电机绕组匝数切换方法、电机及设备与流程

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机绕组匝数切换方法、电机及设备。

背景技术：

目前在电机技术领域中，为充分发挥电机的性能空间、拓宽负载能力，需要通过某种设计实现电机工作状态的切换，实现电机在不同工作点的性能的提升，且能够较大幅度的提升电机的过载能力，实现电机高效运行。现有的切换绕组技术，未能较好实现绕组匝数的灵活切换，导致电机运行切换时，电机状态跨度大，导致电流变化大、转速变化大、切换时容易产生较大的冲击电流，这种情况大大降低了运行的稳定性，减短了设备的工作寿命。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供了一种电机绕组匝数切换方法、电机及设备，以解决电机绕组切换跨度大、稳定性差的问题。

本发明一方面提供了一种电机，包括电机绕组和切换装置，所述电机包括单相电机或三相电机；在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机包括两个所述电机绕组，分别为主相绕组和副相绕组；在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机包括三个所述电机绕组；所述切换装置用于根据检测到的电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数；所述调整所述电机绕组的匝数包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的主相绕组的匝数；或者在所述电机为三相电机的情况下同时调整所述三相电机的三个绕组的匝数。

可选地，所述调整所述电机绕组的匝数还包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的副相绕组的匝数。

可选地，还包括：所述电机绕组被设置为：在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机的主相绕组包括至少两个绕组线圈；在调整所述单相电机的副相绕组的匝数的情况下，所述单相电机的副相绕组包括至少两个绕组线圈；或者在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机的三个电机绕组都包括至少两个绕组线圈；所述切换装置还用于：通过切换所述电机绕组的至少两个绕组线圈的连接方式，调整所述电机绕组的匝数；所述连接方式包括串联方式和/或至少一种并联方式，所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联，所述至少一种并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，和/或当所述电机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和/或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或功率。

可选地，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数对应的功率上限阈值和功率下限阈值；当检测到电机的功率高于所述预设的当前匝数所对应的功率上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的功率低于所述预设的当前匝数所对应的功率下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

可选地，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数的工作状态所对应的工作电流上限阈值和工作电流下限阈值；当检测到电机的工作电流高于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的工作电流上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的工作电流低于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的工作电流下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

可选地，全部并联的至少两个绕组线圈中任意两个绕组线圈的匝数的相对差值小于等于预定的匝数相对差值阈值；所述两个绕组线圈的匝数的相对差值是指，全部并联的至少两个绕组线圈中的两个绕组线圈的匝数的差值与全部并联的至少两个绕组线圈的匝数的平均值之比。

可选地，所述匝数相对差值阈值的取值范围为3％-5％。

可选地，全部并联的至少两个绕组线圈的匝数相同。

可选地，所述电机绕组包括至少两个槽，全部并联的至少两个绕组线圈分别嵌线于不同的槽中。

可选地，组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的一个槽中，或者组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的槽组中，所述槽组包括两个以上槽。

可选地，所述电机绕组的每个槽中绕制至少两个绕组线圈。

本发明的另一方面又提供了一种设备，具有上述任一项所述的电机。

本发明的又一方面又提供了一种电机绕组匝数切换方法，包括：所述电机包括单相电机或三相电机；在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机包括两个所述电机绕组，分别为主相绕组和副相绕组；在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机包括三个所述电机绕组；根据检测到的电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数；所述调整所述电机绕组的匝数包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的主相绕组的匝数；或者在所述电机为三相电机的情况下同时调整所述三相电机的三个绕组的匝数。

可选地，所述调整所述电机绕组的匝数还包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的副相绕组的匝数。

可选地，还包括：将所述电机绕组设置为：在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机的主相绕组包括至少两个绕组线圈；在调整所述单相电机的副相绕组的匝数的情况下，所述单相电机的副相绕组包括至少两个绕组线圈；或者在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机的三个电机绕组都包括至少两个绕组线圈；通过切换所述电机绕组的至少两个绕组线圈的连接方式，调整所述电机绕组的匝数；所述连接方式包括串联方式和/或至少一种并联方式，所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联，所述至少一种并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，和/或当所述电机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和/或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或功率。

