用于多速交流电动机的方法技术

一种用于具有AC电源的多速交流(AC)电机的方法。AC电源具有第一侧和第二侧。该方法包括提供两对或更多对电源开关、一个或多个绕组以及控制电路，控制电路用于闭合一对电源开关以使电流从AC电源的第一侧通过一个或多个绕组流到AC电源的第二侧，并且闭合另一对电源开关以使电流从AC电源的第二侧通过一个或多个绕组流到AC电源的第一侧。

【技术实现步骤摘要】
用于多速交流电动机的方法本申请为申请号为201880023095.5、申请日为2018年3月29日、专利技术名称为“多速交流电动机”的中国专利技术申请的分案申请。
相关申请本申请要求2017年3月29日提交的且标题为MultispeedAlternatingCurrentMotor的美国申请号62/478,588的优先权，该申请的全部内容通过引用方式并入本文。联邦政府资助的研究或开发不适用。光盘附录不适用。
技术介绍
鉴于环保法律日益增多，需要对各种类型的电动机进行改进。例如，商业和住宅制冷市场中使用的低瓦数范围(例如4至16瓦)的制冷风扇电动机在传统上效率较低，诸如效率约为12％至26％。希望提供技术来解决不同类型的电动机所需的改进。
技术实现思路
在一个方面，多速交流(AC)电机电路用于具有第一侧和第二侧的AC电源。AC电机电路包括两对或更多对电源开关、一个或多个绕组以及控制电路，该控制电路用于闭合一对电源开关以使电流从AC电源的第一侧通过一个或多个绕组流到AC电源的第二侧，并且闭合另一对电源开关以使电流从AC电源的第二侧通过一个或多个绕组流到AC电源的第一侧。在另一方面，一种电路用于具有交流(AC)电源的电机，该交流(AC)电源具有第一侧(L1)和第二侧(L2)。该电路包括具有起始侧和结束侧的绕组、连接在第一侧和绕组起始侧之间的第一电源开关、连接在第二侧和绕组起始侧之间的第二电源开关、连接在第一侧和绕组结束侧之间的第三电源开关、连接在第二侧和绕组结束侧之间的第四电源开关以及控制电路。控制电路闭合第一电源开关和第四电源开关，并且断开第二电源开关和第三电源开关以使电流从第一侧流向第二侧；或者闭合第二电源开关和第三电源开关，并且断开第一电源开关和第四电源开关以使电流从第二侧流向第一侧。在另一方面，一种电路用于具有交流(AC)电源的电机，该交流(AC)电源具有第一侧(L1)和第二侧(L2)。该电路包括具有第一起始侧和第一结束侧的第一绕组、具有第二起始侧和第二结束侧的第二绕组、连接在AC电源第一侧和第一绕组起始侧之间的第一电源开关、连接在AC电源第二侧和第一绕组起始侧之间的第二电源开关、连接在AC电源第一侧和第一绕组结束侧之间的第三电源开关、连接在AC电源第二侧和第一绕组结束侧之间的第四电源开关、连接在AC电源第一侧和第二绕组结束侧之间的第五电源开关、连接在AC电源第二侧和第二绕组结束侧之间的第六电源开关，以及控制电路。控制电路闭合第一电源开关和第六电源开关并断开第二电源开关、第三电源开关、第四电源开关和第五电源开关，以使电流流过第一绕组和第二绕组以进行分数速度(fractionalspeed)操作；或者闭合第三电源开关和第四电源开关并断开第一电源开关、第二电源开关、第五电源开关和第六电源开关，以使电流流过第一绕组和第二绕组以进行分数速度操作；或者闭合第一电源开关和第五电源开关并断开第二电源开关、第三电源开关、第四电源开关和第六电源开关，以使电流流过第一绕组以进行全速操作；或者闭合第二电源开关和第四电源开关，并且断开第一电源开关、第三电源开关、第五电源开关和第六电源开关，以使电流流过第一绕组以进行全速操作。在另一方面，一种方法用于具有第一侧和第二侧的AC电源的多速交流(AC)电机电路。该方法包括提供两对或更多对电源开关、提供一个或多个绕组以及提供控制电路，该控制电路用于闭合一对电源开关以使电流从AC电源的第一侧通过一个或多个绕组流到AC电源的第二侧，并且闭合另一对电源开关以使电流从AC电源的第二侧通过一个或多个绕组流到AC电源的第一侧。该方法还包括为本文所述的控制电路提供部件并操作如本文所述的电路。在另一方面，一种方法用于具有交流(AC)电源的电机的电路，该交流(AC)电源具有第一侧(L1)和第二侧(L2)。该方法包括提供具有起始侧和结束侧的绕组、提供连接在第一侧和绕组起始侧之间的第一电源开关、提供连接在第二侧和绕组起始侧之间的第二电源开关、提供连接在第一侧和绕组结束侧之间的第三电源开关、提供连接在第二侧和绕组结束侧之间的第四电源开关以及提供控制电路。控制电路闭合第一电源开关和第四电源开关，并且断开第二电源开关和第三电源开关以使电流从第一侧流向第二侧；或者闭合第二电源开关和第三电源开关，并且断开第一电源开关和第四电源开关以使电流从第二侧流向第一侧。该方法还包括为本文所述的控制电路提供部件并操作如本文所述的电路。在另一方面，一种方法用于具有交流(AC)电源的电机的电路，该交流(AC)电源具有第一侧(L1)和第二侧(L2)。该方法包括提供具有第一起始侧和第一结束侧的第一绕组、提供具有第二起始侧和第二结束侧的第二绕组、提供连接在AC电源第一侧和第一绕组起始侧之间的第一电源开关、提供连接在AC电源第二侧和第一绕组起始侧之间的第二电源开关、提供连接在AC电源第一侧和第一绕组结束侧之间的第三电源开关、提供连接在AC电源第二侧和第一绕组结束侧之间的第四电源开关、提供连接在AC电源第一侧和第二绕组结束侧之间的第五电源开关、提供连接在AC电源第二侧和第二绕组结束侧之间的第六电源开关，以及提供控制电路。控制电路闭合第一电源开关和第六电源开关并断开第二电源开关、第三电源开关、第四电源开关和第五电源开关，以使电流流过第一绕组和第二绕组以进行分数速度操作；或者闭合第三电源开关和第四电源开关并断开第一电源开关、第二电源开关、第五电源开关和第六电源开关，以使电流流过第一绕组和第二绕组以进行分数速度操作；或者闭合第一电源开关和第五电源开关并断开第二电源开关、第三电源开关、第四电源开关和第六电源开关，以使电流流过第一绕组以进行全速操作；或者闭合第二电源开关和第四电源开关，并且断开第一电源开关、第三电源开关、第五电源开关和第六电源开关，以使电流流过第一绕组以进行全速操作。该方法还包括为本文所述的控制电路提供部件并操作如本文所述的电路。在另一方面，分相绕组电路包括：电动机分相绕组；电源开关电路，该电源开关电路包括至少一个电源开关和直流(DC)供电电路，所有这些部件都在分开的电动机相绕组的中点处；以及非骤降(non-collapsing)DC电源部件，以防止当该至少一个电源开关导通并导电时DC电源骤降。非骤降DC电源部件可以包括例如以下中的一项或多项：电连接到DC电源的电动机分相绕组的抽头、连接到DC电源以给电源供电的次级相线圈绕组、分相绕组和电源开关电路之间的一个或多个电阻器、分相绕组和电源开关电路之间的一个或多个齐纳(Zener)二极管和/或用于在电动机分相绕组和电源开关电路之间产生压降从而当电源开关电路中的至少一个电源开关导通并导电时防止电源骤降的电气部件。在一个实例中，用于电动机的相绕组电路包括形成电路的电动机相绕组的一半的至少两个相绕组和形成电路的电动机相绕组的另一半的至少两个其他相绕组。直流(DC)电源至少近似位于电动机相绕组的中点，以接收从相绕组的一个或多个传输的交流(AC)功率，并将AC功率转换成DC功率。第一级电源开关电路包括DC电源外部的至少一个电源开关，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于具有交流(AC)电源的电机的方法，所述交流(AC)电源具有第一侧(L1)和第二侧(L2)，所述方法包括：/n在用于电路的电动机控制器处，所述电路包括具有起始侧和结束侧的绕组、/n连接在所述第一侧和所述绕组起始侧之间的第一电源开关、/n连接在所述第二侧和所述绕组起始侧之间的第二电源开关、/n连接在所述第一侧和所述绕组结束侧之间的第三电源开关、以及/n连接在所述第二侧和所述绕组结束侧之间的第四电源开关：/n接收来自AC极性检测器的信号和来自霍尔效应装置的另一信号，并且基于所述信号和所述另一信号确定断开或闭合所述电源开关中的哪个以获得流过所述绕组的电流的正确方向；并且/n闭合所述第一电源开关和所述第四电源开关，并且断开所述第二电源开关和所述第三电源开关以使电流从所述第一侧流向所述第二侧；或者/n闭合所述第二电源开关和所述第三电源开关，并且断开所述第一电源开关和所述第四电源开关以使电流从所述第二侧流向所述第一侧。/n

