通常用作变极单相感应马达的2磁极/4磁极转换单相感应马达。

图4为传统变极单相感应马达的结构。如图4所示，传统变极单相感应马达包括2磁极主绕组(1a和1b)，2磁极辅助绕组(2a和2b)，4磁极主绕组(3a，3b，3c及3d)，以及4磁极辅助绕组(4a，4b，4c及4d)。在2磁极工作的情况下，马达由2磁极主绕组和2磁极辅助绕组驱动。在4磁极工作的情况下，马达由4磁极主绕组和4磁极辅助绕组驱动。

换句话说，上述变极单相感应马达包括相互独立设置的高速绕组和低速绕组，从而在高速转动的情况使用2磁极相关绕组通过2磁极工作来驱动马达，以及在低速转动的情况使用4个磁极相关绕组通过4磁极工作来驱动马达。以这种方式，上述变极单相感应马达能够采用各个绕组来适当改变转速。

但是，上述变极单相感应马达使用四个绕组来进行变极操作，槽(slot)的剖面面积增加，马达的效率因增加的定子铁心损耗(core loss)而大大降低了，且能够实现的最小变速也受到限制，从而难以扩展变速范围。

发明内容

因此，鉴于上述问题提出了本发明，本发明的目的是提供一种变速马达，用于控制马达速度，而不必使用在外部场所能够执行变速功能的驱动单元，而使马达的生产成本降低，电磁震动噪声降低，以及功耗降低。

根据本发明的一个方案，上述及其他目的能够通过提供一种变速马达来实现，该变速马达包括：多个主绕组，缠绕在定子上，以形成多个磁极；以及继电器，用于执行该多个主绕组的串联/并联连接之间的切换操作。

优选的，该主绕组包括第一主绕组和第二主绕组，从而该第一和第二主绕组被缠绕，以形成多个磁极。该主绕组被设计为形成4个磁极。该主绕组被设计为形成6个磁极

优选的，该变速马达进一步包括分接(tap)绕组，该分接绕组通过切换操作与该第一主绕组和该第二主绕组串联连接。

根据本发明的另一个方案，提供一种变速马达，包括：主绕组和辅助绕组，安装到定子上；以及至少一个电容器单元，另外与该辅助绕组中包含的电容器并联连接。

优选的，该变速马达进一步包括电容器控制电路，用于控制该电容器单元中包含的各个电容器的电容和输入电压。

优选的，该电容器控制电路包括至少一个继电器。该电容器控制电路包括能够控制施加到该电容器单元两端的电压的电压控制驱动器。

优选的，该变速马达进一步包括继电器，用于执行该主绕组或者该辅助绕组的串联/并联连接之间的切换操作。

根据本发明的再一个方案，提供一种变速马达，包括：多个主绕组和一个辅助绕组，安装在定子上；第一继电器，用于执行所述多个主绕组的串联连接与并联连接之间的切换操作；电容器单元，包括第一电容器和至少一个附加电容器，该第一电容器连接至所述辅助绕组，所述至少一个附加电容器并联连接至该第一电容器；以及电容器控制电路，包括能够控制施加到该电容器单元两端的电压的电压控制驱动器。

根据本发明的变速马达可控制与绕组连接的继电器，以执行绕组的串联/并联连接之间的切换操作，以控制马达速度，从而能够改变马达速度，而不必使用在外部场所能够改变马达速度的驱动单元。并且，该变速马达进一步包括与上述绕组串联连接的分接绕组，从而能够使用分接绕组多级地控制马达速度。结果，降低了变速马达的生产成本，减少了气隙通量密度，也降低了电磁震动噪声。