可选地，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数的工作状态所对应的功率上限阈值和功率下限阈值；当检测到电机的功率高于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的功率上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的功率低于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的功率下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

可选地，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数对应的工作电流上限阈值和工作电流下限阈值；当检测到电机的工作电流高于所述预设的当前匝数所对应的工作电流上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的工作电流低于所述预设的当前匝数所对应的工作电流下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

可选地，全部并联的至少两个绕组线圈中任意两个绕组线圈的匝数的相对差值小于等于预定的匝数相对差值阈值；所述两个绕组线圈的匝数的相对差值是指，全部并联的至少两个绕组线圈中的两个绕组线圈的匝数的差值与全部并联的至少两个绕组线圈的匝数的平均值之比。

可选地，所述匝数相对差值阈值的取值范围为3％-5％。

可选地，全部并联的至少两个绕组线圈的匝数相同。

可选地，所述电机绕组包括至少两个槽，全部并联的至少两个绕组线圈分别嵌线于不同的槽中。

可选地，组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的一个槽中，或者组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的槽组中，所述槽组包括两个以上槽。

可选地，所述电机绕组的每个槽中绕制至少两个绕组线圈。

本发明提供的技术方案通过电机绕组匝数的调整，使电机在不同工况下都能以最佳性能运行，实现高效应用，同时显著提升了电机的过载能力；另一方面实现电机绕组的近匝数切换，使电机绕组切换后不会出现因运行的跨度较大导致的运行电流大幅度增大，显著降低了绕组切换时产生的电流冲击和转速波动，降低切换时的噪音，大大提升了运行的稳定性，延长了设备的工作寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的电机的整体结构图；

图2是本发明单相电机内置切换装置结构示意图；

图3是本发明单相电机外置切换装置结构示意图；

图4是本发明三相电机内置切换装置结构示意图；

图5是本发明三相电机外置切换装置结构示意图；

图6是本发明提供的电机的电流控制策略的一种优选实施例的示意图；

图7是本发明提供的电机的电流控制策略的又一优选实施例的示意图；

图8是单相电机的绕组示意图；

图9是本发明提供的电机的串联状态的一种优选实施例的接线示意图；

图10是本发明提供的电机的并联状态的一种优选实施例的接线示意图；

图11是本发明提供的电机的并联状态的一种优选实施例的绕线结构的简化示意图；

图12是本发明提供的电机的串联状态的又一优选实施例的接线示意图；

图13是本发明提供的电机的并联状态的又一优选实施例的接线示意图；

图14是本发明提供的电机的并联状态的又一优选实施例的绕线结构的简化示意图；

图15是本发明提供的电机的串联和并联两种状态时的效率转矩曲线。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明一方面提供了一种电机。图1是本发明提供的电机的整体结构图。如图1所示，本发明电机包括绕组和切换装置，所述电机包括单相电机或三相电机；在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机包括两个所述电机绕组，分别为主相绕组和副相绕组；在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机包括三个所述电机绕组；所述切换装置用于根据检测到的电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数；所述调整所述电机绕组的匝数包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的主相绕组的匝数；或者在所述电机为三相电机的情况下同时调整所述三相电机的三个绕组的匝数。

根据本发明电机的一种实施方式，所述运行数据包括工作电流或功率。本发明提供的技术方案应用切换装置根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数。异步电机的绕组的匝数不同，电机的运行状态会有明显差异，匝数少的时候电机在负载较重的地方性能较好，其过载能力较强；匝数多的时候，电机在较为轻载的时候性能好，其过载能力会相比匝数少略差。单相电机、三相电机都存在这个特性。因此根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，能够使电机在不同的工况下都能处于最佳的运行状态。切换装置是实现绕组切换的关键零部件，其可以使用继电器、固态继电器等，切换时可依据电流或者功率实现切换指令，也可使用上位机给控制信号。

