一种复合式串激电机及其调速方法和应用与流程

本发明涉及串激电机调速，具体是涉及一种复合式串激电机及其调速方法和应用。

背景技术：

1、随着科技的发展和社会的进步，人们对各种机械设备的性能提出了更高的要求。作为驱动设备的一种，串激电机以其高效率、高性能的优势赢得了人们的青睐。但在实际使用过程中，我们常常需要根据不同的工作环境和负载需求来调整串激电机的速度。

2、现有技术中，串激电机的调速方法包括：

3、(1)串激电机多抽头调速方法：所谓多抽头，是指在一个线圈中串联多个绕组，每个绕组都可以作为一个独立的工作点，通过改变接入不同数量的绕组，可以调节电机的不同转速，其原理是通过改变电机定子电路中的电阻值来改变磁通量，从而达到调速的目的，采用多抽头调速方式无需复杂的控制电路，只需切换抽头即可实现速度调节，大大降低了调试难度，由于改变了电机内部的磁路结构，使得调速过程更加平稳，且具有较快的动态响应速度，无论是低速还是高速场合，串激电机多抽头调速都能表现出良好的性能，能够满足不同场景的需求。然而多抽头调速串激电机也存在以下不足：由于需要改变绕组连接方式，多抽头调速串激电机的结构相对复杂，同时，复杂的结构使得多抽头调速串激电机的制造过程管控复杂，生产难度大、制造成本高，(如增加1个抽头时、制造成本上升20％，增加2个抽头时、制备成本上升80％，增加2个以上抽头时、制备成本上升200％，依次类推)在家用小电器的大批量使用中缺乏竞争优势。

4、(2)串激电机的可控硅电路调速方法：可控硅调速电路是一种利用可控硅(thyristor)作为开关器件，通过改变电路参数实现电机速度调节的控制系统，它主要由可控硅整流器、滤波电容器和控制电路等组成，可控硅具有开关速度快、耐压高、导通压降低等优点，使得可控硅调速电路在许多领域得到广泛应用。可控硅调速电路采用脉冲宽度调制(pwm)技术，得益于可控硅的快速开关特性，减少了开关损耗，提高了系统的整体效率。同时可控硅调速电路可以实现电机的宽范围调速，在许多应用中具有较强的适应性。但这种调速方法存在以下不足：可控硅调速电路对电磁干扰较为敏感，容易受到外部干扰信号的影响，导致系统性能下降、或者受电网电压波动影响，当电网电压波动较大时，可能会影响系统的稳定性和调速精度、或者受可控硅器件本身及元器件精度、以及电路设计不合理、控制算法不完善、控制参数设置不当等因素的影响，很易导致低速运转不稳定现象的产生，尤其是产品功能要求转速介于200-700转/分钟的需求时，影响产品质量。如果通过电路优化设计、提高元器件精度及性能、增加电路闭环控制等改善手段，又会导致电路成本的提高，也会直接导致在家用小电器的大批量使用中缺乏竞争优势。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种复合式串激电机及其调速方法和应用，即能够解决多绕组调速串激电机的制造过程管控复杂、生产难度大、制造成本高的缺陷，又能有效改善串激电机纯可控硅电子调速方法因可控硅器件本身及元器件精度的影响以及电路设计不合理、控制算法不完善、控制参数设置不当等因素的影响而导致的低速运转不稳定的问题，尤其是产品功能要求转速介于200-700转/分钟的需求时的转速稳定性。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

3、一种复合式串激电机，包括：

4、定子线圈，具有两个绕组，能够实现高、低两挡调速；

5、电子调速电路，输出端与所述定子线圈的高速绕组抽头串接、输入端外接有调速开关；所述定子线圈的低速绕组抽头外接所述调速开关；串激电机的所述定子线圈的公共端用于连接输入电源的一极；串激电机上设有用于安装所述电子调速电路的固定装置。

6、其中，转速是指串激电机的输出轴驱动电器的功能件转动的速度。

7、其中，低速挡的转速是200-700转/分钟。

8、其中，高速挡的转速是大于700转/分钟。

9、本发明的另一技术方案如下：

10、复合式串激电机的调速方法，当设备需要低速运行时，所述调速开关能够使所述定子线圈的低速绕组抽头与电源接通，以低速挡状态持续运行；当设备需要高速运行时，所述调速开关能够使所述定子线圈的高速绕组抽头通过所述电子调速电路与电源接通，以高速挡状态持续运行或通过所述电子调速电路实现多级调速或无级调速。