此外，当上述变速马达被应用到洗衣机时，为了进行适当的脱水步骤，对高速脱水步骤或者低速脱水步骤进行多级改变，从而不会损坏衣物，并同时降低功耗。

附图说明

从以下结合附图的详细说明，将会更加清楚地理解本发明的以上及其他目的、特征及其他优点，其中：

图1为传统外部转动马达中包含的转子和定子的分解透视图；

图2为马达绕组布置，其示出了传统的6磁极绕组的布局；

图3为传统电容器型单相感应马达的电路图；

图4为传统变极单相感应马达的结构；

图5为根据本发明优选实施例继电器被连接在两个绕组之间的电路的电路图；

图6为根据本发明优选实施例正转/反转马达的绕组连接状态的电路图；

图7为根据本发明优选实施例由绕组之间的切换操作产生的马达转速变化的坐标图；

图8为根据本发明第二优选实施例用于改变马达速度的电路的电路图，其中，该电路进一步包括分接绕组；

图9为电路图，其示出根据本发明的第二优选实施例用于改变正转/反转马达的马达速度的电路；

图10为根据本发明第二优选实施例由绕组之间的切换操作产生的马达转速变化的坐标图；

图11为根据本发明第三优选实施例的电路的电路图，其中，该电路包括连接在能够形成6磁极的两个主绕组之间的继电器；

图12为根据本发明第三优选实施例正转/反转马达的绕组连接状态的电路图；

图13为根据本发明第三优选实施例由绕组之间的切换操作产生的马达转速变化的坐标图；

图14为根据本发明第四优选实施例变速马达的电路图；以及

图15为根据本发明第四优选实施例由电容器控制操作和绕组之间的切换操作产生的马达转速变化的坐标图。

具体实施方式

下面，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。在附图中，相同或相似的元件由相同的附图标记表示，尽管他们在不同的附图中绘出。在以下描述中，在会使本发明的主旨模糊不清时，将省略在此结合的对已知功能和结构的详细描述。

下面，将参照附图描述根据本发明的变速马达的优选实施例。

根据本发明的变速马达为单相感应马达，单相AC电源信号被施加到该马达。在转子安装于定子外侧的外部转动马达的情况下，外部转动马达的转动半径大于内部转动马达的转动半径，而使每单位体积的转矩明显增加，从而马达的低转速或者高转速的范围能够根据线圈(coil)的串联/并联绕组连接状态来扩展。

图5为根据本发明优选实施例继电器被连接在两个绕组之间的电路的电路图。

如图5所示，根据本发明的变速马达包括：由第一主绕组10和第二主绕组20形成的两个绕组；以及连接在这两个绕组之间的继电器30，以执行这两个绕组的串联/并联连接之间的切换操作，从而经由绕组的可变布置而可控制马达速度。

在图5所示的上述电路中，第一主绕组10形成N极，而第二主绕组20形成S极，由此通过第一和第二主绕组10和20形成4磁极，结果实现4磁极马达。

在这种情况下，施加到一对磁极的电压随着缠绕在马达上的线圈的连接形状而改变。如果施加到马达的电源电压信号确定为220V，则在线圈被并联连接时，220V电压被加载到第一主绕组10和第二主绕组20每个上。但是，如果线圈被串联连接时，则220V电压被分到各个磁极，从而使施加到一对磁极的电压确定为110V。

因此，通过与各个绕组相关的电流变化而产生磁场变化在转子中产生感应电流。此感应电流产生转动转子的转动转矩。此转动转矩与施加到马达的电源信号成比例，从而马达在线圈为并联连接状态时接收相对大于在线圈为串联连接状态时的高电压，结果马达速度增加。在图5中进一步包括执行电路的串联/并联连接之间的切换操作的继电器30，从而能够通过继电器来控制马达速度。

第一主绕组10和第二主绕组20每个形成两个磁极，并且缠绕在马达上。继电器30连接在各个绕组之间，从而通过继电器30的操作，马达的绕组连接状态在串联/并联连接之间切换。如果马达的绕组并联连接以高速转动马达，则继电器30在第一个盒子“boxl”的连接板中将接触点“a”连接到另一接触点“b”，以及在第二个盒子“box2”的连接板中将接触点“c”连接到另一接触点“d”。如果马达的绕组串联连接以低速转动马达，则继电器30将第一个盒子“boxl”中包含的接触点“a”连接到第二个盒子“box2”中包含的另一接触点“d”。结果，继电器能够执行马达绕组的串联/并联连接之间的切换操作，从而能够大范围改变马达的转速。

特别地，如果辅助绕组随同上述主绕组一起进一步缠绕在马达上，则马达在接收一个电源信号时能够反向转动，下面将参照图6对其进行详细描述。图6为根据本发明优选实施例正转/反转马达的绕组连接状态的电路图。

参照图6，被添加到马达的辅助绕组包括以与每个主绕组相反的方向缠绕的第一和第二辅助绕组11和21。如果相同的AC电源信号被施加到第一和第二辅助绕组11和21，则会产生相反的磁极，从而使马达反向转动。同样，第一和第二辅助绕组11和21通过继电器31相互连接，从而使继电器31以与马达正转相同的方式执行第一和第二辅助绕组11和21的串联/并联连接之间切换操作。