实现电机绕组的任意匝数切换，能够更顺利的设计出需求状态下的电机运行状态的最佳组合，使电机在不同工况下都能以最佳性能运行，实现高效应用。绕组切换意义在于电机可以工作在两个不同的绕组设计下，实际为两个异步电机的融合，通过绕组切换装置的作用，使其能够同时存在于一个压缩机中。通过使用切换绕组的思路，可以再显著提升电机的过载能力，电机在使用时的适用范围大大拓宽，不会担心过载停机的难题。在压缩机的应用时，能够做到过载时转速不降低，充分保证过载时的制冷量。

实现电机绕组的近匝数切换，可以显著降低绕组切换时，产生的电流冲击，转速波动也会显著降低，降低切换时的噪音。近匝数切换，是绕组匝数变化的跨度小。例如，原来的串联的匝数640匝，按照本发明的设计可以实现匝数切换到630匝(如电机绕组由三个绕组线圈组成，匝数分别为620匝、10匝和10匝，全部串联是640匝；切换为两个10匝的绕组线圈并联之后再和620匝的绕组线圈串联，则总匝数变为630匝)；而通常意义下的串并联之间的切换，一般是两个320匝的绕组线圈从串联640匝切换到并联320匝，匝数变化的跨度很大，相比之下本发明的技术方案可实现近匝数切换。

近匝数切换可降低切换时的电流值，尤其是从并联状态切换成串联，能够实现近电流值切换和小电流值切换，大大提升切换装置(如切换器或继电器)带电切换工作寿命。近电流值切换，是指切换前后的稳定运行电流差值小。例如，并联运行时的稳定电流0.28a，切换串联后的稳定运行电流0.26a；与通常意义下的串并联切换(如前面的例子由串联640匝与并联320匝之间的切换)比较，绕组匝数跨度大时，可能会出现并联稳定运行电流0.7a，切换后稳定运行电流0.3a，这样切换时，电机运行稳定性差，容易出现电弧和冲击电流。这里近电流值切换的两个近电流值之差，一般可以认为电流增长或降低小于25％。小电流值切换，是指切换时电流小，上面举例的电流是0.28a、0.26a，属于小电流值切换，也是近电流值切换，该电流小时相对于电机额定运行电流，0.28a与额定运行电流很接近了。不同在于近电流值切换可以是大电流值，例如并联稳定运行电流1a，切换串联后稳定运行电流0.93a。这里小电流值一般可以认为小于额定运行电流值的130％为小电流。

上述结构中，切换装置可以于内置电机绕组中，用于调整该电机绕组的匝数，这种情况下每个需要调整匝数的电机绕组都要内置一个切换装置；切换装置也可以外置，外置的切换装置可以调整每个电机绕组的匝数。图2是本发明单相电机内置切换装置结构示意图；图3是本发明单相电机外置切换装置结构示意图。在图2中仅调整主相绕组的匝数，因此仅主相绕组内置切换装置。图4是本发明三相电机内置切换装置结构示意图；图5是本发明三相电机外置切换装置结构示意图。在图4中每相绕组都内置有切换装置，分别用于调整三个电机绕组的匝数；在图5中用一个外置的切换装置用来调整三个电机绕组的匝数。

根据本发明电机的一种实施方式，所述调整所述电机绕组的匝数还包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的副相绕组的匝数。在单相电机的应用实施例中，可以仅主相绕组调整匝数，也可以主相绕组和副相绕组都调整匝数，这两种情况都可以采用内置切换装置和外置切换装置两种方式。

根据本发明电机的一种实施方式，还包括：所述电机绕组被设置为：在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机的主相绕组包括至少两个绕组线圈；在调整所述单相电机的副相绕组的匝数的情况下，所述单相电机的副相绕组包括至少两个绕组线圈；或者在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机的三个电机绕组都包括至少两个绕组线圈；所述切换装置还用于：通过切换所述电机绕组的至少两个绕组线圈的连接方式，调整所述电机绕组的匝数；所述连接方式包括串联方式和/或至少一种并联方式，所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联，所述至少一种并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，和/或当所述电机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和/或先并联再把并联部分串联。可以选择多种连接方式之间灵活切换，绕组匝数切换可以不限于两种状态切换，可以在多种绕组匝数状态之间选择切换，例如4个绕组线圈，每个绕组线圈200匝，可以实现电机绕组匝数800匝、600匝、400匝的绕组切换，而且不限于此，还可以实现更多状态的切换。

