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一种串激电机控制系统、串激电机及洗衣机
申请号	CN201410665012.6	申请日	2014-11-19	公开(公告)号	CN104467605B	公开(公告)日	2017-05-10
申请人	广东威灵电机制造有限公司; 美的威灵电机技术(上海)有限公司;			发明人	薛波; 陈金涛;
摘要	本发明属于电机控制技术领域，提供了一种串激电机控制系统、串激电机及洗衣机。在每两个相邻的电机运行周期中，由上位机控制第一供电切换开关将直流电交替地输出至转速切换开关或转向切换开关，便可在不同的电机运行周期内使串激电机中的左右电刷交替作为负极，以避免磨损偏向一直作为负极的电刷，克服了电刷偏磨损的问题，有利于延长电刷寿命和减小噪音，且同时可使串激电机在直流供电的情况下进行高速运行，从而能够在串激电机高速运行时有效提高串激电机的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升。
权利要求	1.一种串激电机控制系统，其与上位机连接，且包括交流电输出电路、直流电输出电路、转速切换开关及转向切换开关，在所述上位机的控制下，所述交流电输出电路根据串激电机的转速输出相应的正半波交流电，并同时输出负半波交流电，所述直流电输出电路对所述正半波交流电和所述负半波交流电进行交直流转换处理后输出直流电，所述转速切换开关在一个电机运行周期内根据所述上位机的控制对所述串激电机进行高低速切换控制，所述转向切换开关在所述上位机的控制下对所述串激电机进行转向切换控制；其特征在于：所述串激电机控制系统还包括第一供电切换开关和第二供电切换开关；在每两个相邻的电机运行周期中，所述上位机控制所述第一供电切换开关交替地向所述转速切换开关或所述转向切换开关输出所述直流电；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转速切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转向切换开关连通至所述直流电输出电路的接地端；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转向切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转速切换开关连通至所述直流电输出电路的接地端。 2.如权利要求1所示的串激电机控制系统，其特征在于，所述第一供电切换开关为第五继电器，所述第五继电器的动触点、第一静触点及第二静触点分别为所述第一供电切换开关的输入端、第一输出端及第二输出端。 3.如权利要求1所示的串激电机控制系统，其特征在于，所述第二供电切换开关为第六继电器，所述第六继电器的第一静触点、第二静触点及动触点分别为所述第二供电切换开关的第一输入端、第二输入端及输出端。 4.一种串激电机，其具有前端盖和后端盖，其特征在于，所述串激电机还包括如权利要求1至3任一项所述的串激电机控制系统，所述串激电机控制系统设置于所述串激电机的前端盖或后端盖上。 5.一种洗衣机，包括上位机，其特征在于，所述洗衣机还包括如权利要求4所述的串激电机。 6.一种串激电机控制系统，其与上位机连接，且包括电源开关、电机测速电路、主控芯片、转速切换开关及转向切换开关，所述电源开关在所述上位机的控制下闭合并从交流电源引入正半波交流电，所述电机测速电路对串激电机进行转速检测并反馈电机转速信号至所述主控芯片，所述转速切换开关在一个电机运行周期内根据所述上位机的控制对所述串激电机进行高低速切换控制，所述转向切换开关在所述上位机的控制下对所述串激电机进行转向切换控制；其特征在于：所述串激电机控制系统还包括：滤波电路、整流稳压电路、电流采样电路、功率开关器件、第一供电切换开关及第二供电切换开关；所述滤波电路对所述正半波交流电进行滤波处理后输出至所述整流稳压电路，所述整流稳压电路对经过滤波处理的正半波交流电和所述交流电源输出的负半波交流电进行整流稳压处理后输出直流电至所述第一供电切换开关，所述电流采样电路对所述整流稳压电路的回路电流进行检测并反馈电流采样信号至所述主控芯片，所述主控芯片根据所述电机转速信号和所述电流采样信号输出斩波处理信号，所述功率开关器件根据所述斩波处理信号对所述第二供电切换开关所输出的回路直流电进行斩波处理后反馈回所述整流稳压电路；在每两个相邻的电机运行周期中，所述上位机控制所述第一供电切换开关交替地向所述转速切换开关或所述转向切换开关输出所述直流电；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转速切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转向切换开关连通至所述功率开关器件的输入端；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转向切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转速切换开关连通至所述功率开关器件的输入端。 7.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述串激电机控制系统还包括二极管，所述二极管的阳极和阴极分别连接所述第二供电切换开关的输出端和所述第一供电切换开关的输入端。 8.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述第一供电切换开关为第五继电器，所述第五继电器的动触点、第一静触点及第二静触点分别为所述第一供电切换开关的输入端、第一输出端及第二输出端。 9.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述第二供电切换开关为第六继电器，所述第六继电器的第一静触点、第二静触点及动触点分别为所述第二供电切换开关的第一输入端、第二输入端及输出端。 