CN208359937U

CN208359937U - 基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置

Info

Publication number: CN208359937U
Application number: CN201820885824.5U
Authority: CN
Inventors: 罗玉涛
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2018-06-08
Filing date: 2018-06-08
Publication date: 2019-01-11
Anticipated expiration: 2028-06-08

Abstract

本实用新型公开基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置；包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、变绕组切换电路、控制器和变频器；a相绕组、b相绕组和c相绕组都包括一绕组和二绕组；控制器的一端与变绕组切换电路连接，控制器的另一端分为六路，与变频器的六个IGBT控制端相连接。本实用新型通过永磁同步电机绕组的改变来切换电机特性，实现电动汽车电子式换挡。控制器通过开关的开闭对变频器的IGBT和绕组切换开关进行控制，每相的一绕组和二绕组可以单独工作，也可以并联工作，还可以串联工作，实现四种工作模式，对电动汽车进行四个档位的切换。

Description

基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车换挡系统，特别是涉及一种电动汽车电子式换挡系统，具体是一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置。

背景技术

电动汽车对其驱动系统有着多方面的性能要求：高转矩密度、功率密度；较宽的调速范围，满足低速时加速以及高速巡航的需求；在很宽的转矩和转速范围内都保持高效率；较宽的恒功率区；有起动和爬坡所需的高转矩；较低的成本等。对永磁同步电机在恒功率区进行弱磁调速，虽然能够满足转速的需求，但由于弱磁过程会增加能量损耗，使得电机工作于低效率期间。因此，为了提高电机工作效率，传统的方法是增加机械式变速器，在合适的工作点进行档位切换。增加机械式变速器会使电动汽车成本增加，同时，机械式变速器的体积、重量较大，占用了车内的宝贵空间，并且机械式变速器会使系统效率进一步降低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，通过改变永磁同步电机的绕组连接方式，达到改变电机特性的目的，实现电动汽车的电子式换挡；在空间和成本增加不多的情况下，能够使电动汽车在低速提供大扭矩且具有比较宽广的调速范围，起到节能作用，提高了车辆的行驶里程。

电机的最高转速受到额定电压和变频器功率等级的限制，本实用新型的变绕组控制永磁同步电机以定子多绕组模式切换的方法独立于传统方法，对于电动汽车用驱动系统中电机的“低速提供大扭矩且具有比较宽广的调速范围”性能具有大幅的提升，并且起到节能作用，提高了车辆的行驶里程。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、变绕组切换电路、控制器和变频器；永磁同步电机每相绕组配置有两个绕组，a相绕组包括第一相一绕组、第一相二绕组；b相绕组包括第二相一绕组、第二相二绕组；c相绕组包括第三相一绕组、第三相二绕组；变绕组切换电路包括第一绕组切换开关、第二绕组切换开关、第三绕组切换开关、第四绕组切换开关、第五绕组切换开关、第六绕组切换开关、第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关；

所述a相绕组、b相绕组和c相绕组中的每一个相绕组都引出有4个接线端子；其中，第一相一绕组的一端与第二相一绕组的一端、第三相一绕组的一端连接在一起，第一相一绕组的一端同时连接到第一绕组切换开关，第一绕组切换开关与第二绕组切换开关和第三绕组切换开关依次连接；第三绕组切换开关与第一相二绕组的一端连接，连接端与变频器的第一个交流输出端连接，第一相一绕组的另一端连接到第二绕组切换开关和第三绕组切换开关之间，第一相二绕组的另一端连接到第一绕组切换开关和第二绕组切换开关之间；第二相一绕组的一端同时连接到第四绕组切换开关，第四绕组切换开关与第五绕组切换开关和第六绕组切换开关依次连接，第六绕组切换开关与第二相二绕组的一端连接，连接端与变频器的第二个交流输出端连接，第二相一绕组的另一端连接到第五绕组切换开关和第六绕组切换开关之间，第二相二绕组的另一端连接到第四绕组切换开关和第五绕组切换开关之间；第三相一绕组的一端同时连接到第七绕组切换开关，第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关依次连接；第九绕组切换开关与第三相二绕组的一端连接，连接端与变频器的第三个交流输出端连接，第三相一绕组的另一端连接到第八绕组切换开关和第九绕组切换开关之间，第三相二绕组的另一端连接到第七绕组切换开关和第八绕组切换开关之间；