根据本发明电机的一种实施方式，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数对应的功率上限阈值和功率下限阈值；当检测到电机的功率高于所述预设的当前匝数所对应的功率上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的功率低于所述预设的当前匝数所对应的功率下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。电机功率和负载的关系基本上都是呈正相关的，即功率大时负载大，根据电机的功率调整所述电机绕组的匝数，能够使电机在不同的工况下都能处于最佳的运行状态。

根据本发明电机的一种实施方式，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数的工作状态所对应的工作电流上限阈值和工作电流下限阈值；当检测到电机的工作电流高于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的工作电流上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的工作电流低于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的工作电流下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

图6是本发明提供的电机的电流控制策略的一种优选实施例的示意图。图6中的标号1和标号2的曲线分别表示匝数较大和匝数较小的两种状态下的电流曲线，标号1表示匝数相对较大的状态下的电流曲线，标号2表示匝数相对较小的状态下的电流曲线。i1表示标号为1的状态所对应的工作电流上限阈值；i2表示标号为2的状态所对应的工作电流下限阈值。图中粗线及箭头方向表示电机运行状态的变化。具体过程如下：

610过程，随压缩机负载增加电流增大；

620过程，当运行电流达到i1(即当前匝数所对应的工作电流上限阈值)时，切换匝数较小的状态(即由标号为1的状态切换到标号为2的状态)运行，此时负载几乎不变；

630过程，负载降低，运行电流减小；

640过程，当运行电流达到i2(即当前匝数所对应的工作电流下限阈值)时，切换匝数较大的状态(即由标号为2的状态切换到标号为1的状态)运行，此时负载也几乎不变。

另外需要说明的是，上图只是一种可能出现的工作情况的示例，比如由标号为1的状态切换到标号为2的状态后，即在630过程的开始，也可能发生负载继续加重的情况，这时电流继续增大，如达到当前匝数所对应的工作电流上限阈值时应再切换到匝数更小的状态，这与图6中所示的工作过程不同。同理，在610过程的开始，也可能发生负载继续降低的情况，工作状态的变化也会与图6中的走势相反。

图7是本发明提供的电机的电流控制策略的又一优选实施例的示意图。与图6相同，图7中的标号1和标号2的曲线分别表示匝数较大和匝数较小的两种状态下的电流曲线，标号1表示匝数相对较大的状态下的电流曲线，标号2表示匝数相对较小的状态下的电流曲线。在图7中，i1′表示标号为1的状态所对应的工作电流上限阈值；i2′表示标号为2的状态所对应的工作电流下限阈值。与图6不同的是，在图6中i2>i1,在图7中i2′<i1′,在图7中将切换点拉开的更大，优势是控制实现难度低，缺点是匝数调整的优势应用会差一些。

根据本发明电机的一种实施方式，全部并联的至少两个绕组线圈中任意两个绕组线圈的匝数的相对差值小于等于预定的匝数相对差值阈值；所述两个绕组线圈的匝数的相对差值是指，全部并联的至少两个绕组线圈中的两个绕组线圈的匝数的差值与全部并联的至少两个绕组线圈的匝数的平均值之比。在绕组线圈并联时，为了避免因绕组反电势差导致的过大的内部环电流，应将相互并联的绕组线圈的匝数差值限制在一个较小的范围之内，优选地，所述匝数相对差值阈值的取值范围为3％-5％。相互并联的绕组线圈的匝数接近可尽量避免因环流导致的不必要的损耗。

进一步地，全部并联的至少两个绕组线圈的匝数相同。并联的绕组线圈的匝数完全相同，对称设计方案简单易行，又能避免环流的出现，最大限度地减少不必要的损耗。

根据本发明电机的一种实施方式，所述电机绕组包括至少两个槽，全部并联的至少两个绕组线圈分别嵌线于不同的槽中。图8是单相电机的绕组示意图。图8以主相绕组和副相绕组各有两个为例。图8中主相是指主相绕组，副相是指副相绕组，主相一是指主相第一个绕组线圈，依次类推其他同理。绕组是指电机在试制时，绕制的线束，如果是分布卷，可能包含多个槽的线束，组成一个电机绕组。