10.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述滤波电路包括第一电容和第一电阻，所述第一电容的第一端连接所述电源开关的输出端，所述第一电容的第二端连接所述第一电阻的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述交流电源的负输出端。 11.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述整流稳压电路包括：整流桥、压敏电阻及电解电容；所述整流桥的正输入端和负输入端分别为所述整流稳压电路的正输入端和负输入端，所述整流桥的输出端与所述压敏电阻的第一端及所述电解电容的第一端共接所形成的共接点为所述整流稳压电路的输出端，所述整流桥的地端与所述压敏电阻的第二端及所述电解电容的第二端共接所形成的共接点为所述整流稳压电路的接地端。 12.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述电流采样电路包括：采样电阻、第二电阻、第二电容、第三电阻、第四电阻、运算放大器、第五电阻以及第三电容；所述采样电阻的第一端和第二端分别为所述电流采样电路的电流输入端和电流输出端，所述第二电阻的第一端连接所述采样电阻的第一端，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第一端共接于所述第三电阻的第一端，所述第二电容的第二端接地，所述第三电阻的第二端连接所述运算放大器的同相输入端，所述第四电阻的第一端接地，所述第四电阻的第二端与所述第五电阻的第一端共接于所述运算放大器的反相输入端，所述第五电阻的第二端与所述运算放大器的输出端的共接点为所述电流采样电路的采样信号输出端，所述运算放大器的正电源端与所述第三电容的第一端共接于直流电源，所述运算放大器的负电源端和所述第三电容的第二端均接地。 13.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述功率开关器件为MOS场效应管，所述MOS场效应管的漏极、源极以及栅极分别为所述功率开关器件的输入端、输出端及受控端。 14.如权利要求6所述的串激电机控制系统，其特征在于，所述功率开关器件为IGBT时，所述IGBT的漏极、源极以及栅极分别为所述功率开关器件的输入端、输出端及受控端。 15.一种串激电机，其具有前端盖和后端盖，其特征在于，所述串激电机还包括如权利要求6至14任一项所述的串激电机控制系统，所述串激电机控制系统设置于所述串激电机的前端盖或后端盖上。 16.一种洗衣机，包括上位机，其特征在于，所述洗衣机还包括如权利要求15所述的串激电机。
说明书全文	一种串激电机控制系统、串激电机及洗衣机技术领域 [0001] 本发明属于电机控制技术领域，尤其涉及一种串激电机控制系统、串激电机及洗衣机。背景技术 [0002] 目前，串激电机作为主要的驱动部件而被广泛应用于洗衣机、观光游览车等电力驱动设备，在控制串激电机工作时，通常所采用的方案如图1所示，其是由上位机100控制电源开关600闭合并从交流电源AC引入交流电至半导体开关器件200，再由主控芯片300根据测速电路400检测电机转速时所反馈的电机转速信号输出相应占空比的开关控制信号至半导体开关器件200，则半导体开关器件200根据该开关控制信号执行相应占空比的通断操作以调整输出至串激电机500的交流电，从而使串激电机500维持在预设的转速范围内。另外，通过上位机100控制转速切换开关700在串激电机500的定子线501与定子线503之间进行连接切换以实现串激电机500在高低速运行状态之间的切换，当转速切换开关700连接串激电机500的定子线501时，串激电机500进入低速运行状态，当转速切换开关700连接串激电机500的定子线503时，串激电机500进入高速运行状态；而串激电机500的转向控制则是通过上位机100控制转向切换开关800来实现的。对于上述的方案，由于串激电机无论是工作于高速运行状态或低速运行状态，都是由交流电进行驱动的，所以串激电机在低速运行时容易出现以下问题： [0003] (1)铁耗、铜耗过大且效率低； [0004] (2)定子、转子及电刷的温升过高； [0005] (3)启动电压过高而导致启动性能差； [0006] (4)噪音大。 [0007] 为了解决串激电机在低速运行时所存在的上述问题，现有技术提供了另一种方案，如图2所示，该方案是在图1所示方案的基础上加入了滤波整流电路900对半导体开关器件200所输出的交流电进行滤波和整流处理后形成直流电为串激电机供电，这样可以在串激电机处于低速运行状态时减小其铁耗和铜耗，降低定子、转子及电刷的温升，提高启动性能且降低噪音。然而，由于直流供电方式仅适合串激电机在低速运行时实现上述的效果，但这并不适用于串激电机实现高速运行，直流供电的方式会导致串激电机在高速运行时因电刷左右偏磨损严重(磨损会偏向左右两个电刷中作为负极的电刷)而缩短电刷寿命和噪音大的问题。 [0008] 针对上述两种方案所存在的问题，现有技术提供了第三种方案，如图3所示，在上位机100的控制下，交流电输出电路101根据串激电机500的转速输出相应的正半波交流电，并同时输出负半波交流电，直流电输出电路102对该正半波交流电和负半波交流电进行交直流转换处理后输出直流电，转速切换开关700在上位机100的控制下对串激电机500进行高低速切换控制，转向切换开关800在上位机100的控制下对串激电机500进行转向切换控制；在串激电机500需要切换为高速运行状态时，由第一供电切换开关105和第二供电切换开关106分别将正半波交流电和负半波交流电输出至转速切换开关700和转向切换开关800，以使串激电机500在交流供电的情况下实现高速运行，进而克服了串激电机500在直流供电且高速运行时所出现的电刷偏磨损严重的问题，有助于延长电刷寿命和减小噪音；而在串激电机500需要切换为低速运行状态时，由第一供电切换开关105将直流电输出至转速切换开关700，且第二供电切换开关106停止将负半波交流电输出至转向切换开关800，以使串激电机500在直流供电的情况下实现低速运行，从而能够有效地减小串激电机500的铁耗和铜耗、提高串激电机300的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升，且有利于延长电刷寿命和减小噪音。 [0009] 然而，由于上述第三种方案中的直流电输出电路102对该正半波交流电和负半波交流电进行交直流转换处理的过程中只是将负半波交流电处理为正半波交流电，所以此方案中的串激电机的静态磁场铁耗较大。 [0010] 为了解决上述第三种方案所存在的串激电机的静态磁场铁耗大的问题，现有技术提供了第四种方案，如图4所示，电源开关600在上位机100的控制下闭合并从交流电源AC引入正半波交流电，电机测速电路103对串激电机500进行转速检测并反馈电机转速信号至主控芯片300，转速切换开关700在上位机100的控制下对串激电机500进行高低速切换控制，转向切换开关800在上位机100的控制下对串激电机500进行转向切换控制；滤波电路104对上述的正半波交流电进行滤波处理后输出至整流稳压电路107，整流稳压电路107对经过滤波处理的正半波交流电和交流电源AC输出的负半波交流电进行整流稳压处理后输出直流电至第一供电切换开关110，电流采样电路108对整流稳压电路107的回路电流(即是从第二供电切换开关106回流至整流稳压电路107的接地端的电流)进行检测并反馈电流采样信号至主控芯片300，主控芯片300根据上述的电机转速信号和电流采样信号输出斩波处理信号，功率开关器件109根据该斩波处理信号对第二供电切换开关106所输出的回路直流电进行斩波处理后反馈回整流稳压电路107；在串激电机500需要切换为高速运行状态时，由第一供电切换开关105和第二供电切换开关106分别将交流电源AC输出的正半波交流电和负半波交流电输出至转速切换开关700和转向切换开关800，以使串激电机500在交流供电的情况下实现高速运行，进而克服了串激电机在直流供电且高速运行时所出现的电刷偏磨损严重的问题，有助于延长电刷寿命和减小噪音；而在串激电机500需要切换为低速运行状态时，由第一供电切换开关105将经过斩波处理后的直流电输出至转速切换开关700，且同时控制第二供电切换开关106停止将负半波交流电输出至转向切换开关800，以使串激电机500在直流供电的情况下实现低速运行，从而能够在有效减小串激电机的铁耗和铜耗、提高串激电机的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升的同时，进一步减小串激电机的静态磁场铁耗，且有利于延长电刷寿命和减小噪音。 [0011] 从上述四种方案中可知，在图1、图3及图4所示的方案中，均是采用交流电驱动串激电机实现高速运转，以解决直流电驱动串激电机高速运转时所存在的电刷偏磨损严重的问题，但同时会导致串激电机的效率降低，而图2所示的方案虽然是采用直流电驱动串激电机高速运转，但其又会使串激电机出现严重的电刷偏磨损且噪音大，因此，现有技术存在无法既采用直流电驱动串激电机高速运转以提高串激电机的效率，又能避免串激电机出现严重的电刷偏磨损并减小噪音的问题。发明内容 [0012] 本发明的目的在于提供一种串激电机控制系统，旨在解决现有技术存在无法既采用直流电驱动串激电机高速运转以提高串激电机的效率，又能避免串激电机出现严重的电刷偏磨损并减小噪音的问题。 [0013] 本发明是这样实现的，一种串激电机控制系统，其与上位机连接，且包括交流电输出电路、直流电输出电路、转速切换开关及转向切换开关，在所述上位机的控制下，所述交流电输出电路根据串激电机的转速输出相应的正半波交流电，并同时输出负半波交流电，所述直流电输出电路对所述正半波交流电和所述负半波交流电进行交直流转换处理后输出直流电，所述转速切换开关在一个电机运行周期内根据所述上位机的控制对所述串激电机进行高低速切换控制，所述转向切换开关在所述上位机的控制下对所述串激电机进行转向切换控制； [0014] 所述串激电机控制系统还包括第一供电切换开关和第二供电切换开关； [0015] 在每两个相邻的电机运行周期中，所述上位机控制所述第一供电切换开关交替地向所述转速切换开关或所述转向切换开关输出所述直流电；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转速切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转向切换开关连通至所述直流电输出电路的接地端；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转向切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转速切换开关连通至所述直流电输出电路的接地端。 [0016] 综上可知，在每两个相邻的电机运行周期中，由上位机控制第一供电切换开关将直流电输出电路所输出的直流电交替地输出至转速切换开关或转向切换开关，便可在不同的电机运行周期内使串激电机中的左右电刷交替作为负极，以避免磨损偏向一直作为负极的电刷，克服了电刷偏磨损的问题，有利于延长电刷寿命和减小噪音，且同时可使串激电机在直流供电的情况下进行高速运行，从而能够在串激电机高速运行时有效提高串激电机的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升。 [0017] 本发明提供了另一种串激电机控制系统，其与上位机连接，且包括电源开关、电机测速电路、主控芯片、转速切换开关及转向切换开关，所述电源开关在所述上位机的控制下闭合并从交流电源引入正半波交流电，所述电机测速电路对串激电机进行转速检测并反馈电机转速信号至所述主控芯片，所述转速切换开关在一个电机运行周期内根据所述上位机的控制对所述串激电机进行高低速切换控制，所述转向切换开关在所述上位机的控制下对所述串激电机进行转向切换控制； [0018] 所述串激电机控制系统还包括：滤波电路、整流稳压电路、电流采样电路、功率开关器件、第一供电切换开关及第二供电切换开关； [0019] 所述滤波电路对所述正半波交流电进行滤波处理后输出至所述整流稳压电路，所述整流稳压电路对经过滤波处理的正半波交流电和所述交流电源输出的负半波交流电进行整流稳压处理后输出直流电至所述第一供电切换开关，所述电流采样电路对所述整流稳压电路的回路电流进行检测并反馈电流采样信号至所述主控芯片，所述主控芯片根据所述电机转速信号和所述电流采样信号输出斩波处理信号，所述功率开关器件根据所述斩波处理信号对所述第二供电切换开关所输出的回路直流电进行斩波处理后反馈回所述整流稳压电路； [0020] 在每两个相邻的电机运行周期中，所述上位机控制所述第一供电切换开关交替地向所述转速切换开关或所述转向切换开关输出所述直流电；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转速切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转向切换开关连通至所述功率开关器件的输入端；当所述第一供电切换开关在一个电机运行周期内将所述直流电输出至所述转向切换开关时，所述第二供电切换开关将所述转速切换开关连通至所述功率开关器件的输入端。 [0021] 对于上述的另一种串激电机控制系统，在每两个相邻的电机运行周期中，由上位机控制第一供电切换开关将直流电交替地输出至转速切换开关或转向切换开关，便可在不同的电机运行周期内使串激电机中的左右电刷交替作为负极，以避免磨损偏向一直作为负极的电刷，克服了电刷偏磨损的问题，有利于延长电刷寿命和减小噪音，且同时可使串激电机在直流供电的情况下进行高速运行，从而能够在串激电机高速运行时有效提高串激电机的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升，并且通过整流稳压电路对正半波交流电和负半波交流电进行整流稳压处理以输出直流电，从而能够进一步减小串激电机的静态磁场铁耗，且有利于延长电刷寿命和减小噪音。 [0022] 基于上述两种串激电机控制系统对串激电机所实现的控制作用，本发明的还提供了一种包括上述任意一种串激电机控制系统的串激电机，串激电机控制系统可设置于串激电机的前端盖或后端盖上。 [0023] 由于串激电机可应用于洗衣机中，所以本发明还提供了一种洗衣机，其包括上位机以及上述的串激电机。附图说明 [0024] 图1是背景技术所涉及的第一种串激电机控制方案的结构示意图； [0025] 图2是背景技术所涉及的第二种串激电机控制方案的结构示意图； [0026] 图3是背景技术所涉及的第三种串激电机控制方案的结构示意图； [0027] 图4是背景技术所涉及的第四种串激电机控制方案的结构示意图； [0028] 图5是本发明实施例所涉及的串激电机的剖面结构示意图； [0029] 图6是本发明第一实施例提供的串激电机控制系统的结构图； [0030] 图7是本发明实施例所涉及的串激电机的侧视图； [0031] 图8是图6所示的串激电机控制系统的示例电路结构图； [0032] 图9是本发明第二实施例提供的串激电机控制系统的结构图； [0033] 图10是本发明第二实施例提供的串激电机控制系统的另一结构图； [0034] 图11是图9所示的串激电机控制系统的示例电路结构图； [0035] 图12是图10所示的串激电机控制系统的示例电路结构图。具体实施方式 [0036] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 [0037] 本发明实施例以串激电机在洗衣机中的应用为例，对串激电机及其控制系统进行详细说明，洗衣机包括上位机和串激电机，串激电机包括串激电机控制系统，且串激电机控制系统设置于串激电机(如图5所示)的前端盖或后端盖上，上位机通过对串激电机控制系统进行控制，以对串激电机实现高低速运行状态切换和转向切换。 [0038] 以下解决具体实施例对上述的串激电机控制系统进行详细说明： [0039] 实施例一： [0040] 图6示出了本发明第一实施例提供的串激电机控制系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明第一实施例相关的部分，详述如下： [0041] 串激电机控制系统110与上位机100连接，且包括交流电输出电路101、直流电输出电路102、转速切换开关700及转向切换开关800，在上位机100的控制下，交流电输出电路101根据串激电机500的转速输出相应的正半波交流电，并同时输出负半波交流电，直流电输出电路102对该正半波交流电和负半波交流电进行交直流转换处理后输出直流电，转速切换开关700在一个电机运行周期内根据上位机100的控制对串激电机500进行高低速切换控制，转向切换开关800在上位机100的控制下对串激电机500进行转向切换控制。 [0042] 串激电机控制系统110还包括第一供电切换开关105和第二供电切换开关106；第一供电切换开关105和第二供电切换开关106均与上位机100连接，第一供电切换开关105的输入端和第二供电切换开关106的输出端分别连接直流电输出电路102的输出端和接地端，第一供电切换开关105的第一输出端与第二供电切换开关106的第一输入端共接于转速切换开关700，第一供电切换开关105的第二输出端与第二供电切换开关106的第二输入端共接于转向切换开关800。交流电输出电路101的正输出端和负输出端分别连接直流电输出电路102的正输入端和负输入端，交流电输出电路101还连接串激电机500的第一测速线31和第二测速线32，转速切换开关700和转向切换开关800均连接上位机100，且转速切换开关700还连接串激电机500的第一定子线301和第三定子线303，转向切换开关800还连接串激电机500的第一电刷线310、第二电刷线320及第二定子线302。