本發(fā)明涉及一種永磁電機(jī)控制系統(tǒng)，特別是涉及一種多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

三相永磁方波電機(jī)的理想工作條件是：相反電勢(shì)平頂寬度不小于120⁰e(電角度)，相電流是60⁰e方波。繞組相帶是60⁰e，由于永磁體極弧寬度不可能達(dá)到180⁰e,再加上樞間漏磁，——磁密的平頂部分，在空間的寬度充其量是157⁰e，對(duì)于每極每項(xiàng)槽數(shù)q=1的定子來(lái)說(shuō)，為了克服齒槽轉(zhuǎn)矩，定子鐵芯或轉(zhuǎn)子磁極需沿軸向扭斜一個(gè)磁矩，對(duì)于數(shù)十千瓦以上的電機(jī)，每極每項(xiàng)槽數(shù)q=2，雖然仍只需沿軸向扭斜一個(gè)磁矩，但由于繞組的分布效應(yīng)，與q=1，扭斜1個(gè)磁矩的效果相同，即相反電勢(shì)平頂部分寬度僅有上述的157⁰e-60⁰e=97⁰e。充其量108⁰e見(jiàn)圖3；由于相反電勢(shì)平頂寬度（97⁰e）距理想的120⁰相差甚大，因而電機(jī)在工作當(dāng)中將產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，并產(chǎn)生噪聲；因?yàn)殡姶呸D(zhuǎn)矩（te）與兩相相電流（iφ），相反電勢(shì)eφ和電機(jī)角速度(ω)有如下關(guān)系：

；

因此在同一角速度，同樣相電流情況下，由于eφ只有97⁰e范圍內(nèi)是理論值，其余23⁰e的反電勢(shì)小于eφ，這樣就會(huì)形成iφ不變，繞組銅耗不變，而轉(zhuǎn)矩（功率）降低，電機(jī)的效率也降低。

在控制方法上，目前無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)所采用的控制策略，多是通過(guò)改變加在電機(jī)兩相間的輸入電壓來(lái)改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的，而改變等效輸入電壓則是要改變占空比。使相電流平均值跟蹤指令電流，達(dá)到改變或維持電磁轉(zhuǎn)矩的目的。但由于大功率的方波電機(jī)，其定子繞組的電感一般都比較小，導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行時(shí)電流的變化率較大，這就對(duì)相電流的控制帶來(lái)了一定的難度，從而對(duì)控制器的要求比較高。同時(shí)，電機(jī)定子中電感和換相得存在，使得電流不能達(dá)到理想的矩形波。見(jiàn)圖4；三相方波電機(jī)是工作在兩相通電60°電角度換向一次的的狀態(tài)，每次換相都會(huì)產(chǎn)生換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，這種脈動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生噪聲。三相方波電機(jī)每經(jīng)過(guò)360°電角度會(huì)產(chǎn)生六次轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。同樣功率的電機(jī)，改成六相后，脈動(dòng)次數(shù)增加到12次，但脈沖的幅值卻減了一半，這對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性和噪聲減小卻大有好處。方波電機(jī)工作在六相狀態(tài)時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大，輸出功率隨轉(zhuǎn)速的升高而升高，到達(dá)額定轉(zhuǎn)速時(shí)在隨轉(zhuǎn)速的升高電機(jī)逐漸工作在三相狀態(tài)，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)速較高。為了適應(yīng)這種方波電機(jī)的工作狀態(tài)，本發(fā)明提出如下多相永磁純方波電機(jī)與控制系統(tǒng)的發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)，該發(fā)明能使電機(jī)相反電勢(shì)平頂寬度超過(guò)120°以上；相電流波形達(dá)到理論純方波；同時(shí)讓多相純方波電機(jī)工作在多相運(yùn)行狀態(tài)也能使其工作在三相運(yùn)行狀態(tài)；在多相運(yùn)行狀態(tài)，能使電機(jī)輸出較大轉(zhuǎn)矩，工作在三相運(yùn)行狀態(tài)可高速運(yùn)行，解決方波電機(jī)既要低速大扭矩，又能高速運(yùn)行運(yùn)行兼顧的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種多相永磁純方波電機(jī)與控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括六相永磁純方波電機(jī)及控制器和驅(qū)動(dòng)裝置；電機(jī)包括電機(jī)軸，轉(zhuǎn)子組件、定子組件、后端蓋、前端蓋、位置傳感器、殼體；其特征在于，所述永磁方波電機(jī)定子繞組采用六相繞組，兩組三相繞組u、v、w與r、s、t各自獨(dú)立，其對(duì)應(yīng)繞組在空間相差30⁰e；六相永磁純方波電機(jī)的繞組星形連接，轉(zhuǎn)子磁鋼表貼式粘接；磁鋼外表面貼一層紫銅箔，紫銅箔外部再緊繞一層不銹鋼鋼絲，固定；其驅(qū)動(dòng)裝置包括變流模塊、六相切換模塊；控制器通過(guò)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置及電機(jī)繞組電流，以此為變流模塊提供pwm信號(hào)，以及根據(jù)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的速度，進(jìn)而生成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)三、六相切換模塊；變流模塊包括一直流電源和兩逆變器，逆變器由兩個(gè)逆變器并接構(gòu)成，每個(gè)逆變器均采用三相全橋式逆變電路，其中每一個(gè)橋臂上有兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成并且每個(gè)功率開(kāi)關(guān)管都反并聯(lián)一個(gè)二極管；每個(gè)逆變器的直流側(cè)均與直流電源連接，交流側(cè)均與各自對(duì)應(yīng)的三相定子繞組相連接；其三、六相切換模塊包括兩個(gè)并接的逆變器，以及連接在兩并接逆變器之間的直流接觸器；每一個(gè)逆變器均對(duì)應(yīng)一套相應(yīng)的電機(jī)定子繞組。