图9是本发明提供的电机的串联状态的一种优选实施例的接线示意图；图10是本发明提供的电机的并联状态的一种优选实施例的接线示意图；图11是本发明提供的电机的并联状态的一种优选实施例的绕线结构的简化示意图。在图9-11中，100表示电机其中一相的绕组(如单相电机的主相绕组或副相绕组，或者是三相电机的其中一相绕组)；101表示电流正方向，仅定义用；图示中的一相电机绕组由四个绕组线圈组成，分别是110、120、130和140；110表示第一个绕组线圈；120表示第二个绕组线圈，与第一个绕组处在相同的槽和分布；130表示第三个绕组；140表示第四个绕组，与第三个绕组处在相同的槽和分布；300表示定子槽；301表示定子槽编号，图中编号为1-24槽；a、a+、b、b+、c、c+、d、d+表示各绕组的接头，加圆圈表示内部接线不引出。图中仅画出电机其中一相绕组作为结构示意，其中一相绕组可以是单相电机的主相绕组、副相绕组或三相电机的a相、b相、c相中的一相。在图11中，400虚线圈表示110、120绕组是在相同的槽中或相同的几个槽中；500虚线分割线表示左右两个绕组为对称设计的绕组，例如图9、10中所示。

在一种实施方式中，某一相绕组在电机中有偶数个绕组线圈，其特征是对称设计，且不在完全相同的槽中。若以该相绕组有4个绕组线圈为例，则两两在相同的槽。若该相绕组有8个绕组线圈，则两两在4种槽的情况，这种设计可以实现绕组的灵活切换。

以4个绕组线圈为例，第一绕组线圈匝数n1、第三绕组线圈匝数为n2，第二绕组线圈、第四绕组线圈匝数相同，为n3；串联方式时，电机绕组匝数为n1+n2+2×n3；并联方式时，第二绕组线圈与第四绕组线圈并联，电机绕组匝数为n1+n2+n3。第一绕组线圈和第二绕组线圈处于相同的槽或几个槽；第三绕组线圈和第四绕组线圈处于相同的槽或几个槽。第一绕组线圈和第二绕组线圈可同时嵌线也可加绕组间绝缘分开嵌线；第三绕组线圈和第四绕组线圈同理。n1＝n2＝n3时，第一绕组线圈和第二绕组线圈可采用双线并绕的形式实现制作工艺，第三绕组线圈和第四绕组线圈同理。绕制后，并联总匝数为串联总匝数的3/4。

通常可设计绕组线圈数量4n个，其中两两在相同的槽中对称分布，对称绕组线圈匝数相同，4n个绕组线圈选择性对称绕组线圈的串并联，可实现电机绕组匝数的灵活切换。或者该设计绕组线圈为奇数，其中不对称的绕组部分不参与电机绕组的串并联设计，不影响电机正常运行状态。

以上介绍了以对称设计为特征的设计方案，其利用了电机绕组在电机结构上、电磁原理上存在对称的特征。例如：图8中的主相一和主相二，分别都设计成n1、n2两个绕组线圈，一共四个绕组线圈，其特征是结构上对称，但在不同的槽中，即主相一的n1和主相二的n1关于结构中心对称，其各分线圈组对称位置上匝数都是相同的。四个绕组线圈串联是运行状态之一，主相一的n1和主相二的n1并联，在与另外两个n2串联，就是运行状态之二。这种以对称设计为特征的设计方案优势是工艺实施性、可靠性较好，但要求能够在电机结构或电磁上找到对称才方便实施，当然，大部分情况都能找到这种对称结构。