为了实现马达的正转或反转，开关SW1可以连接到两个接触点“u”和“v”之一。如果开关SW1连接到接触点“u”而连接至主绕组时，则马达正向转动。相反，如果开关SW1连接到接触点“v”而连接到辅助绕组时，则马达反向转动。尽管由于上述操作马达可反向转动，但马达的转速仍能够大范围改变。

因此，在上述变速马达的情况下，取决于马达的负载变速范围能够由图7所示的以下图形来表示。

图7为根据本发明优选实施例由绕组之间的切换操作产生的马达转达速度变化的坐标图。

在基于负载曲线确定负载所需转矩以低速转动马达的情况下，当两个绕组串联连接时所形成的曲线B1在表示低速的特定点ml处与负载曲线相交，如图7所示。预定转矩必须被施加到负载以低速转动马达。更具体来说，如果两个绕组串联连接，则马达的转速必须保持在预定速度，同时负载所需的预定转矩必须被施加到负载。如果绕组并联连接，大于负载所需预定值的过量转矩被施加到负载，导致发生不必要的功耗。

在基于负载曲线确定负载所需转矩以高速转动马达的情况下，当两个绕组并联连接时所形成的曲线A1在表示高速的特定点n1处与负载曲线相交，如图7所示，从而负载所需的转矩被提供，同时能够以所需速度转动马达。因此，为了高速转动马达，以上两个绕组必须通过继电器30并联连接。

根据本发明的变速马达可以应用能够以低速或高速进行脱水步骤的洗衣机。在这种情况下，如果洗衣机以高速进行脱水步骤，则继电器控制马达高速转动。相反，如果洗衣机以低速进行脱水步骤，则继电器控制马达低速转动。以这种方式，通过切换继电器的操作能够以多个速度进行脱水步骤。

因此，如图7所示，既表示马达低速转动又表示产生低转矩的点“m”表明第一主绕组和第二主绕组串联连接。如果上述串联连接被应用到脱水步骤，则洗衣机进行低速脱水步骤。在第一主绕组和第二主绕组并联连接的点“n”处进行高速脱水步骤。

除了分接绕组，根据本发明第二优选实施例的变速马达几乎与上述根据本发明第一优选实施例的变速马达相同。因此，相同的元件由相同的附图标记表示，从而为了方便说明在此省略他们的详细说明。

图8为根据本发明第二优选实施例用于改变马达速度的电路的电路图，其中该电路进一步包括分接绕组。图9为电路图，其示出用于改变根据本发明第二优选实施例正转/反转马达的马达速度的电路。

如图8所示，根据本发明第二优选实施例的变速马达包括：第一主绕组10和第二主绕组20；继电器30，用于进行在第一和第二主绕组10和20的串联/并联连接之间的切换操作，以控制马达速度；以及分接绕组40，串联连接到第一和第二主绕组10和20，以多级改变马达速度。

第一主绕组10形成N极，而第二主绕组20形成S极，从而由第一和第二主绕组10和20形成4磁极。更具体来说，保持磁极数，不作任何改变，同时，由继电器30执行主绕组串联/并联连接之间的切换操作，从而第一和第二主绕组10和20能够适当控制马达的速度。

继电器30适于执行第一和第二主绕组10和20的串联/并联连接之间的切换操作。如果电源信号被施加到图8的电路，电源信号的分配大小(divisionmagnitude)随串联或并联连接而改变。

在这种情况下，施加到一对磁极的电压随缠绕在马达上的线圈的连接形状而改变。如果施加到马达的电源电压信号被确定为220V，则在第一和第二主绕组10和20并联连接时，220V电压被加载到第一主绕组10和第二主绕组20每个上。但是，当第一主绕组10和第二主绕组20串联连接时，220V电压被分到各个绕组，从而施加到一对磁极的电压被确定为110V。

分接绕组40导通或关断第一和第二主绕组10和20之间的串联连接状态，且控制开关S1连接到接触点“w”或另一接触点“x”上。开关S1被连接到接触点“x”，从而使得分接绕组40与第一和第二主绕组10和20串联连接，并且加载到主绕组的电压被部分加载到分接绕组40上。与分接绕组40被关断的其他情况相比，在这种情况下加载到第一和第二主绕组10和20的电压明显降低。

