单相异步电机绕组串并联切换方法、单相异步电机及设备技术

本发明专利技术提供一种单相异步电机绕组串并联切换方法、单相异步电机及设备。其中单相异步电机包括：主相绕组、副相绕组以及切换装置，所述主相绕组包括至少两个绕组线圈；所述切换装置，用于根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述主相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。本发明专利技术的技术方案通过单相异步电机绕组连接方式的切换，在串联运行时电机轻负载运行性能高，在并联运行时电机过载能力强，串并联结合使轻载时高效运行，重载时稳定、可靠运行，充分发挥电机的性能空间，提升应用工况能效，达到节能的效果，同时也拓宽了负载能力，提升了启动能力。

【技术实现步骤摘要】
单相异步电机绕组串并联切换方法、单相异步电机及设备
本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种单相异步电机绕组串并联切换方法、单相异步电机及设备。
技术介绍
目前在电机
中，关于切换绕组技术，在三相异步电机中有星三角启动应用，在风扇电机中采用部分绕组运行。风扇绕组的切换能够有效调速，但是性能无法保障。类似于压缩机的应用场合，对电机性能及特性要求极高的场合，运行负载跨度大，从重载到轻载频繁的切换，传统单相异步电机存在上升的瓶颈。在使用过程中传统的单相异步电机存在过载能力要求高，启动能力差，单要求额定运行时负载低、性能高的特点，传统的单相异步电机无法做到两者的兼得的特点。并且从异步电机的性能特性来看，最佳性能点很窄，无法做到宽转速范围的高性能，所以异步电机设计中，对负载点的设计要求高。现有应用电机最佳性能点无法再额定点运行，应用场合(例如压缩机)的性能还存在开发空间。在过载能力要求一定的情况下，性能不能完全发挥。在一些类似压缩机尤其是负载跨度大的应用场合，对能效、稳定运行、过载能力要求高的场合，传统的单相异步电机结合其本身的特性曲线，无法做到性能和过载两者的兼得。如何充分发挥电机的性能空间、拓宽负载能力及提升启动能力是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种单相异步电机的绕组串并联切换装置、方法、电机及设备，以解决电机性能发挥程度有限、负载能力和启动能力差的问题。本专利技术一方面提供了一种单相异步电机，包括：主相绕组、副相绕组以及切换装置，所述主相绕组包括至少两个绕组线圈；所述切换装置，用于根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述主相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。可选地，所述副相绕组包括至少两个绕组线圈；所述切换装置，还用于根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述副相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。可选地，还包括：所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联；所述并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，或者当主相绕组或副相绕组包括至少三个绕组线圈时，所述并联方式还包括：绕组线圈先串联再把串联部分并联或者先并联再把并联部分串联。可选地，所述运行数据包括工作电流、温度、负载大小中的至少一个。可选地，所述工作电流是通过所述单相异步电机的主相绕组、副相绕组或公共端的电流；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的工作电流大于预设的电流上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的工作电流小于预设的电流下限阈值时切换到所述串联方式。可选地，所述电流上限阈值大于等于所述电流下限阈值；和/或所述电流上限阈值小于在恶劣高温低压并以串联方式运行情况下的过载电流。可选地，所述温度是所述单相异步电机的温度、与所述单相异步电机配套使用的设备的温度及外界环境温度的其中之一；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的温度大于预设的温度上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的温度小于预设的温度下限阈值时切换到所述串联方式。可选地，所述负载大小包括功率大小或转矩大小；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的负载大小高于预设的负载上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的负载大小低于预设的负载下限阈值时切换到所述串联方式。可选地，还包括：所述串联方式还包括在副相绕组上串联运行电容C1，所述并联方式还包括在副相绕组上串联过载电容C2；所述运行电容C1与所述过载电容C2的关系为：C2＝C1+C2＇，其中：C2＇的取值范围为C1<C2＇<2C1，或者C2＇＝0。可选地，当所述主相绕组和副相绕组的两个以上的绕组线圈同时采用串联方式或同时采用并联方式时，并联匝比Λ1＝串联匝比Λ2＝并联副相匝数Nsb/并联主相匝数Nmb＝串联副相匝数Nsc/串联主相匝数Nmc，且0.5<Λ1＝Λ2<0.75；当所述仅主相绕组采用串联方式或并联方式时，并联匝比的取值范围为0.65<Λ1<0.9，和/或串联匝比的取值范围为0.5<Λ2<0.75。可选地，还包括采用多股线并绕的方式实现绕组的串联和并联，所述多股线并绕包括双线并绕和三线并绕。可选地，还包括通过增大转子冲片槽面积、增大转子端环、和/或增加转子外径用以提高电机性能。本专利技术的又一方面又提供了一种设备，所述设备包括上述任一项所述的单相异步电机；或者所述设备包括混合电机，所述混合电机使用上述任一项所述的单相异步电机启动，所述混合电机包括单相异步启动永磁同步电机或三相异步启动永磁同步电机。本专利技术的另一方面又提供了一种单相异步电机绕组串并联切换方法，包括：所述单相异步电机的主相绕组包括至少两个绕组线圈；根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述主相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。可选地，所述单相异步电机的副相绕组包括至少两个绕组线圈；所述方法还包括根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述副相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。可选地，还包括：所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联；所述并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，或者当主相绕组或副相绕组包括至少三个绕组线圈时，所述并联方式还包括：绕组线圈先串联再把串联部分并联或者先并联再把并联部分串联。可选地，所述运行数据包括工作电流、温度、负载大小中的至少一个。可选地，所述工作电流是通过所述单相异步电机的主相绕组、副相绕组或公共端的电流；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的工作电流大于预设的电流上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的工作电流小于预设的电流下限阈值时切换到所述串联方式。可选地，所述电流上限阈值大于等于所述电流下限阈值；和/或所述电流上限阈值小于在恶劣高温低压并以串联方式运行情况下的过载电流。可选地，所述温度是所述单相异步电机的温度、与所述单相异步电机配套使用的设备的温度及外界环境温度的其中之一；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的温度大于预设的温度上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的温度小于预设的温度下限阈值时切换到所述串联方式。可选地，所述负载大小包括功率大小或转矩大小；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的负载大小高于预设的负载上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的负载大小低于预设的负载下限阈值时切换到所述串联方式。可选地，还包括：所述串联方式还包括在副相绕组上串联运行电容C1，所述并联方式还包括在副相绕组上串联过载电容C2；所述运行电容C1与所述过载电容C2的关系为：C2＝C1+C2＇，其中：C2＇的取值范围为C1<C2＇<2C1，或者C2＇＝0。可选地，当所述主相绕组和副相绕组的两个以上的绕组线圈同时采用串联方式或同时采用并联方式时，并联匝比Λ1＝串联匝比Λ2＝并联副相匝数N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单相异步电机，其特征在于，包括：主相绕组、副相绕组以及切换装置，所述主相绕组包括至少两个绕组线圈；所述切换装置，用于根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述主相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。