根据本发明电机的一种实施方式，组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的一个槽中，或者组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的槽组中，所述槽组包括两个以上槽。例如：以3个绕组线圈为例，第一绕组线圈匝数n1、第二绕组线圈和第三绕组线圈匝数相同，为n2；串联方式时，电机绕组匝数为n1+2×n3；并联方式时，第二绕组线圈与第三绕组线圈并联，电机绕组匝数为n1+n2。三个绕组线圈处于相同的槽或几个槽。绕组线圈中，匝数相同的线圈可采用并绕，并同时嵌线，也可分开绕线，同时嵌线。n1＝n2时，第一、二、三绕组线圈可采用三线并绕的形式实现制作工艺，偶数个线圈匝数相同时同理。

在这种实施方式中，电机绕组包括至少三个绕组线圈，这些绕组线圈嵌线于相同的槽或几个槽，其中至少两个或偶数个绕组匝数相同。例如：绕组数量大于4个，且绕组嵌线于相同槽，绕组两两匝数相同，两两绕组匝数相同的不止一对，但每一对的匝数可以与其他对的匝数不同，在串并联时，可选择性的绕组匝数相同的并联、串联，实现绕组匝数的选择性切换。绕组嵌线，两两绕组匝数相同的绕组可采用双线并绕，其可以单独嵌线，也可与独立绕组混合同时嵌线。

图12是本发明提供的电机的串联状态的又一优选实施例的接线示意图；图13是本发明提供的电机的并联状态的又一优选实施例的接线示意图；图14是本发明提供的电机的并联状态的又一优选实施例的绕线结构的简化示意图。在图12-14中，100表示电机其中一相的绕组(如单相电机的主相绕组或副相绕组，或者是三相电机的其中一相绕组)；101表示电流正方向，仅定义用；110表示第一个绕组线圈ab；120表示第二个绕组线圈a+b+；130表示第三个绕组线圈a*b*；110、120、130三套绕组线圈在同一个槽或几个槽内；140表示第四个绕组线圈cd；150表示第五个绕组线圈c+d+；160表示第六个绕组c*d*；140、150、160三套绕组在同一个槽或几个槽内；300套定子槽；301表示定子槽编号，图中编号为1-24槽；a、a+、a*、b、b+、b*、c、c+、c*、d、d+、d*表示各绕组的接头，加圆圈表示内部接线不引出,即不参与串并联切换或外部接线。在图13中，600表示a+a*、c+c*处并联短接。在图14中，400虚线圈表示(110、140)、(120、150)、(130、160)绕组是在相同的槽中或相同的几个槽中。

在这种实施方式中，不讲究是否对称(结构对称或电磁对称)，都可以应用。其特征是电机绕组分成三个绕组线圈(线圈组)，其中两个绕组线圈(线圈组)的匝数一定要相同，这样才能实施并联。其特征之二是分成的三个绕组线圈(线圈组)是在相同的槽分布中。其特征三是并联的两个绕组线圈，在每个槽中的匝数占比都是一样的。这种以不对称设计为特征的设计方案优势是可以同时绕线，同时嵌线，但线头需要区分；缺点是相比之下工艺性较为复杂。

根据本发明电机的一种实施方式，所述电机绕组的每个槽中绕制至少两个绕组线圈。同槽或同几槽的绕组线圈数量可以为大于等于3，并列对称同槽或同几槽的绕组线圈数量相同；每个绕组匝数相同或基本相同。绕组进行对称的串联或并联，可实现绕组匝数2/3、3/4、4/5、5/6、7/8等变换。其中：绕组匝数2/3变换是指并联匝数是串联匝数的2/3，其他情况解释相同。这种设计的优势是工艺性，电机可优先的采用并联绕线嵌线的方式，同时嵌线，电机试制效率高。并绕的铜线可选用不同颜色来区分，方便后续接线。

绕组嵌线可以采用多种方式，以电机绕组包括4个绕组线圈为例，其中两个绕组线圈嵌入同槽或同几个槽，如图9、10、11，第一个绕组线圈和第二个绕组线圈，在绕线时可以分开绕制，让后放到同一个嵌线设备的工装柱子上，同时嵌线，也可以分布嵌线；如果两个绕组线圈匝数完全相同，可以采用双线并绕，然后同时嵌线，这样工艺性好。其他方案的嵌线类推。