更具体来说，分接绕组被开关S1导通或关断。如果开关S1被连接到接触点“x”，从而使分接绕组40被连接到第一和第二主绕组10和20，则220V电压被与主绕组10和20与分接绕组40之间的串联连接匝数(tum number)成比例地分到第一和第二主绕组10和20以及分接绕组40。结果，加载到第一和第二主绕组10和20的电压，在分接绕组40被进一步包含在图8中时，低于分接绕组被关断的另一情况时的电压。

能够转动转子的转动转矩与施加到马达的电源信号的大小成比例。因此，在第一和第二主绕组10和20并联连接时施加到马达的电压高于第一和第二主绕组10和20串联连接的另一情况时的电压，从而产生相对较高的转动转矩，实现马达的更高转速。

与分接绕组40没有连接到第一和第二主绕组10和20的特定情况相比，在分接绕组40连接到第一和第二主绕组10和20的情况下，电源信号被部分施加到第一和第二主绕组10和20，从而使马达的转速降低。

因此，由于马达的第一和第二主绕组10和20的串联/并联连接状态之间的切换操作，以及分接绕组40的串联连接导通/关断状态的另一切换操作，马达能够以上述四种情况下形成的四种速度转动。

以与上述优选实施例相同的方式包括分接绕组的上述变速马达可进一步包括匝数比为1的辅助绕组，以反向转动马达。

如图9所示，如果图9中进一步添加第一辅助绕组11和第二辅助绕组21，则沿上述第一和第二主绕组10和20的反向安装第一和第二辅助绕组11和21。因此，如果相同的AC电源信号被施加到第一和第二辅助绕组11和21，则产生相反的磁极，从而使马达反向转动。第二开关S2适于选择正转主绕组和反转辅助绕组之一，以进行马达的正转/反转之间的切换操作。第一开关S1被连接到接触点“w”或者另一接触点“x”上，以在第二开关S2连接到正转绕组“u”时正向转动马达。如果第二开关S2被连接到反转绕组“v”，则第一开关S1被连接到接触点“y”或者另一接触点“z”上。

为了多级改变马达的反转速度，以与在马达正转中相同的方式，第二分接绕组41被串联连接到第二主绕组，并且第一开关S1被连接到接触点“y”或者另一接触点“z”上，从而控制第二分接绕组41的连接或者不连接。结果，马达的反转速度也能在四个速度的范围内变化，从而变速马达将转速分成8个速度级别，并且在8个速度级别中适当控制转速。

图10为根据本发明第二优选实施例由绕组之间的切换操作产生的马达转速的变化的坐标图。

在基于负载曲线确定负载所需转矩以高速转动变速马达的情况下，当第一和第二主绕组并联连接时所形成的曲线A2在表示高速的特定点n2处与负载曲线相交，如图10所示。预定转矩必须被施加到负载以高速转动变速马达。更具体来说，如果第一和第二主绕组串联连接，则马达的转度必须保持在预定速度，同时负载所需的预定转矩必须被施加到负载。

为了以中高速转动变速马达，分接绕组必须被串联连接到并联连接的第一和第二主绕组上。更具体来说，曲线(其表示在分接绕组连接到第一和第二主绕组时速度与电源信号产生的转矩之间的关系)在预定点“p”处与负载曲线相交，从而能提供负载所需的转矩，同时能够将马达的转速保持在中高速。如果分接绕组没有串联连接到主绕组，则过量的转矩被施加到负载，导致产生功率损失。

为了以中低速或者低速转动马达，第一和第二主绕组串联连接。当第一和第二主绕组串联连接时所形成的曲线C1在预定点“1”处与负载曲线相交，从而在点“1”能够提供马达所需的中低速和负载所需的转矩。当第一和第二主绕组串联连接时所形成的曲线D1在预定点“m2”处与负载曲线相交，从而在点“m2”能够提供马达所需的低速和负载所需的转矩。在以中低速转动马达情况下，执行用于串联连接第一和第二主绕组同时关断分接绕组的切换操作。在以低速转动马达的情况下，执行用于将分接绕组串联连接到串联连接的第一和第二主绕组的切换操作，从而能够低速转动马达。