所述控制器的一端分别与第一绕组切换开关、第二绕组切换开关、第三绕组切换开关、第四绕组切换开关、第五绕组切换开关、第六绕组切换开关、第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关；控制器的另一端分为六路，与变频器的六个IGBT控制端相连接。

为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述的变频器由一个六单元的IGBT集成模块和一个滤波电容组成；每两个IGBT集成模块串联连接，三组IGBT集成模块并联连接，滤波电容接在并联端之间；两个串联的IGBT集成模块之间接出交流输出端。

优选地，所述的变频器的第一个、第二个和第三个交流输出端分别第一相二绕组、第二相二绕组和第三相二绕组的一端连接。

优选地，所述的a相绕组、b相绕组和c相绕组的总匝数为N，第一相一绕组、第二相一绕组、第三相一绕组的匝数都为αN，第一相二绕组、第二相二绕组、第三相二绕组的匝数都为(1‐α)N，α<0.5。

优选地，所述的α为0.1-0.4。

优选地，所述的a相绕组的第一相一绕组和第一相二绕组的匝数之比、b相绕组的第二相一绕组和第二相二绕组的匝数之比以及c相绕组的第三相一绕组和第三相二绕组的匝数之比是固定的。

优选地，所述的a相绕组的第一相一绕组和第一相二绕组的匝数之比、b相绕组的第二相一绕组和第二相二绕组的匝数之比以及c相绕组的第三相一绕组和第三相二绕组的匝数之比是变化的。

优选地，所述的第一绕组切换开关、第二绕组切换开关、第三绕组切换开关、第四绕组切换开关、第五绕组切换开关、第六绕组切换开关、第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关为电磁式继电器或固态继电器。绕组切换开关可以对交流电实现通断，根据档位切换时间，可以是电磁式继电器，也可以是固态继电器等能实现双向开通和关断的开关器件。

本实用新型永磁同步电机通过改变绕组的连接方式后，具有不同的工作特性，其工作特性能够满足电动汽车不同转速和转矩需求，通过切换永磁同步电机绕组的工作模式，进行电动汽车的电子式换挡。具体而言，本实用新型永磁同步电机的每相绕组配置有一绕组和二绕组，每相一绕组和二绕组共引出有4个接线端子，并经过变绕组切换电路进行绕组切换，经过切换后的三相连接于变频器的三相输出端子，控制器对变绕组切换电路的开关和变频器的IGBT进行控制。通过控制器对绕组切换开关进行控制，永磁同步电机的绕组有四种工作模式：二绕组单独工作、一绕组单独工作、二绕组和一绕组并联工作、二绕组和一绕组串联工作，通过切换绕组的不同工作模式实现不同档位的切换。本实用新型所涉及的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，由于采用了可变绕组永磁同步电机来改变电机的工作特性，不需要额外增加机械式变速器就能够实现对永磁同步电机工作点进行调节，和传统方案相比，能够降低成本、减小体积和重量，提高系统的效率。

本实用新型的工作原理：

永磁同步电动机的最大转矩与串联匝数有如下关系：

式中，T_max为最大电磁转矩，B_δ1为气隙磁密基波幅值，L_ef为电枢计算长度，D_i1为定子内径，m为相数，p为极对数，K_dp为绕组因数，N为电枢绕组每相串联匝数，τ₁为极距，I₁为定子相电流。

公式(1)表明，在电机其他参数不变的条件下，电机串联匝数越大，电机能提供的最大转矩也越大；在提供相同的转矩的条件下，增加串联匝数后，提供相同转矩所需的电流也相应减小，所需变频器的容量也减小。

永磁同步电机的反电动势和串联匝数有如下关系：

式中，E₀为空载反电动势，n为额定转速，Φ_δ0空载主磁通，K_Φ为气隙系数，p为极对数，K_dp为绕组因数，N为电枢绕组每相串联匝数。

公式(2)表明，在电机其他参数不变的条件下，电机串联匝数越大，电机的反电动势越大，减少匝数，可以降低反电动势。通常，电机变频器的直流母线电压是由电池组提供的，其值一般保持稳定，电机的最大反电动势受直流母线电压的限制。在最大反电动势不变的情况下，减小串联匝数，可以降低反电动势，从而提高电机转折速度。另外，公式(2)中可以看到，电机反电动势和空载主磁通也有关系，降低空载主磁通也能降低反电动势，提高转折速度，即额外采用弱磁电流降低空载主磁通，但是需要额外的电流进行弱磁。减小了电机串联匝数，可以减小或不采用弱磁，使得电流减小，变频器容量也可以减小。