电机绕组的对称数量可以为偶数，也可以为奇数，不对称的部分不参与绕组串并联。对称的绕组在不同的槽中，其可选择性参与绕组串并联，实现绕组匝数的灵活变化。

图15是本发明提供的电机的串联和并联两种状态时的效率转矩曲线。采用可以任意调整的绕组匝数切换，可以轻松实现近绕组匝数的切换，尤其适用于负载工况比较接近的情况，达到多种工况下电机性能都是最佳。图15为测试结果，100-400mnm的负载区间电机效率都大于84％。尤其是电机产品或压缩机产品，在实际使用时，运行负载区间是比较大的，单单评价一个额定工作点，可能是能够满足国标要求，如果从实际用户使用来看，其综合节能效果是远远不足的。所以国标逐渐也提出综合评价指标。例如季节能效比。

本发明的另一方面又提供了一种设备，具有上述任一项所述的电机。

本发明的又一方面又提供了一种电机绕组匝数切换方法，包括：所述电机包括单相电机或三相电机；在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机包括两个所述电机绕组，分别为主相绕组和副相绕组；在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机包括三个所述电机绕组；根据检测到的电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数；所述调整所述电机绕组的匝数包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的主相绕组的匝数；或者在所述电机为三相电机的情况下同时调整所述三相电机的三个绕组的匝数。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述调整所述电机绕组的匝数还包括：在所述电机为单相电机的情况下调整所述单相电机的副相绕组的匝数。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，还包括：将所述电机绕组设置为：在所述电机为单相电机的情况下，所述单相电机的主相绕组包括至少两个绕组线圈；在调整所述单相电机的副相绕组的匝数的情况下，所述单相电机的副相绕组包括至少两个绕组线圈；或者在所述电机为三相电机的情况下，所述三相电机的三个电机绕组都包括至少两个绕组线圈；通过切换所述电机绕组的至少两个绕组线圈的连接方式，调整所述电机绕组的匝数；所述连接方式包括串联方式和/或至少一种并联方式，所述串联方式包括至少两个绕组线圈全部串联，所述至少一种并联方式包括：至少两个绕组线圈全部并联，和/或当所述电机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和/或先并联再把并联部分串联。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述运行数据包括工作电流或功率。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数对应的功率上限阈值和功率下限阈值；当检测到电机的功率高于所述预设的当前匝数所对应的功率上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的功率低于所述预设的当前匝数所对应的功率下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述根据电机的运行数据调整所述电机绕组的匝数，包括：预设所述电机绕组的不同匝数的工作状态所对应的工作电流上限阈值和工作电流下限阈值；当检测到电机的工作电流高于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的工作电流上限阈值时将所述电机绕组的匝数调小；当检测到电机的工作电流低于所述预设的当前匝数的工作状态所对应的工作电流下限阈值时将所述电机绕组的匝数调大。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，全部并联的至少两个绕组线圈中任意两个绕组线圈的匝数的相对差值小于等于预定的匝数相对差值阈值；所述两个绕组线圈的匝数的相对差值是指，全部并联的至少两个绕组线圈中的两个绕组线圈的匝数的差值与全部并联的至少两个绕组线圈的匝数的平均值之比。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述匝数相对差值阈值的取值范围为3％-5％。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，全部并联的至少两个绕组线圈的匝数相同。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述电机绕组包括至少两个槽，全部并联的至少两个绕组线圈分别嵌线于不同的槽中。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的一个槽中，或者组成所述电机绕组的至少两个绕组线圈嵌线于相同的槽组中，所述槽组包括两个以上槽。

根据本发明电机绕组匝数切换方法的一种实施方式，所述电机绕组的每个槽中绕制至少两个绕组线圈。

本发明提供的技术方案通过电机绕组匝数的调整，使电机在不同工况下都能以最佳性能运行，实现高效应用，同时显著提升了电机的过载能力；另一方面实现电机绕组的近匝数切换，使电机绕组切换后不会出现因运行的跨度较大导致的运行电流大幅度增大，显著降低了绕组切换时产生的电流冲击和转速波动，降低切换时的噪音，大大提升了运行的稳定性，延长了设备的工作寿命。

本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说，归因于软件的性质，上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外，各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元，既可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。