【技术特征摘要】
20170329 US 62/478,5881.一种用于具有交流(AC)电源的电机的方法，所述交流(AC)电源具有第一侧(L1)和第二侧(L2)，所述方法包括：
在用于电路的电动机控制器处，所述电路包括具有起始侧和结束侧的绕组、
连接在所述第一侧和所述绕组起始侧之间的第一电源开关、
连接在所述第二侧和所述绕组起始侧之间的第二电源开关、
连接在所述第一侧和所述绕组结束侧之间的第三电源开关、以及
连接在所述第二侧和所述绕组结束侧之间的第四电源开关：
接收来自AC极性检测器的信号和来自霍尔效应装置的另一信号，并且基于所述信号和所述另一信号确定断开或闭合所述电源开关中的哪个以获得流过所述绕组的电流的正确方向；并且
闭合所述第一电源开关和所述第四电源开关，并且断开所述第二电源开关和所述第三电源开关以使电流从所述第一侧流向所述第二侧；或者
闭合所述第二电源开关和所述第三电源开关，并且断开所述第一电源开关和所述第四电源开关以使电流从所述第二侧流向所述第一侧。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述电路包括所述AC极性检测器和所述霍尔效应装置，并且所述方法还包括：
从所述AC极性检测器输出极性信号作为所述信号；
从所述霍尔效应装置输出霍尔效应信号作为所述另一信号；
通过所述电动机控制器接收来自所述AC极性检测器和所述霍尔效应装置的所述极性信号和所述霍尔效应信号；并且
基于所述极性信号的值和所述霍尔效应信号的值，所述电动机控制器：
闭合所述第一电源开关和所述第四电源开关，并且断开所述第二电源开关和所述第三电源开关以使电流从所述第一侧流向所述第二侧；或者
闭合所述第二电源开关和所述第三电源开关，并且断开所述第一电源开关和所述第四电源开关以使电流从所述第二侧流向所述第一侧。