串激电机500中的左电刷和右电刷如图7所示，左电刷连接第一电刷线310，右电刷连接第二电刷线320。 [0043] 在每两个相邻的电机运行周期中，上位机000控制第一供电切换开关105交替地向转速切换开关700或转向切换开关800输出直流电，即：在每两个相邻的电机运行周期中，如果上位机100在第一电机运行周期内控制第一供电切换开关105向转速切换开关700输出直流电，则在第二电机运行周期内，上位机100控制第一供电切换开关105向转向切换开关800输出直流电；或者，在每两个相邻的电机运行周期中，如果上位机100在第一电机运行周期内控制第一供电切换开关105向转向切换开关800输出直流电，则在第二电机运行周期内，上位机100控制第一供电切换开关105向转速切换开关700输出直流电。 [0044] 当第一供电切换开关105在一个电机运行周期内将直流电输出电路102所输出的直流电输出至转速切换开关700时，第二供电切换开关106将转向切换开关800连通至直流电输出电路102的接地端；当第一供电切换开关105在一个电机运行周期内将直流电输出电路102所输出的直流电输出至转向切换开关800时，第二供电切换开关106将转速切换开关700连通至直流电输出电路102的接地端。 [0045] 因此，在每两个相邻的电机运行周期中，由上位机000控制第一供电切换开关105将直流电输出电路102所输出的直流电交替地输出至转速切换开关700或转向切换开关800，便可在不同的电机运行周期内使串激电机500中的左右电刷交替作为负极，以避免磨损偏向一直作为负极的电刷，克服了电刷偏磨损的问题，有利于延长电刷寿命和减小噪音，且同时可使串激电机500在直流供电的情况下进行高速运行，从而能够在串激电机500高速运行时有效提高串激电机500的效率、提高串激电机500的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升。 [0046] 具体的，图8示出了上述串激电机控制系统的示例电路结构，详述如下： [0047] 交流电输出电路101包括交流电源AC、第一继电器K1、晶闸管SCR、第一压敏电阻TVR1、主控芯片1011及电机测速电路1012； [0048] 交流电源AC的正输出端连接第一继电器K1的动触点，第一继电器K1的常开触点连接晶闸管SCR的集电极和第一压敏电阻TVR1的第一端，晶闸管SCR的发射极和交流电源AC的负输出端分别作为交流电输出电路101的正输出端和负输出端，主控芯片1011连接晶闸管SCR的基极和电机测速电路1012，电机测速电路1012还连接串激电机500的第一测速线31和第二测速线32。 [0049] 第一继电器K1在上位机100的控制下闭合并从交流电源AC引入交流电的正半波至晶闸管SCR，电机测速电路1012对串激电机500进行转速检测并反馈电机转速信号至主控芯片1011，主控芯片1011根据该电机转速信号输出具有相应占空比的斩波处理信号以控制晶闸管SCR对交流电的正半波进行斩波处理。其中，晶闸管SCR还可以替换为任意一种具备开关特性的半导体器件。 [0050] 直流电输出电路102包括： [0051] 电感L、电容C、电阻R、整流桥BD以及第二压敏电阻TVR2； [0052] 电感L的第一端为直流电输出电路102的正输入端，电感L的第二端与整流桥BD的正输入端1共接于电容C的第一端，电容C的第二端连接电阻R的第一端，电阻R的第二端与整流桥BD的负输入端2的共接点为直流电输出电路102的负输入端，整流桥BD的输出端3与第二压敏电阻TVR2的第一端的共接点为直流电输出电路102的输出端，整流桥BD的地端4与第二压敏电阻TVR2的第二端的共接点为直流电输出电路102的接地端。其中，电感L与电容C构成LC滤波电路对交流电的正半波进行滤波处理，整流桥BD对交流电进行整流处理后输出直流电。 [0053] 转速切换开关700具体为第二继电器K2，第二继电器K2的动触点3连接第一供电切换开关105的第一输出端和第二供电切换开关106的第一输入端，第二继电器K2的第一静触点1和第二静触点2分别连接串激电机500的第一定子线301和第三定子线303。其中，第二继电器K2在一个电机运行周期内根据上位机100的控制对串激电机500进行高低速切换控制，当第二继电器K2的动触点3与第一静触点1连通时，串激电机500进入低速运行状态，而当第二继电器K2的动触点3与第二静触点2连通时，串激电机500进入高速运行状态。 [0054] 转向切换开关800包括第三继电器K3和第四继电器K4，第三继电器K3及第四继电器K4均与上位机100连接，第三继电器K3的动触点3连接第一供电切换开关105的第二输出端和第二供电切换开关106的第二输入端，第三继电器K3的第一静触点1与第四继电器K4的第一静触点1共接于串激电机500的第一电刷线310，第三继电器K3的第二静触点2与第四继电器K4的第二静触点2共接于串激电机500的第二电刷线320，第四继电器K4的动触点3连接串激电机500的第二定子线302。 [0055] 其中，第三继电器K3与第四继电器K4在上位机100的控制下对串激电机500进行转向切换控制，当第三继电器K3的动触点3通过其第一静触点1连接串激电机500的第一电刷线310，且第四继电器K4的动触点3通过其第二静触点2连接串激电机500的第二电刷线320时，串激电机500为正向转动；当第三继电器K3的动触点3通过其第二静触点2连接串激电机500的第二电刷线320，且第四继电器K4的动触点3通过其第一静触点1连接串激电机500的第一电刷线310时，串激电机300为反向转动。 [0056] 第一供电切换开关105具体为第五继电器K5，第五继电器K5的动触点1、第一静触点2及第二静触点3分别为第一供电切换开关105的输入端、第一输出端及第二输出端。 [0057] 第二供电切换开关106具体为第六继电器K6，第六继电器K6的第一静触点1、第二静触点2及动触点3分别为第二供电切换开关106的第一输入端、第二输入端及输出端。 [0058] 例如，在每两个相邻的电机运行周期中，如果上位机100在第一电机运行周期内控制控制第五继电器K5的动触点1与第一静触点2连通，且同时控制第六继电器K6的动触点3与第二静触点2连通，以使直流电输出至第二继电器K2，第二继电器K2的动触点3与第二静触点2连通可使串激电机500在直流供电下实现高速运行，若此时串激电机500在第三继电器K3和第四继电器K4的控制下为正向转动，则串激电机500中与第一电刷线310相连的右电刷为正极，与第二电刷线320相连的左电刷则为负极；在第二电机运行周期内，上位机100控制第五继电器K5的动触点1与第二静触点3连通，且同时控制第六继电器K6的动触点3与第一静触点1连通，以使直流电输出至第三继电器K3，第二继电器K2的动触点3与第二静触点2连通可使串激电机500在直流供电下实现高速运行，若此时串激电机500在第三继电器K3和第四继电器K4的控制下为正向转动，则串激电机500中与第二电刷线320相连的左电刷为正极，与第一电刷线310相连的右电刷则为负极。由此可知，串激电机500的左右电刷在两个相邻的电机运行周期内交替作为负极，从而在串激电机500高速运行时避免了电刷偏磨损，且有助于延长电刷寿命和减小噪音。 [0059] 本实施例中所提及的电机运行周期，具体可以是具有串激电机500的洗衣机执行一次洗涤程序所需要的周期时间，串激电机500该周期时间内以直流供电方式进行高速或低速运行。 [0060] 对于上述的串激电机控制系统，电机测速电路103为常用的对电机转速进行检测的电路，主控芯片300具体可以是常用的包含微处理单元和驱动电路的集成电路芯片，微处理单元根据电机测速电路103所反馈的电机转速信号输出控制信号至驱动电路，驱动电路根据该控制信号输出相应的斩波处理信号控制上述晶闸管SCR的开关占空比，从而使晶闸管SCR相应地对交流电的正半波进行斩波处理，电感L与电容C构成LC滤波电路对上述经过斩波处理的正半波交流电进行滤波处理，然后由整流桥BD对经过滤波处理的正半波交流电和交流电源AC输出的负半波交流电进行整流处理后输出直流电至第五继电器K5，通过第五继电器K5和第六继电器K6在上位机100的控制下使串激电机500中的左右电刷交替作为负极，可使串激电机500在直流供电进行高速运转时避免电刷偏磨损，并在串激电机500高速运行时有效提高串激电机500的效率、提高串激电机500的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升。 [0061] 实施例二： [0062] 图9示出了本发明第二实施例提供的串激电机控制系统的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明第二实施例相关的部分，详述如下： [0063] 串激电机控制系统110与上位机100连接，且包括电源开关600、电机测速电路102、主控芯片300、转速切换开关700及转向切换开关800；电源开关600在上位机100的控制下闭合并从交流电源AC引入正半波交流电，电机测速电路103对串激电机500进行转速检测并反馈电机转速信号至主控芯片300，转速切换开关700在在一个电机运行周期内根据上位机100的控制对串激电机500进行高低速切换控制，转向切换开关800在上位机100的控制下对串激电机500进行转向切换控制。 [0064] 串激电机控制系统110还包括：滤波电路104、整流稳压电路107、电流采样电路108、功率开关器件109、第一供电切换开关105及第二供电切换开关106。 [0065] 滤波电路104连接于电源开关600的输出端与交流电源AC的负输出端之间，整流稳压电路107的正输入端连接电源开关600的输出端，整流稳压电路107的负输入端连接交流电源AC的负输出端，整流稳压电路107的输出端连接第一供电切换开关105的输入端，电流采样电路108的电流输出端和采样信号输出端分别连接整流稳压电路107的接地端和主控芯片300，电流采样电路108的电流输入端连接功率开关器件109的输出端，功率开关器件109的输入端连接第二供电切换开关106的输出端，功率开关器件109的受控端连接主控芯片300，第一供电切换开关105的第一输出端与第二供电切换开关106的第一输入端共接于转速切换开关700，第一供电切换开关105的第二输出端与第二供电切换开关106的第二输入端共接于转向切换开关800；电源开关600的输入端连接交流电源AC的正输出端，电机测速电路103连接串激电机500的第一测速线31和第二测速线32，并且电机测速电路103还与主控芯片300连接，转速切换开关700和转向切换开关800均连接上位机100，且转速切换开关700还连接串激电机500的第一定子线301和第三定子线303，转向切换开关800还连接串激电机500的第一电刷线310、第二电刷线320及第二定子线302。串激电机500中的左电刷和右电刷如图7所示，左电刷连接第一电刷线310，右电刷连接第二电刷线320。 [0066] 滤波电路104对上述的正半波交流电进行滤波处理后输出至整流稳压电路107，整流稳压电路107对经过滤波处理的正半波交流电和交流电源AC输出的负半波交流电进行整流稳压处理后输出直流电至第一供电切换开关105，电流采样电路108对整流稳压电路107的回路电流(即是从第二供电切换开关106回流至整流稳压电路107的接地端的电流)进行检测并反馈电流采样信号至主控芯片300，主控芯片300根据上述的电机转速信号和电流采样信号输出斩波处理信号，功率开关器件109根据该斩波处理信号对第二供电切换开关106所输出的回路直流电进行斩波处理后反馈回整流稳压电路107。 [0067] 由于从整流稳压电路107输出直流电经过第一供电切换开关105、转速切换开关700、串激电机500、转向切换开关800及第二供电切换开关106再返回整流稳压电路107的接地端形成了一个回路，或者整流稳压电路107输出直流电经过第一供电切换开关105、转向切换开关700、串激电机500、转速切换开关800及第二供电切换开关106再返回整流稳压电路107的接地端形成了一个回路，所以此处所说的第二供电切换开关106所输出的回路直流电实际上是与整流稳压电路107输出的上述直流电相同的，功率开关器件109对回路直流电进行斩波处理实际上也就是对整流稳压电路107输出的直流电进行斩波处理以对直流电实现电压调制。 [0068] 在每两个相邻的电机运行周期中，上位机100控制第一供电切换开关105交替地向转速切换开关700或转向切换开关800输出直流电，即：在每两个相邻的电机运行周期中，如果上位机100在第一电机运行周期内控制第一供电切换开关105向转速切换开关700输出直流电，则在第二电机运行周期内，上位机100控制第一供电切换开关105向转向切换开关800输出直流电；或者，在每两个相邻的电机运行周期中，如果上位机100在第一电机运行周期内控制第一供电切换开关105向转向切换开关800输出直流电，则在第二电机运行周期内，上位机100控制第一供电切换开关105向转速切换开关700输出直流电。 [0069] 当第一供电切换开关105在一个电机运行周期内将整流稳压电路107所输出的直流电输出至转速切换开关700时，第二供电切换开关106将转向切换开关800连通至功率开关器件109的输入端；当第一供电切换开关105在一个电机运行周期内将整流稳压电路107所输出的直流电输出至转向切换开关800时，第二供电切换开关106将转速切换开关700连通至功率开关器件109的输入端。 [0070] 对于上述的串激电机控制系统110，在每两个相邻的电机运行周期中，由上位机100控制第一供电切换开关105将整流稳压电路107所输出的直流电交替地输出至转速切换开关700或转向切换开关800，便可在不同的电机运行周期内使串激电机500中的左右电刷交替作为负极，以避免磨损偏向一直作为负极的电刷，克服了电刷偏磨损的问题，有利于延长电刷寿命和减小噪音，且同时可使串激电机500在直流供电的情况下进行高速运行，从而能够在串激电机500高速运行时有效提高串激电机的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升，并且通过整流稳压电路107对正半波交流电和负半波交流电进行整流稳压处理以输出直流电，从而能够进一步减小串激电机的静态磁场铁耗，且有利于延长电刷寿命和减小噪音。 [0071] 另外，当串激电机500在低速运行的过程中断电时，为了将串激电机500中的绕组所残留的电流进行释放，串激电机控制系统110还可包括二极管D，如图10所示，二极管D的阳极和阴极分别连接第二供电切换开关106的输出端和第一供电切换开关105的输入端。由于二极管D的存在，串激电机500中的绕组所残留的电流可依次通过转向切换开关800、第二供电切换开关106、二极管D及第一供电切换开关105所形成的电流释放环路进行释放。 [0072] 具体的，图11(对应图9)和图12(对应图10)示出了上述串激电机控制系统的示例电路结构，详述如下： [0073] 电源开关600具体为第一继电器K1，第一继电器K1连接上位机100，且第一继电器K1的动触点和常开触点分别为电源开关600的输入端和输出端。其中，第一继电器K1在上位机100的控制下闭合并从交流电源AC引入交流电的正半波。 [0074] 电机测速电路103为常用的对电机转速进行检测的电路；主控芯片300具体可以是常用的包含微处理单元和驱动电路的集成电路芯片。其中，电机测速电路103对串激电机500进行转速检测并反馈电机转速信号至主控芯片300。 [0075] 转速切换开关700具体为第二继电器K2，第二继电器K2的动触点3连接第一供电切换开关105的第一输出端和第二供电切换开关106的第一输入端，第二继电器K2的第一静触点1和第二静触点2分别连接串激电机500的第一定子线301和第三定子线303。其中，第二继电器K2根据上位机100的控制对串激电机500进行高低速切换控制，当第二继电器K2的动触点3与第一静触点1连通时，串激电机500进入低速运行状态，而当第二继电器K2的动触点3与第二静触点2连通时，串激电机500进入高速运行状态。 [0076] 转向切换开关800包括第三继电器K3和第四继电器K4，第三继电器K3及第四继电器K4均与上位机100连接，第三继电器K3的动触点3连接第二供电切换开关106的第二输入端和第一供电切换开关105的第二输出端，第三继电器K3的第一静触点1与第四继电器K4的第一静触点1共接于串激电机500的第一电刷线310，第三继电器K3的第二静触点2与第四继电器K4的第二静触点2共接于串激电机500的第二电刷线320，第四继电器K4的动触点3连接串激电机500的第二定子线302。 [0077] 其中，第三继电器K3与第四继电器K4在上位机100的控制下对串激电机500进行转向切换控制，当第三继电器K3的动触点3通过其第一静触点1连接串激电机500的第一电刷线310，且第四继电器K4的动触点3通过其第二静触点2连接串激电机500的第二电刷线320时，串激电机500为正向转动；当第三继电器K3的动触点3通过其第二静触点2连接串激电机500的第二电刷线320，且第四继电器K4的动触点3通过其第一静触点1连接串激电机500的第一电刷线310时，串激电机500为反向转动。 [0078] 滤波电路104包括第一电容C1和第一电阻R1，第一电容C1的第一端连接电源开关600的输出端(即第一继电器K1的常开触点)，第一电容C1的第二端连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接交流电源AC的负输出端。 [0079] 整流稳压电路107包括： [0080] 整流桥BD、压敏电阻TVR及电解电容C； [0081] 整流桥BD的正输入端1和负输入端2分别为整流稳压电路107的正输入端和负输入端，整流桥BD的输出端3与压敏电阻TVR的第一端及电解电容C的第一端共接所形成的共接点为整流稳压电路107的输出端，整流桥BD的地端4与压敏电阻TVR的第二端及电解电容C的第二端共接所形成的共接点为整流稳压电路107的接地端。