在低温下用于避免以蓄电池运行的手持电动工具中发生欠压关断的电压跟踪系统技术方案

技术编号:13333888 阅读:104 留言:0更新日期:2016-07-12 04:30
本发明专利技术涉及一种不依赖于供电网运行的电动工具(1),其包括:用于运行电动工具(1)的电动机(6);蓄电池(9);用于对监控运行值极限进行监控的监控装置(14),其中,监控运行值极限高于蓄电池(9)的运行值极限;可调整的阻抗结构元件(5);以及运行值调节器(12),所述运行值调节器用于借助于脉冲宽度调制(PWM)调设加设在所述电动机(1)上的至少一个运行值;所述运行值调节器(12)的用于调设所述至少一个运行值的PWM占空比被确定,所述PWM占空比对应于第一值或者第二值,其中,所述第一值能够从所述阻抗结构元件(5)的当前位置中得出,而所述第二值相应于为了调设所述至少一个运行值而最后使用的PWM占空比加上偏离值;其中,如果所述蓄电池(9)的所述至少一个运行值高于所述监控运行值极限,为了调设所述至少一个运行值,为所述PWM占空比选择所述第一值或者第二值中的较低的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种以独立于供电网的方式运行的电动工具,其包括用于运行所述电动工具的电动机以及蓄电池。此外,所述电动工具包括用于监控一监控运行值极限的监控装置,其中,所述监控运行值极限高于所述蓄电池的运行值极限。此外,所述电动工具包括用于改变所述电动机的功率输出的可调整的阻抗结构元件以及用于借助于脉冲宽度调制(PffM)调设加设在所述电动机上的至少一个运行值的运行值调节器。此外,本专利技术涉及一种在不依赖于供电网运行的电动工具中通过借助于监控装置以时控的方式监控一监控运行值极限来控制电动机的方法,其中,所述监控运行值极限高于蓄电池的运行值极限。
技术介绍
通常情况下,手持的、蓄电池驱动的电动工具,例如电钻、螺丝刀、锯等等,均具有不同的保护和关断功能,所述保护和关断功能用于保护电动工具之内并且还有电动工具之外的各个系统。例如欠压关断就属于所述保护和关断功能,所述欠压关断负责在蓄电池的供电电压低于预先确定的极限值时关断相应的电动工具。电动设备的关断用于防止电流消耗到蓄电池的容量几乎完全耗尽(深放电的风险),完全耗尽可能导致对蓄电池造成不可修复的损坏。同样,欠压关断也用于保护其他系统,尤其是电动工具的操控电子设备,以免发生功能故障、损坏或者毁坏。所述欠压关断防止进一步使用电动工具,直到蓄电池再次输出至少高于供电电压的极限值的电压。电动工具由于所述欠压关断而发生的这种使用中断,对操作者来说是影响巨大的,因为由欠压引起的关断与直到继续使用所述电动工具的相对长的等待时间联系在一起。极端的环境影响,尤其是低温,即大大低于约18°C的常见室温的温度,有时导致蓄电池中功率大幅降低。对此的原因是,在寒冷的情况下化学过程更加缓慢地进行,并且尤其在锂电池中使用的电解质的粘度大大增加,同时在蓄电池中特别是锂离子蓄电池中在寒冷情况下其内阻增加。蓄电池的可释放功率(电压)的下降又导致在使用电动设备时还很早就低于供电电压的极限值。尤其是,由于可能在电动机暂时的高功率需求的情况下出现的负载峰值(例如针对较高的转矩),可以很快就低于所述供电电压的极限值。由此产生的结果是,欠压关断影响对电动机的控制并且至少暂时地中断电动机的功率,以避免对蓄电池和其他系统造成损坏。由此,对使用者来说,总是在使用电动工具时再次导致不希望的中断。由于深度放电的潜在风险以及与此相连的对蓄电池的损坏,可以一方面既不放弃对蓄电池电压的持续监控又不放弃电动工具中的有效欠压关断。另一方面,电动设备的持续性关断,尤其是在低环境温度下,由于欠压关断导致利用电动工具效率低下地工作或者总体上妨碍工作。此外,定期关断电动机阻碍了如下可能性,即电动机并因此电动设备以及蓄电池可以自己发热,以便由此能够避免由于欠压关断而导致的由温度引起的关断。此外,如果蓄电池电压由于电动机上的负载变化再次突然上升,则存在问题。这种负载变化尤其是可能由于电动机上的负载降低基于所加载的转矩减小而出现或者由于蓄电池温度的升高基于电动工具的自加热而出现。在负荷变化的情况下,蓄电池电压再次上升超过监控电压极限,紧接着控制再次从足够的蓄电池电压出发,并且再次直接从电位器的当前位置得出电压调节器的用于调设运行电压的PWM占空比。该升高的运行电压在大多数情况下再次直接导致蓄电池电压下降到监控电压极限之下,并因此导致运行电压降低或者电压调节器的PWM占空比与不具有这种降低的正常运行之间的一种波动特性。同样,通过跳跃式改变蓄电池电压也可能形成非常快的电压扰动,这仍然导致电动工具的关断。
技术实现思路