所述的一種多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)，所述控制器根據(jù)以下控制策略生成開(kāi)關(guān)信號(hào)驅(qū)動(dòng)三、六相切換模塊，電機(jī)以六相繞組工作，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)加速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，直流接觸器接收到控制器發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，電機(jī)由六相運(yùn)行切換到三相運(yùn)行狀態(tài)。

所述的一種多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)，所述電機(jī)以三相繞組工作，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)減速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，直流接觸器接收到控制器發(fā)出信號(hào)后閉合，電機(jī)由三相運(yùn)行狀態(tài)切換到六相運(yùn)行狀態(tài)。

所述的一種多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)，所述控制器通過(guò)檢測(cè)外部信號(hào)后控制器進(jìn)行內(nèi)部處理而生成控制信號(hào)，由于六相方波電機(jī)控制系統(tǒng)包括直流母線、逆變器、控制器、位置傳感器；其中，控制器采用一種針對(duì)六相方波電機(jī)的控制策略，即給定電流跟蹤控制；根據(jù)外部電路檢測(cè)到的電流給定信號(hào)與檢測(cè)到電機(jī)繞組反饋電流信號(hào)作比較產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)，并與控制器經(jīng)檢測(cè)位置傳感器信號(hào)產(chǎn)生的pwm信號(hào)共同做用到逆變器上，最終生成方波電流作用到電機(jī)每相繞組。

所述的一種多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)，所述控制器為六相，或3*n相，n=1.2.3.4。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

1、該發(fā)明能使電機(jī)相反電勢(shì)平頂寬度超過(guò)120°以上；在相同條件下能提高電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)輸出功率密度。

2、該發(fā)明相電流波形達(dá)到理論純方波；這樣可以使電機(jī)輸出的電磁轉(zhuǎn)矩更加平穩(wěn)，降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲，提高電機(jī)的工作效率；電壓利用率高，相對(duì)于傳統(tǒng)波形控制策略更加省電。