其中，整流桥BD用于对经过滤波电路104滤波处理后的正半波交流电和交流电源AC所输出的负半波交流电进行整流处理后输出直流电，且该直流电通过电解电容C进行稳压处理后输出至第五继电器K5。 [0082] 电流采样电路108包括： [0083] 采样电阻Rs、第二电阻R2、第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4、运算放大器U、第五电阻R5以及第三电容C3； [0084] 采样电阻Rs的第一端和第二端分别为电流采样电路108的电流输入端和电流输出端，第二电阻R2的第一端连接采样电阻Rs的第一端，第二电阻R2的第二端与第二电容C2的第一端共接于第三电阻R3的第一端，第二电容C2的第二端接地，第三电阻R3的第二端连接运算放大器U的同相输入端，第四电阻R4的第一端接地，第四电阻R4的第二端与第五电阻R5的第一端共接于运算放大器U的反相输入端，第五电阻R5的第二端与运算放大器U的输出端的共接点为电流采样电路108的采样信号输出端，运算放大器U的正电源端与第三电容C3的第一端共接于直流电源VCC，运算放大器U的负电源端和第三电容C3的第二端均接地。 [0085] 功率开关器件109具体可以是MOS场效应管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)或者其他具备开关特性的半导体器件。如图11和图12所示，功率开关器件109为MOS场效应管，MOS场效应管的漏极、源极以及栅极分别为功率开关器件109的输入端、输出端及受控端。当功率开关器件109为IGBT(图中未示出)时，IGBT的漏极、源极以及栅极分别为功率开关器件109的输入端、输出端及受控端。 [0086] 第一供电切换开关105具体为第五继电器K5，第五继电器K5的动触点1、第一静触点2及第二静触点3分别为第一供电切换开关105的输入端、第一输出端及第二输出端。 [0087] 第二供电切换开关106具体为第六继电器K6，第六继电器K6的第一静触点1、第二静触点2及动触点3分别为第二供电切换开关106的第一输入端、第二输入端及输出端。 [0088] 例如，在每两个相邻的电机运行周期中，如果上位机100在第一电机运行周期内控制控制第五继电器K5的动触点1与第一静触点2连通，且同时控制第六继电器K6的动触点3与第二静触点2连通，以使直流电输出至第二继电器K2，第二继电器K2的动触点3与第二静触点2连通可使串激电机500在直流供电下实现高速运行，若此时串激电机500在第三继电器K3和第四继电器K4的控制下为正向转动，则串激电机500中与第一电刷线310相连的右电刷为正极，与第二电刷线320相连的左电刷则为负极；在第二电机运行周期内，上位机100控制第五继电器K5的动触点1与第二静触点3连通，且同时控制第六继电器K6的动触点3与第一静触点1连通，以使直流电输出至第三继电器K3，第二继电器K2的动触点3与第二静触点2连通可使串激电机500在直流供电下实现高速运行，若此时串激电机500在第三继电器K3和第四继电器K4的控制下为正向转动，则串激电机500中与第二电刷线320相连的左电刷为正极，与第一电刷线310相连的右电刷则为负极。由此可知，串激电机500的左右电刷在两个相邻的电机运行周期内交替作为负极，从而在串激电机500高速运行时避免了电刷偏磨损，且有助于延长电刷寿命和减小噪音。 [0089] 本实施例中所提及的电机运行周期，具体可以是具有串激电机500的洗衣机执行一次洗涤程序所需要的周期时间，串激电机500该周期时间内以直流供电方式进行高速或低速运行。 [0090] 对于上述的串激电机控制系统110，其中由运算放大器U对采样电阻Rs上的电压进行差分放大以得到相应的电流采样信号；主控芯片300以该电流采样信号和电机测速电路103所反馈的电机转速信号作为参考，并相应地输出斩波处理信号控制功率开关器件109的开关占空比，从而使功率开关器件109能够对整流稳压电路107所输出的直流电进行相应的斩波处理以调整该直流电的电压，并输出至第五继电器K5，从而可以减小串激电机500低速运行于直流供电下的静态磁场铁耗。因此，通过第五继电器K5和第六继电器K6在上位机100的控制下使串激电机500中的左右电刷交替作为负极，可使串激电机500在直流供电进行高速运转时避免电刷偏磨损，并在串激电机500高速运行时有效提高串激电机500的效率、提高串激电机500的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升。下表提供了串激电机 500分别在交流供电和直流供电下进行高速(转速为12000rpm)运转时的电磁转矩和铁耗： [0091] [0092] [0093] 从上表可知，相对于在交流供电情况下进行高速运转，串激电机500在直流供电下进行高速运转时的电磁转矩提高了5％以上，且铁耗更小，所以串激电机500在直流供电下进行高速运转时的效率更高。 [0094] 综上所述，在本发明第一实施例和第二实施例所提供的串激电机控制系统中，均能够在每两个相邻的电机运行周期中，由上位机控制第一供电切换开关将直流电输出电路所输出的直流电交替地输出至转速切换开关或转向切换开关，便可在不同的电机运行周期内使串激电机中的左右电刷交替作为负极，以避免磨损偏向一直作为负极的电刷，克服了电刷偏磨损的问题，有利于延长电刷寿命和减小噪音，且同时可使串激电机在直流供电的情况下进行高速运行，从而能够在串激电机高速运行时有效提高串激电机的效率、提高串激电机的启动性能以及降低电机定子、转子及电刷的温升。 [0095] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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