3.如权利要求1所述的方法，其中：
所述电路包括所述AC极性检测器和所述霍尔效应装置；
所述AC极性检测器输出极性信号作为所述信号，所述极性信号具有高值或低值；
所述霍尔效应装置输出霍尔效应信号作为所述另一信号，所述霍尔效应信号具有高值或低值；
所述极性信号和所述霍尔效应信号被所述电动机控制器接收；
当所述霍尔效应信号为高并且所述AC极性检测信号为高时，所述电动机控制器断开所述第二电源开关和所述第三电源开关，并且闭合所述第一电源开关和所述第四电源开关；
当所述霍尔效应信号为高并且所述AC极性检测信号为低时，所述电动机控制器断开所述第一电源开关和所述第四电源开关，并且闭合所述第二电源开关和所述第三电源开关；
当所述霍尔效应信号为低并且所述AC极性检测信号为高时，所述电动机控制器断开所述第一电源开关和所述第四电源开关，并且闭合所述第二电源开关和所述第三电源开关；以及
当所述霍尔效应信号为低并且所述AC极性检测信号为低时，所述电动机控制器断开所述第二电源开关和所述第三电源开关，并且闭合所述第一电源开关和所述第四电源开关。


4.如权利要求1所述的方法，还包括在直流(DC)电源处接收交流(AC)功率，将所述AC功率转换为DC功率，并且将所述DC功率传输到所述电路的一个或多个部件。


5.如权利要求1所述的方法，还包括为每个电源开关配置作为全波桥式整流器的四个二极管。


6.如权利要求1所述的方法，还包括为所述电动机控制器配置处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)信号、可编程逻辑装置(PLD)、门逻辑和晶体管逻辑中的至少一个。


7.如权利要求1所述的方法，还包括将每个电源开关配置为包括MOSFET。


8.如权利要求1所述的方法，还包括将每个电源开关配置为包括高速SSR和被配置作为全波桥式整流器的多个二极管。


9.如权利要求1所述的方法，还包括将所述电机配置作为电动机。


10.如权利要求1所述的方法，其中来自所述AC极性检测器的所述信号指示所述第一侧(L1)或所述第二侧(L2)中的哪一个具有较高的电压。


11.如权利要求10所述的方法，其中来自所述AC极性检测器的所述信号在所述第一侧(L1)上的电压高于所述第二侧(L2)上的电压时具有高值，并且在所述第一侧(L1)上的电压低于所述第二侧(L2)上的电压时具有低值。


12.如权利要求1所述的方法，其中来自所述霍尔效应装置的所述另一信号指示所述电机的转子相对于所述电机的定子的位置。


13.如权利要求12所述的方法，其中来自所述霍尔效应装置的所述另一信号通过指示所述转子的磁体相对于所述定子的定子齿的极性来指示所述位置。


14.如权利要求12所述的方法，其中来自所述霍尔效应装置的所述另一信号包括：
当所述转子的磁体的北磁极面向所述定子时的高值；以及
当所述转子的磁体的南磁极面向所述定子时的低值。


15.如权利要求2所述的方法，其中所述极性信号指示所述第一侧(L1)或所述第二侧(L2)中的哪一个具有较高的电压。


16.如权利要求15所述的方法，其中所述极性信号在所述第一侧(L1)上的电压高于所述第二侧(L2)上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯·J·弗林，库珀·N·特蕾西，W·斯科特·亨特，斯蒂芬·B·尼科尔斯，
申请(专利权)人：QM电力公司，
类型：发明
国别省市：美国;US