3.本發(fā)明在方波電機(jī)控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增加一組逆變器及一個(gè)直流接觸器，控制系統(tǒng)能讓六相方波電機(jī)工作在六相運(yùn)行狀態(tài)也能使其工作在三相運(yùn)行狀態(tài)；在六相運(yùn)行狀態(tài)后，能使電機(jī)輸出較大轉(zhuǎn)矩，由六相運(yùn)行狀態(tài)切換到三相運(yùn)行狀態(tài)后能夠使電機(jī)運(yùn)行到較大轉(zhuǎn)速，因此本發(fā)明解決了目前方波電機(jī)不能兼顧既要低速大扭矩，又要高速運(yùn)行的問(wèn)題。

4、本發(fā)明在電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼外表面貼一層紫銅箔，紫銅箔外部再緊繞一層不銹鋼鋼絲固定。很好的解決了電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磁鋼散熱問(wèn)題。避免磁鋼由于過(guò)熱退磁。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明六相永磁純方波電機(jī)結(jié)構(gòu)圖；

圖2本發(fā)明控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；

圖3常規(guī)永磁方波電機(jī)相反電勢(shì)平頂寬度波形圖（對(duì)比技術(shù)）；

圖4常規(guī)永磁方波電機(jī)相電流波形圖（對(duì)比技術(shù)）；

圖5本發(fā)明六相永磁純方波電機(jī)繞組空間分布圖；

圖6本發(fā)明給定點(diǎn)電流跟蹤控制法相電流波形圖；

圖7本發(fā)明六相永磁純方波電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖；

圖8本發(fā)明所采用的給定電流跟蹤控制法中t1和t6導(dǎo)通時(shí)電機(jī)定子中電流流通路徑示意圖

圖9本發(fā)明所采用的給定電流跟蹤控制法中t1導(dǎo)通、t6關(guān)斷時(shí)電機(jī)定子中電流流通路徑示意圖；

圖10本發(fā)明中電機(jī)以六相運(yùn)行狀態(tài)工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為方波電機(jī)在本發(fā)明中以六相運(yùn)行狀態(tài)工作時(shí)繞組中相電流波形示意圖；

圖12為方波電機(jī)在本發(fā)明中由六相運(yùn)行狀態(tài)切換到三相運(yùn)行狀態(tài)后組中相電流波形示意圖；

圖13本發(fā)明中電機(jī)以三相運(yùn)行狀態(tài)工作時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖14六相永磁純方波電機(jī)相反電勢(shì)平頂寬度波形圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明為多相永磁純方波電機(jī)控制系統(tǒng)。六相永磁純方波電機(jī)定子繞組采用六相繞組，兩組三相繞組u、v、w與r、s、t各自獨(dú)立，其對(duì)應(yīng)繞組在空間相差30⁰e，繞組空間分布見(jiàn)圖5。將相帶寬減到30⁰e，eφ的平頂寬度就從97⁰e加大到127⁰e。最大能大于130⁰e，滿足了無(wú)刷直流電機(jī)相反電勢(shì)大于120⁰e的理想條件，見(jiàn)圖14。電機(jī)轉(zhuǎn)子在磁鋼4，外表面貼一層紫銅箔3，紫銅箔3外部再緊繞一層不銹鋼鋼絲固定，解決了電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磁鋼散熱問(wèn)題。

本實(shí)施方式中，控制器采用一種針對(duì)六相純方波電機(jī)的控制方法：給定電流跟蹤控制法。該控制方法中通過(guò)控制器產(chǎn)生一個(gè)給定值，并與反饋電流—檢測(cè)到的電機(jī)相電流做比較，若反饋電流小于給定時(shí)，產(chǎn)生的pwm作用到igbt上使其持續(xù)導(dǎo)通；若反饋電流大于給定時(shí)，產(chǎn)生的pwm作用到igbt上使其關(guān)斷；以此連續(xù)進(jìn)行下去，能夠使電機(jī)定子繞組中的相電流跟蹤電流給定。達(dá)到方波電流控制見(jiàn)圖6。方波電機(jī)控制系統(tǒng)包括控制器和驅(qū)動(dòng)裝置。該控制系統(tǒng)特征的驅(qū)動(dòng)裝置包括變流模塊，用于為方波電機(jī)繞組提供交流電能；六相切換模塊，用于選擇六相電機(jī)繞組的運(yùn)行狀態(tài)；控制器通過(guò)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置及電機(jī)繞組電流，以此為變流模塊提供pwm信號(hào)，以及根據(jù)檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子的速度，進(jìn)而生成開(kāi)關(guān)控制信號(hào)以驅(qū)動(dòng)三、六相切換模塊。變流模塊包括一直流電源和兩逆變器，逆變器是由兩個(gè)逆變器并接構(gòu)成，每個(gè)逆變器均采用三相全橋式逆變電路，其中每一個(gè)橋臂上有兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成并且每個(gè)功率開(kāi)關(guān)管都反并聯(lián)一個(gè)二極管;每個(gè)逆變器的直流側(cè)均與直流電源連接，交流側(cè)均與各自對(duì)應(yīng)的三相定子繞組相連接。