在电动汽车低速区间，采用两个绕组串联的方式，增加绕组匝数，可以在电流不变的情况下，使电机输出更大的转矩；在高速区间，使绕组并联，减小电机绕组的等效匝数，使得电机反电动势降低，提高电机转折速度，减小或不使用弱磁的方式，可以减小电机的最大相电流，从而降低变频器的容量限制。

假设永磁同步电机每相绕组的总匝数为N，则一绕组的匝数为αN，二绕组的匝数为(1-α)N，系统可以进行四种档位的切换，如下表1所示：

表1

	K<sub>1</sub>、K<sub>4</sub>、K<sub>7</sub>	K<sub>2</sub>、K<sub>5</sub>、K<sub>8</sub>	K<sub>3</sub>、K<sub>6</sub>、K<sub>9</sub>	绕组连接方式
					M<sub>1</sub>	×	○	×	串联
M<sub>2</sub>	○	×	×	二绕组
					M<sub>3</sub>	×	×	○	一绕组
M<sub>4</sub>	○	×	○	并联

(1)一绕组、二绕组串联工作。此档位下，控制器控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12断开，第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13闭合，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15断开，此时，永磁同步电机一绕组和二绕组串联工作。在串联运行时，如保持电流不变,由于绕组每相串联匝数增大，电动机转矩也增大,能够很好地提高电动汽车的低速爬坡和起动加速能力。

(2)二绕组独立工作档位。此档位下，控制器控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12闭合，第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15断开，此时，永磁同步电机采用二绕组独立工作。

(3)一绕组独立工作档位。此档位下，控制器控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12、第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13断开，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15闭合，此时，永磁同步电机采用一绕组独立工作。

(4)一绕组、二绕组并联工作。此档位下，控制器控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12闭合，第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13断开，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15闭合，此时，永磁同步电机一绕组和二绕组并联工作。绕组并联运行时,等效匝数少,反电动势低,转折转速高,使电动机能够高速运行,降低了对电动机弱磁扩速能力的要求。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

(1)采用电子式换挡方法，可以不使用机械变速器，减小了系统的体积、减轻了装了重量、节省了成本、提高系统效率。

(2)通过永磁同步电机绕组的切换，改变了永磁同步电机的工作特性，优化电机的运行性能，达到扩展转速范围的目的，可满足电动汽车驱动电机的理想特性。

(3)在不同的区间采用不同的绕组，可以使得电流减小，从而降低变频器的容量限制。

附图说明

图1为本实用新型基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置组成示意图。

图2为本实用新型实施例各档位电机特性图。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，应用于电动汽车的电驱动系统，能够通过永磁同步电机绕组连接方式的切换改变电机输出特性，达到换挡的目的。

一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、变绕组切换电路、控制器16和变频器17；永磁同步电机每相绕组配置有两个绕组，a相绕组包括第一相一绕组1、第一相二绕组4；b相绕组包括第二相一绕组6、第二相二绕组9；c相绕组包括第三相一绕组11、第三相二绕组14；变绕组切换电路包括第一绕组切换开关2、第二绕组切换开关3、第三绕组切换开关5、第四绕组切换开关7、第五绕组切换开关8、第六绕组切换开关10、第七绕组切换开关12、第八绕组切换开关13、第九绕组切换开关15；

a相绕组、b相绕组和c相绕组中的每一个相绕组都引出有4个接线端子；其中，第一相一绕组1的一端a₁与第二相一绕组6的一端a₅、第三相一绕组11的一端a₉连接在一起，第一相一绕组1的一端a₁同时连接到第一绕组切换开关2，第一绕组切换开关2与第二绕组切换开关3和第三绕组切换开关5依次连接；第三绕组切换开关5与第一相二绕组4的一端a₄连接，连接端与变频器的第一个交流输出端连接，第一相一绕组1的另一端a₂连接到第二绕组切换开关3和第三绕组切换开关5之间，第一相二绕组4的另一端a₃连接到第一绕组切换开关2和第二绕组切换开关3之间；第二相一绕组6的一端a₅同时连接到第四绕组切换开关7，第四绕组切换开关7与第五绕组切换开关8和第六绕组切换开关10依次连接，第六绕组切换开关10与第二相二绕组的一端a₈连接，连接端与变频器的第二个交流输出端连接，第二相一绕组6的另一端a₆连接到第五绕组切换开关8和第六绕组切换开关10之间，第二相二绕组9的另一端a₇连接到第四绕组切换开关7和第五绕组切换开关8之间；第三相一绕组11的一端a₉同时连接到第七绕组切换开关12，第七绕组切换开关12、第八绕组切换开关13和第九绕组切换开关15依次连接；第九绕组切换开关15与第三相二绕组的一端a₁₂连接，连接端与变频器的第三个交流输出端连接，第三相一绕组11的另一端a₁₀连接到第八绕组切换开关13和第九绕组切换开关15之间，第三相二绕组14的另一端a₁₁连接到第七绕组切换开关12和第八绕组切换开关13之间。