下面，将详细描述根据本发明第三优选实施例的变速马达。在这种情况下，根据本发明第三优选实施例的变速马达类似于上述根据本发明第一和第二优选实施例的变速马达，除了由马达和主绕组形成的磁极数的变化。因此，相同的元件由相同的附图标记表示，为了方便说明，在此省略对它们的详细说明。

图11为根据本发明的第三优选实施例电路的电路图，其中，该电路包括连接在能够形成6磁极的两个主绕组之间的继电器。图12为根据本发明的第三优选实施例正转/反转马达的绕组连接状态的电路图。

如图11所示，根据本发明第三优选实施例的变速马达包括第一和第二主绕组10’和20’，第一和第二主绕组10’和20’能够交替形成定子中的N极和S极，从而在定子中形成6磁极。图11的电路进一步包括控制马达的速度的继电器30’，继电器30’能够根据包括马达的装置的工作特性，来执行串联/并联连接之间的切换操作。

如果由于辅助绕组被进一步连接到马达，从而马达能够正转或者反转，如图12所示，则沿第一和第二主绕组10’和20’的反向安装第一辅助绕组11’和第二辅助绕组21’。因此，如果相同的AC电源信号被施加到第一和第二辅助绕组11’和21’，则在辅助绕组11’和21’中产生相反的磁极，从而反向转动马达。同样，第一和第二辅助绕组11’和21’通过继电器31’被相互连接，从而以与马达正转相同的方式，继电器31’执行第一和第二辅助绕组11’和21’的串联/并联连接之间的切换操作。

图13为根据本发明第三优选实施例由绕组之间的切换操作产生的马达转速变化的坐标图。参照图13，表示当上述绕组并联连接时马达转速与转矩之间的关系的曲线为特定曲线A3。在这种情况下，A3曲线在特定点“n3”处与负载曲线相交，如图13所示。更具体来说，为了以高速转动马达，负载所需的转矩必须被增加，并且在绕组并联连接时必须被产生。

当如上所述绕组串联连接时马达转速与转矩之间的关系可由曲线B3表示。在这种情况下，B3曲线在特定点“m3”处与负载曲线相交。这表明预定转矩被提供给负载，以及马达以低速转动。因此，根据马达所需的速度，绕组连接状态被切换到另一个连接状态，从而能够解决如下问题：由马达的不适当转动或者大于负载所需参考转矩的过量转矩所产生的不必要的功耗。

根据本发明第四实施例的变速马达形成6磁极，包括附加电容器，并且能够通过调节电容器的电容来改变速度。下面，将参考图14对变速马达进行详细说明。

图14为根据本发明的第四优选实施例变速马达的电路图。

参照图14，根据本发明第四实施例的变速马达接收单相AC电源信号E1。变速马达包括主绕组M2、辅助绕组S2，以及串联连接于辅助绕组S2的第一电容器C2。此外，一个或更多个第二电容器C3与第一电容器C2并联连接。

变速马达包括电容器控制电路60，该控制电路既能控制由两个电容器C2和C3组成的电容器单元50的总电容，又能控制施加到电容器单元50的电压信号。

在这种情况下，电容器控制电路60可包括一个继电器，并且该继电器能够控制各个电容器的连接状态。为了控制各个电容器的连接状态，继电器确定与辅助绕组S2串联连接的电容器为第一电容器C2或者第二电容器C3中的一个，从而当采用第一电容器C2时形成的电容不同于当采用第二电容器C3时形成的另一电容，并且能够控制流入电容器单元50的电流信号。

电容器控制电路60允许第一电容器C2和第二电容器C3具有不同的电容，并且控制第一和第二电容器C2和C3交替导通或关断，从而改变电容。如果电容增加，则根据预定方程“Z＝1/wc”减少电容器的等效阻抗，从而增加流入电容器的电流。

包含在电容器单元50中的第一和第二电容器C2和C3并联连接，电容器单元50的总电容增加，从而施加到电容器单元50的电流信号值增加。马达的转动转矩与增加的电流成比例增长，从而使马达能够以高速转动。

电容器控制电路60可包括电压控制驱动器。电压控制驱动器控制电容器单元50的两端处产生的电压，并改变施加到电容器C2和C3的电压信号，改变在电容器C2和C3中流动的电流信号，从而能够改变马达的转动转矩。

形成多个磁极的主绕组M2和辅助绕组S2被安装到马达上。包括多个电容器的电容器单元50和电容器控制电路60改变施加到马达的转动转矩，同时，执行主绕组M2和辅助绕组S2的串联/并联连接之间的切换操作，从而也能改变马达的速度。