所述三、六相切換模塊包括兩個(gè)并接的逆變器，以及連接在兩組并接逆變器之間的一直流接觸器；每一組逆變器均對(duì)應(yīng)一套相應(yīng)的電機(jī)定子繞組?？刂破鞲鶕?jù)以下控制策略生成開(kāi)關(guān)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)三、六相切換模塊：當(dāng)電機(jī)以六相繞組工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)加速達(dá)到設(shè)定的響應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)，直流接觸器接收到控制器發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)后保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)，使電機(jī)由六相運(yùn)行狀態(tài)切換到三相運(yùn)行狀態(tài)；當(dāng)電機(jī)以三相繞組工作時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速經(jīng)減速達(dá)到設(shè)定的響應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)，直流接觸器接收到控制器發(fā)出的開(kāi)關(guān)信號(hào)后保持閉合狀態(tài)，使電機(jī)由三相運(yùn)行狀態(tài)切換到六相運(yùn)行狀態(tài)。

實(shí)施例

六相永磁純方波電機(jī)結(jié)構(gòu)包括電機(jī)軸1，轉(zhuǎn)子組件2定子組件10，后端蓋6，前端蓋8，位置傳感器7，殼體9等。其特殊之處在于轉(zhuǎn)子組件散熱系統(tǒng)見(jiàn)圖7。電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼4，結(jié)構(gòu)經(jīng)過(guò)磁路設(shè)計(jì)，特將電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼4為表貼式粘接。磁鋼4，外表面貼一層紫銅箔3，紫銅箔3外部再緊繞一層不銹鋼鋼絲5，固定。解決了電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)磁鋼散熱問(wèn)題。