控制器16的一端分别与第一绕组切换开关2、第二绕组切换开关3、第三绕组切换开关5、第四绕组切换开关7、第五绕组切换开关8、第六绕组切换开关10、第七绕组切换开关12、第八绕组切换开关13、第九绕组切换开关15和变频器17的IGBT连接，并对各绕组切换开进行控制；控制器16的另一端分为六路，与变频器17的六个IGBT控制端相连接。变频器17由一个六单元的IGBT集成模块和一个滤波电容组成；每两个IGBT集成模块串联连接，三组IGBT集成模块并联连接，滤波电容接在并联端之间；两个串联的IGBT集成模块之间接出交流输出端。具体是变频器17的第一个、第二个和第三个交流输出端u、v和w分别与第一相二绕组4的一端a₄、第二相二绕组的一端a₈和第三相二绕组的一端a₁₂连接。永磁同步电机的三相连接到变频器，并经过滤波电容后连接到直流母线。

永磁同步电机每相绕组的总匝数为N，第一相一绕组1、第二相一绕组6、第三相一绕组11的匝数都为αN，第一相二绕组4、第二相二绕组9、第三相二绕组14的匝数都为(1‐α)N，取α<0.5，不同档位的等效绕组匝数的大小为：串联>二绕组>一绕组>并联，具体说明如下。

当一绕组、二绕组串联工作时，控制器16控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12断开，第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13闭合，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15断开，此时，永磁同步电机的a相绕组的第一相一绕组1和第一相二绕组4，b相绕组的第二相一绕组6和第二相二绕组9，c相绕组的第三相一绕组11和第三相二绕组14串联工作。在串联运行时，如保持电流不变，由于绕组每相串联匝数增大，电动机转矩也增大，能够很好地提高电动汽车的低速爬坡和起动加速能力。

当二绕组独立工作时，控制器16控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12闭合，第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13、第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15断开，此时，永磁同步电机二绕组独立工作，即第一相二绕组4、第二相二绕组9、第三相二绕组14独立工作。

当一绕组独立工作时，控制器16控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12、第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13断开，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15闭合，此时，永磁同步电机一绕组独立工作，即第一相一绕组1、第二相一绕组6、第三相一绕组11独立工作。

当一绕组、二绕组并联工作时，控制器16控制第一绕组切换开关2、第四绕组切换开关7、第七绕组切换开关12闭合，第二绕组切换开关3、第五绕组切换开关8、第八绕组切换开关13断开，第三绕组切换开关5、第六绕组切换开关10、第九绕组切换开关15闭合，此时，永磁同步电机一绕组和二绕组并联工作，即a相绕组的第一相一绕组1和第一相二绕组4，b相绕组的第二相一绕组6和第二相二绕组9，c相绕组的第三相一绕组11和第三相二绕组14并联工作。绕组并联运行时，等效匝数少，反电动势低，转折转速高，使电机能够高速运行，降低了对电动机弱磁扩速能力的要求。

如图2所示，当换入M1档时，a相绕组的第一相一绕组1、第一相二绕组4串联工作，b相绕组的第二相一绕组6、第二相二绕组9串联工作，c相绕组的第三相一绕组11、第三相二绕组14串联工作，增加了绕组匝数，可以在电流不变的情况下，使电机输出更大的转矩，永磁同步电机按图2中曲线21所示的特性运行，汽车运行于低速区间；当换入M2档时，第一相二绕组4、第二相二绕组9、第三相二绕组14独立工作，永磁同步电机按图2中曲线22所示的特性运行，汽车运行于中低速区间；当换入M3档时，第一相一绕组1、第二相一绕组6、第三相一绕组11独立工作，永磁同步电机按图2中曲线23所示的特性运行，汽车运行于中高速区间；挡换入M4挡时，a相绕组的第一相一绕组1、第一相二绕组4并联工作，b相绕组的第二相一绕组6、第二相二绕组9并联工作，c相绕组的第三相一绕组11、第三相二绕组14并联工作，减小电机绕组的等效匝数，永磁同步电机按图2中曲线24所示的特性运行，汽车运行于高速区间。