上述安装到马达上的绕组形成多个磁极，例如6磁极。在主绕组的情况下，第一主绕组(未示出)形成3个磁极，以及第二主绕组(未示出)形成3个磁极。第一和第二主绕组通过继电器(未示出)相互连接。继电器切换上述主绕组的连接状态为串联或并联连接，在上述优选实施例中已经对继电器的切换操作进行了详细的描述，从而为了便于说明在此省略相关说明。

根据本发明第四优选实施例的变速马达可应用于速度必须根据洗涤步骤改变的洗衣机。特别地，在脱水步骤情况下，洗衣机在执行主脱水步骤之前需要进行初步脱水步骤。在初步脱水步骤期间，洗衣机检测冲洗槽中包含的衣服的离心率，降低变速马达的转速，并以降低的转速正向/反向转动变速马达，从而使衣物能够均匀放置在冲洗槽中。如果根据本发明第四优选实施例的变速马达被应用执行高速脱水步骤或者低速脱水步骤的洗衣机，则变速马达将如图15所示运行。

图15为根据本发明的第四优选实施例由电容器控制操作和绕组之间的切换操作产生的马达转速的变化的坐标图。参照图15，曲线A4表示上述绕组并联连接时马达转速和转矩之间的关系，曲线B4表示上述绕组串联连接时马达转速和转矩之间的关系。

同样，A4曲线和B4曲线表示电容器单元50的总电容固定为最大值并执行马达的串联/并联连接之间的切换操作时，马达转速和转矩之间的关系。因此，如果电容器单元50的总电容在绕组并联连接时减少，则马达转速和转矩之间的关系由曲线C2表示。

在上述变速马达被应用到洗衣机以执行脱水步骤且必须被高速转动以执行高速脱水步骤的情况下，马达必须在预定点“n4”(在该预定点处马达能够高速转动且预定转矩被施加到负载)处运行，从而继电器控制绕组并联连接。相反，在低速脱水步骤的情况下，马达必须在预定点“m4”(在该预定点处马达能够低速转动且预定转矩被施加到负载处运行)，从而继电器控制绕组串联连接。

并且，假设绕组并联连接时，电容器单元50的总电容减少且马达以中速转动，则在预定点“o”处能够执行中速脱水步骤。假设电容器单元50的总电容以多级改变，则脱水步骤也能以多级执行。以这种方式，假设绕组串联连接时电容器单元50的电容减少，则脱水步骤也能够以非常低的速度执行。

从以上说明可以看出，根据本发明的变速马达控制连接于绕组的继电器，以执行绕组的串联/并联连接之间的切换操作，来控制马达速度，从而能够改变马达速度，而不必使用在外部场所能够改变马达速度的驱动单元。结果，降低了变速马达的生产成本，减少了气隙通量密度，以及也降低了电磁震动噪声。此外，如果该变速马达被应用到洗衣机，则其能够以适于洗涤步骤的预定速度被驱动，从而不会损坏衣物，并同时降低功耗。

尽管出于示意目的已经公开了本发明的优选实施例，但熟悉本领域的技术人员会意识到可以进行各种修改、添加以及替换，并且不脱离在所附权利要求中公开的本发明的范围和精神。

Claims (6)

1.一种变速马达，包括：

多个主绕组和一个辅助绕组，安装在定子上；

第一继电器，用于执行所述多个主绕组的串联连接与并联连接之间的切换操作；

电容器单元(50)，包括第一电容器(C2)和至少一个附加电容器(C3)，该第一电容器连接至所述辅助绕组，所述至少一个附加电容器并联连接至该第一电容器；以及

电容器控制电路(60)，包括能够控制施加到该电容器单元(50)两端的电压的电压控制驱动器。

2.如权利要求1所述的变速马达，其中，该电容器控制电路(60)包括至少一个继电器。

3.如权利要求1所述的变速马达，其中，该变速马达表示外部转动单相感应马达。

4.如权利要求3所述的变速马达，其中，该变速马达表示用在洗衣机中的马达。

5.如权利要求3所述的变速马达，其中，该变速马达表示用在洗碗机中的马达。

6.如权利要求3所述的变速马达，其中，该变速马达表示用在碗碟干燥机中的马达。

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