關(guān)于控制系統(tǒng)，結(jié)合附圖2對(duì)工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。驅(qū)動(dòng)裝置包括變流模塊、三、六相切換模塊；其中：變流模塊與電機(jī)六相定子繞組相連，其作用是為六相方波電機(jī)提供以方波形式輸出的交流電能；本實(shí)施方式中，變流模塊包括直流電源dc和逆變器，如圖2所示本逆變器是由兩個(gè)逆變器10、及20并接構(gòu)成，每個(gè)逆變器均采用三相全橋式逆變電路，其中每一個(gè)橋臂上有兩個(gè)功率開(kāi)關(guān)管串聯(lián)組成并且每個(gè)功率開(kāi)關(guān)管都反并聯(lián)一個(gè)二極管；每個(gè)逆變器的直流側(cè)均與直流電源dc連接，交流側(cè)：逆變器10與u、v、w三相定子繞組連接,逆變器20與r、s、t三相定子繞組連接；6個(gè)橋臂上的12個(gè)igbt均采用型號(hào)為ff600r12me4的模塊化igbt，并且該管內(nèi)部集成有反并聯(lián)的二極管。三、六相切換模塊包括兩個(gè)并接的逆變器，以及連接在兩組并接逆變器之間的直流接觸器km，其中km一側(cè)與逆變器10連接，另一側(cè)與逆變器20連接；通過(guò)直流接觸器km控制逆變器的接入，以此控制電機(jī)的工作運(yùn)行方式。本實(shí)施方式中，非換相期間電機(jī)定子電流的流向分別如圖8、圖9所示，控制周期為恒定值?？刂破鞑捎媒o定電流跟蹤控制法，該控制方法中通過(guò)控制器產(chǎn)生一個(gè)電流給定值，并與反饋電流即檢測(cè)到的電機(jī)定子電流做比較，若電機(jī)定子電流小于給定電流時(shí)，同時(shí)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)管t1和開(kāi)關(guān)管t6，電流的流向如圖8所示，電流在母線電壓ud的作用下不斷上升。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，當(dāng)電機(jī)定子電流大于給定電流時(shí)，關(guān)斷開(kāi)關(guān)管t6，電流的流向如圖9所示。由圖9可以看出，由于開(kāi)關(guān)管t6已經(jīng)處于關(guān)斷狀態(tài)，電流通過(guò)與開(kāi)關(guān)管t3反向并聯(lián)的二極管續(xù)流，此時(shí)電流不經(jīng)過(guò)電源，所以電機(jī)定子中的電流開(kāi)始衰減。由于定子繞組電感的作用，電流不能突然衰減到零，只是逐漸衰減。當(dāng)電流衰減到某一時(shí)刻，且此時(shí)已經(jīng)達(dá)到一個(gè)控制周期，此時(shí)再次開(kāi)通開(kāi)關(guān)管t6，此后的定子繞組電流工作過(guò)程同上文所述。就這樣，當(dāng)電流給定大于電機(jī)定子繞組中的電流時(shí)，同時(shí)開(kāi)通上下橋臂的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管，使電流上升。當(dāng)電流給定小于電機(jī)定子繞組中的電流時(shí)，關(guān)斷其中一個(gè)開(kāi)關(guān)管，使電流下降，當(dāng)時(shí)間達(dá)到一個(gè)控制周期時(shí)再次開(kāi)通開(kāi)關(guān)管。通過(guò)給定電流跟蹤控制，以此連續(xù)進(jìn)行下去，能夠使電機(jī)定子繞組中的電流跟蹤電流給定。達(dá)到方波電流控制。本實(shí)施方式中，控制器采用一種針對(duì)六相方波電機(jī)的控制方法：即給定電流跟蹤控制法，更能快速響應(yīng)本發(fā)明中三、六相切換模塊，讓三、六相切換模塊快速，準(zhǔn)確的動(dòng)作。本實(shí)施方式中，控制器通過(guò)以下控制策略生成開(kāi)關(guān)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)三、六相切換模塊；本實(shí)施方式中，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)通過(guò)控制器輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)s作用到直流接觸器km上使逆變器10和逆變器20同時(shí)工作，進(jìn)而使電機(jī)工作在六相運(yùn)行狀態(tài)，即電機(jī)的六相定子繞組全部接入同時(shí)工作；在本實(shí)施方式中電機(jī)轉(zhuǎn)子從零開(kāi)始升速，并且控制器通過(guò)位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，并根據(jù)該信號(hào)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子速度，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度達(dá)到設(shè)定的響應(yīng)速度時(shí)，根據(jù)控制器中設(shè)定的程序，控制器向直流接觸器km輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)s作用到直流接觸器km，使km由閉合轉(zhuǎn)為斷開(kāi)，并且一直保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)直到下一次開(kāi)關(guān)信號(hào)s到來(lái)。當(dāng)直流接觸器km斷開(kāi)后只有逆變器10接入工作，相應(yīng)的電機(jī)繞組只有u、v、w三相接入運(yùn)行，故電機(jī)由六相運(yùn)行狀態(tài)切換到三相運(yùn)行狀態(tài)。