本专利技术的目的在于,解决上述问题并且为此提供一种不依赖于供电网运行的电动工具以及一种在不依赖于供电网运行的电动工具中控制电动机的方法,以便确保有效地使用蓄电池以运行所述电动工具。根据本专利技术,该目的通过一种不依赖于供电网运行的电动工具实现,所述电动工具包括用于运行所述电动工具的电动机以及蓄电池。此外,所述电动工具包括用于对一监控运行值极限进行监控的监控装置,其中,所述监控运行值极限高于所述蓄电池的运行值极限。此外,所述电动工具包括用于改变所述电动机的功率输出的可调整的阻抗结构元件以及用于借助于脉冲宽度调制(PWM)调设加设在所述电动机上的至少一个运行值的运行值调节器。根据本专利技术,所述运行值调节器的HVM占空比用于调设所述至少一个运行值而确定,所述运行值对应于第一值或者第二值,其中,所述第一值能够从所述阻抗结构元件的当前位置中得出,而所述第二值相应于为了调设所述至少一个运行值而最后使用的PWM占空比加上偏离值,其中,如果所述蓄电池的所述至少一个运行值高于所述监控运行值极限,为了调设所述至少一个运行值,选择用于所述PWM占空比的第一值或者第二值中的较低的值。由此,避免了蓄电池的至少一个运行值太快地再次下降到蓄电池的运行值极限之下,由此能够避免电动机的关断以保护蓄电池或者其他系统并且同时能够继续使用所述电动工具。所述运行值可以是例如电压值。但是,也有可能的是,所述运行值是电流强度等。此外,也有可能的是,所述运行值是运行状态,即电动工具的接通状态或者断开状态。根据本专利技术的一种实施方式,所述运行值极限能够依赖于温度值调设。所述温度值可以是例如蓄电池的温度或者电动设备的温度。但是,也有可能的是,所述温度值对应于蓄电池的温度和电动设备的温度。也就是说,所述温度值可以要么只调设到蓄电池的温度要么只调设到电动设备的温度而不用考虑蓄电池的温度。此外,也有可能的是,所述温度值由蓄电池的温度以及电动设备的温度的组合形成。此外,也有可能的是,针对所述温度值,附加地或者只考虑蓄电池和/或电动设备的环境温度用于调设所述运行值极限。依赖于相应的温度值,所述运行值极限可以更低地或者更高地设定。在这种情况下,可以规定,在低温度值下所述运行值极限更低地调设,但是其中需要注意的是,所述运行值极限总是处于所述监控运行值极限之下。与此相应地,在低温度值下所述运行值极限调设得更高。相应于另一种实施方式,所述偏离值可以对应于所述最后使用的用于操控所述电动机的PWM占空比的一定百分比份额。尤其是,所述百分比份额可以对应于用于操控电动机的所述最后使用的PWM占空比的2 %至20 %之间的值。但是,也有可能的是,可以依赖于温度值使用更大或更小的偏离值。所述温度值可以是例如蓄电池的温度或者电动设备的温度。但是,也有可能的是,所述温度值对应于蓄电池的温度和电动设备的温度。也就是说,所述温度值可以要么只调设到蓄电池的温度要么只调设到电动设备的温度而不考虑蓄电池的温度。此外,也有可能的是,所述温度值由蓄电池的温度以及电动设备的温度的组合产生。此外,也有可能的是,针对所述温度值,附加地或者只考虑蓄电池和/或电动设备的环境温度用于调设所述运行值极限。为了确保对蓄电池的电压值的定期监控,可以设置时控的监控设备用于周期性地监控所述蓄电池的所述至少一个运行值。根据本专利技术的一种实施方式,所述时控的监控设备能够以如下方式构造,S卩,以时间间隔的方式监控所述蓄电池的所述至少一个运行值。尤其是,所述时间间隔可以对应于I毫秒至100毫秒之间的值。但是,也有可能的是,可以依赖于温度值使用更大或者更小的时间间隔来监控所述蓄电池的所述至少一个运行值。所述温度值可以是例如蓄电池的温度或当前第1页1&nb本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种不依赖于供电网运行的电动工具(1),所述电动工具包括:‑用于运行所述电动工具(1)的电动机(6);‑蓄电池(9);‑用于对监控运行值极限进行监控的监控装置(14),其中,所述监控运行值极限高于所述蓄电池(9)的运行值极限;‑可调整的阻抗结构元件(5);以及‑运行值调节器(12),所述运行值调节器(12)用于借助于脉冲宽度调制(PWM)调设加设在所述电动机(1)上的至少一个运行值;其特征在于,所述运行值调节器(12)的用于调设所述至少一个运行值的PWM占空比被确定,所述PWM占空比对应于第一值或者第二值,其中,所述第一值能够从所述阻抗结构元件(5)的当前位置得出,而所述第二值相应于为了调设所述至少一个运行值而最后使用的PWM占空比加上偏离值;其中,如果所述蓄电池(9)的所述至少一个运行值高于所述监控运行值极限,则为了调设所述至少一个运行值,为所述PWM占空比选择所述第一值或者第二值中的较低的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:B·贝克特T·米勒
申请(专利权)人:喜利得股份公司
类型:发明
国别省市:列支敦士登;LI

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