电机转速在0～n₁范围内，永磁同步电机按M1档位对应的特性曲线21运行。电机转速在n₁～n₂范围内时，永磁同步电机可以按M2档位对应的特性曲线22运行，永磁同步电机不进行弱磁，电动汽车运行于经济运行模式；当汽车对转矩需求较大时，电动汽车也可以降档运行，按M1档位对应的特性曲线23运行，在M1档上通过弱磁，提供更大的转矩，电动汽车运行于动力模式。电机转速在n₂～n₃范围内时，永磁同步电机按M3档位对应的特性曲线24运行，永磁同步电机不进行弱磁，电动汽车运行于经济运行模式；当汽车对转矩需求较大时，电动汽车也可以降档运行，按M2档位对应的特性曲线25运行，在M2档上通过弱磁，提供更大的转矩，电动汽车运行于动力模式。电机转速在n₃～n₄范围内时，永磁同步电机按M4档位对应的特性曲线26运行，永磁同步电机不进行弱磁，电动汽车运行于经济运行模式；当汽车对转矩需求较大时，电动汽车也可以降档运行，按M3档位对应的特性曲线27运行，在M3档上通过弱磁，提供更大的转矩，电动汽车运行于动力模式。电机转速大于n₃时，电动汽车按M4档位对应的特性曲线26运行，当电机转速大于n₄时，电机进行弱磁控制，转速可以进一步提升。

通过对图1中永磁同步电机的第一相一绕组1、第一相二绕组4、第二相一绕组6、第二相二绕组9、第三相一绕组11、第三相二绕组14的绕组参数及磁路进行合适的设计，可以使得各个档位在不同转速范围内达到较好的性能。

相较于传统的机械式换挡系统，本实用新型由于不使用机械变速器，减小了系统的体积、减轻了重量、节省成本、提高系统效率；相较于无机械变速器的直驱电机系统，本电子式换挡装置能够根据电动汽车的车速和转矩需求调整电机的工作特性，使电机运行于高效率区间，同时，在不同的区间采用不同的绕组，可以使得电流减小，从而降低变频器的容量限制。

Claims

1.基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、变绕组切换电路、控制器和变频器；永磁同步电机每相绕组配置有两个绕组，a相绕组包括第一相一绕组、第一相二绕组；b相绕组包括第二相一绕组、第二相二绕组；c相绕组包括第三相一绕组、第三相二绕组；变绕组切换电路包括第一绕组切换开关、第二绕组切换开关、第三绕组切换开关、第四绕组切换开关、第五绕组切换开关、第六绕组切换开关、第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关；

2.根据权利要求1所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述的变频器由一个六单元的IGBT集成模块和一个滤波电容组成；每两个IGBT集成模块串联连接，三组IGBT集成模块并联连接，滤波电容接在并联端之间；两个串联的IGBT集成模块之间接出交流输出端。

3.根据权利要求2所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述的变频器的第一个、第二个和第三个交流输出端分别第一相二绕组、第二相二绕组和第三相二绕组的一端连接。

4.根据权利要求1所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述的a相绕组、b相绕组和c相绕组的总匝数为N，第一相一绕组、第二相一绕组、第三相一绕组的匝数都为αN，第一相二绕组、第二相二绕组、第三相二绕组的匝数都为(1‐α)N，α<0.5。

5.根据权利要求4所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述的α为0.1-0.4。

6.根据权利要求1所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述的a相绕组的第一相一绕组和第一相二绕组的匝数之比、b相绕组的第二相一绕组和第二相二绕组的匝数之比以及c相绕组的第三相一绕组和第三相二绕组的匝数之比是固定的。

7.根据权利要求1所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述的a相绕组的第一相一绕组和第一相二绕组的匝数之比、b相绕组的第二相一绕组和第二相二绕组的匝数之比以及c相绕组的第三相一绕组和第三相二绕组的匝数之比是变化的。

8.根据权利要求1所述的基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，其特征在于，所述第一绕组切换开关、第二绕组切换开关、第三绕组切换开关、第四绕组切换开关、第五绕组切换开关、第六绕组切换开关、第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关为电磁式继电器或固态继电器。