三相單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖13所示，為保證完全切換到三相運(yùn)行狀態(tài)此時(shí)控制器不在向逆變器20輸出pwm波，通過(guò)軟件、硬件同時(shí)保證切換狀態(tài)的穩(wěn)定。由于電機(jī)啟動(dòng)時(shí)電機(jī)工作在六相運(yùn)行狀態(tài)，六相切三相在加速的過(guò)程中完成，所以本實(shí)施方式中，電機(jī)從三相運(yùn)行狀態(tài)切換到六相運(yùn)行狀態(tài)在減速的過(guò)程中完成。當(dāng)電機(jī)由六相運(yùn)行狀態(tài)切換到三相運(yùn)行狀態(tài)后，電機(jī)轉(zhuǎn)子速度逐漸增加；若此后電機(jī)開(kāi)始減速運(yùn)行并且控制器通過(guò)位置傳感器檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，并根據(jù)該信號(hào)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)子速度，當(dāng)轉(zhuǎn)子速度達(dá)到設(shè)定的響應(yīng)速度時(shí)，根據(jù)控制器中設(shè)定的程序，控制器向直流接觸器km輸出一開(kāi)關(guān)信號(hào)s作用到直流接觸器km，使km由斷開(kāi)轉(zhuǎn)為閉合，并且一直保持閉合狀態(tài)直到下一次開(kāi)關(guān)信號(hào)s到來(lái)。當(dāng)直流接觸器km閉合后逆變器10和逆變器20都接入工作，相應(yīng)的電機(jī)繞組u、v、w三相與r、s、t三相都接入運(yùn)行，故電機(jī)由三相運(yùn)行狀態(tài)切換到六相運(yùn)行狀態(tài)。六相繞組運(yùn)行時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖10所示直流接觸器km閉合，與六相切三相后pwm輸出狀態(tài)不同，當(dāng)直流接觸器km閉合后確定三相運(yùn)行狀態(tài)切換到六相運(yùn)行狀態(tài)后，控制器向逆變器10輸出pwm波的同時(shí)也向逆變器20輸出pwm波，使u、v、w三相定子繞組與r、s、t三相定子繞組都接入運(yùn)行。根據(jù)本實(shí)施方式中提出的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可知，新拓?fù)湓黾恿艘恢绷鹘佑|器和一逆變器，通過(guò)該新型拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)電機(jī)定子繞組的三、六相切換，既能使電機(jī)工作在三相運(yùn)行狀態(tài)又能使電機(jī)工作在六相運(yùn)行狀態(tài)，為了快速響應(yīng)本發(fā)明中三、六相切換模塊，本實(shí)施方式中，控制器采用一種針對(duì)六相方波電機(jī)的控制方法，即給定電流跟蹤控制法；通過(guò)本實(shí)施方式可以看到，當(dāng)電機(jī)工作在六相運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，u、v、w三相定子繞組與r、s、t三相定子繞組都接入運(yùn)行，如圖11所示，其中u、v、w三相定子繞組中方波電流為圖11波型1，r、s、t三相定子繞組中方波電流為圖11波型3；進(jìn)而分析可知兩套繞組通電后同時(shí)工作使電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩相比于傳統(tǒng)三相電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大很多，實(shí)現(xiàn)了六相運(yùn)行時(shí)輸出大轉(zhuǎn)矩的發(fā)明要求；當(dāng)電機(jī)工作在三相運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，僅有u、v、w三相定子繞組接入運(yùn)行，如圖12所示，其中u、v、w三相定子繞組電流為圖12波型1，r、s、t三相定子繞組中電流為圖12波型3，故通過(guò)圖12可以直接看出六相切三相后只有u、v、w三相定子繞組中有方波電流，而r、s、t三相定子繞組中電流為零，由于六相切三相前電機(jī)繞組產(chǎn)生的反電勢(shì)較大，切換后繞組反電勢(shì)減小而電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不變，此時(shí)可以使電機(jī)加速運(yùn)行能快速達(dá)到電機(jī)極速，實(shí)現(xiàn)了三相運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子速度響應(yīng)較快，提高了電機(jī)轉(zhuǎn)子的極速的發(fā)明要求。由圖11和圖12電流波形的對(duì)比，直接反應(yīng)出切換后繞組運(yùn)行狀態(tài)，表明切換的過(guò)程不影響電機(jī)的基本運(yùn)行，證明了本發(fā)明拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的可行性、正確性。并且本發(fā)明實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了使方波電機(jī)輸出大轉(zhuǎn)矩以及提高了電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)行轉(zhuǎn)速。