【技术特征摘要】
1.一种单相异步电机，其特征在于，包括：主相绕组、副相绕组以及切换装置，所述主相绕组包括至少两个绕组线圈；所述切换装置，用于根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述主相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述副相绕组包括至少两个绕组线圈；所述切换装置，还用于根据所述单相异步电机的运行数据，调整所述副相绕组的至少两个绕组线圈之间连接方式，所述连接方式包括串联方式和并联方式。3.根据权利要求1或2所述的电机，其特征在于，还包括：所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联；所述并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，或者当主相绕组或副相绕组包括至少三个绕组线圈时，所述并联方式还包括：绕组线圈先串联再把串联部分并联或者先并联再把并联部分串联。4.根据权利要求1-3任一项所述的电机，其特征在于，所述运行数据包括工作电流、温度、负载大小中的至少一个。5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述工作电流是通过所述单相异步电机的主相绕组、副相绕组或公共端的电流；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的工作电流大于预设的电流上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的工作电流小于预设的电流下限阈值时切换到所述串联方式。6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述电流上限阈值大于等于所述电流下限阈值；和/或所述电流上限阈值小于在恶劣高温低压并以串联方式运行情况下的过载电流。7.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述温度是所述单相异步电机的温度、与所述单相异步电机配套使用的设备的温度及外界环境温度的其中之一；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的温度大于预设的温度上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的温度小于预设的温度下限阈值时切换到所述串联方式。8.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述负载大小包括功率大小或转矩大小；所述根据所述单相异步电机的运行数据调整至少两个绕组线圈之间连接方式，包括：当所述检测到的负载大小高于预设的负载上限阈值时切换到所述并联方式；当所述检测到的负载大小低于预设的负载下限阈值时切换到所述串联方式。9.根据权利要求3-8中任一项所述的电机，其特征在于，还包括：所述串联方式还包括在副相绕组上串联运行电容C1，所述并联方式还包括在副相绕组上串联过载电容C2；所述运行电容C1与所述过载电容C2的关系为：C2＝C1+C2＇，其中：C2＇的取值范围为C1<C2＇<2C1，或者C2＇＝0。10.根据权利要求3-9中任一项所述的电机，其特征在于，当所述主相绕组和副相绕组的两个以上的绕组线圈同时采用串联方式或同时采用并联方式时，并联匝比Λ1＝串联匝比Λ2＝并联副相匝数Nsb/并联主相匝数Nmb＝串联副相匝数Nsc/串联主相匝数Nmc，且0.5<Λ1＝Λ2<0.75；当所述仅主相绕组采用串联方式或并联方式时，并联匝比的取值范围为0.65<Λ1<0.9，和/或串联匝比的取值范围为0.5<Λ2<0.75。11.根据权利要求1-10中任一项所述的电机，其特征在于，还包括采用多股线并绕的方式实现绕组的串联和并联，所述多股线并绕包括双线并绕和三线并绕。12.根据权利要求1-11中任一项所述的电机，其特征在于，还包括通过增大转子冲片槽面积、增大转子端环、和/或增加转子外径用以提高电机性能。13.一种设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1-12中任一项所述的单相异步电机；或者所述设备包括混合电机，所述混合电机使用如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：高明世，陈华杰，徐英帅，
申请(专利权)人：珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44