11、本发明的又一技术方案如下：

12、复合式串激电机在家用电动器具中的应用。家用电动器具可以但不限于是家用打蛋机、家用和面机、家用料理机、家用搅拌机和家用榨汁机等；

13、本发明的工作原理是：

14、(1)低速运行，串激电机的定子线圈的低速绕组与电源接通；

15、(2)高速运行，串激电机的定子线圈的高速绕组通过电子调速电路与电源接通；

16、(3)多级调速，利用电子调速电路作用于串激电机的定子线圈的高速绕组实现调速。

17、仅利用低速绕组实现电动器具功能件的低速运行、以起到减少转速的变化量的效果，从而在不增加定子制备成本或调速电路的制备成本的情况下解决电器功能件低速状态不稳定的缺陷；利用高速绕组和电子调速电路，保留电动器具的高速运行的功能和多级调速运行功能。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

19、(1)对于串激电机的本领域技术人员而言，实现更稳定的转速的技术手段是基于改进定子绕组、或串激电机本身结构而作出的单向改进；对于电子调速电路的本领域技术人员而言，实现更稳定的转速的技术手段是对电路结构进行优化、以及提高控制精度而作出的单向改进；本发明是基于定子绕组和电子调速电路的连接方式而作出的双向改进，双向改进起到相辅相成的效果、进而提高低速稳定性的同时，保留家用电动器具的调速功能。

20、(2)充分利用了多绕组串激电机调速稳定性的特征解决可控硅调速电路电机低速状态不稳定的现象，在提升产品高转速稳定性的同时，降低了产品生产成本，提升了调速电机的适应范围和产品可靠性。

21、(3)在定子线圈中利用绕线圈数不等的两个绕组，通过调速开关使引出的高速绕组抽头或低速绕组抽头与电源接通，以实现高速和低速两挡运行，本发明的双绕组结构与现有技术的多绕组结构相比，简化了串激电机的结构、降低了制备过程的管控难度、生产的难度以及制造的成本。

22、(4)本发明的定子线圈的低速绕组抽头通过调速开关与电源直接导通，避免因可控硅电路受可控硅器件本身及元器件精度的影响、电磁干扰、以及电网电压波动而导致的低速运行不稳定的缺陷，进而在无需增加制造成本的前提下，提高低速运行时的稳定性，尤其适用于家用电器领域中。

技术特征：

1.一种复合式串激电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的复合式串激电机，其特征在于，转速是指串激电机的输出轴驱动电器的功能件转动的速度。

3.根据权利要求2所述的复合式串激电机，其特征在于，低速挡的转速是200-700转/分钟。

4.根据权利要求2所述的符合式串激电机，其特征在于，高速挡的转速是大于700转/分钟。

5.根据权利要求1-4任一项所述的复合式串激电机的调速方法，其特征在于，当设备需要低速运行时，所述调速开关能够使所述定子线圈的低速绕组抽头与电源接通，以低速挡状态持续运行；当设备需要高速运行时，所述调速开关能够使所述定子线圈的高速绕组抽头通过所述电子调速电路与电源接通，以高速挡状态持续运行或通过所述电子调速电路实现多级调速或无级调速。

6.根据权利要求1-4任一项所述的复合式串激电机在家用电动器具中的应用。

技术总结本发明公开了一种复合式串激电机及其调速方法和应用，包括：定子线圈，具有两个绕组，能够实现高、低两挡调速；电子调速电路，输出端与所述定子线圈的高速绕组抽头串接、输入端外接有调速开关；所述定子线圈的低速绕组抽头外接所述调速开关；串激电机的所述定子线圈的公共端用于连接输入电源的一极；串激电机上设有用于安装所述电子调速电路的固定装置。本发明公开的复合式串激电机及其调速方法，充分利用了多绕组串激电机调速稳定性的特征解决可控硅调速电路电机低速状态不稳定的现象，在提升产品高转速稳定性的同时，降低了产品生产成本，提升了调速电机的适应范围和产品可靠性。技术研发人员：吴柏纯受保护的技术使用者：东莞市凝锐开关有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25