电动工具及其控制方法技术

电动工具及其控制方法，通过负载转矩相关参数、工作电流和工作转速来判断电机工作负载情况，若负载转矩相关参数大于第一预设负载阈值，且工作电流大于第一预设电流阈值，且工作转速大于预设转速阈值，则判断电机为重载运转阶段；若负载转矩相关参数小于第二预设负载阈值，或工作电流小于第二预设电流阈值，则判断电机为轻载运转阶段。第一预设负载阈值大于第二预设负载阈值，第一预设电流阈值大于第二预设电流阈值。本发明专利技术的电动工具及其控制方式方法重载性能较高，用户手感较好，实现方案简单可靠。

Electric tools and control methods

【技术实现步骤摘要】
电动工具及其控制方法
本专利技术涉及一种电动工具及其控制方法。
技术介绍
基于BLDC方波在电机控制上较为成熟，通常在直流角磨产品上，利用电流阈值来控制占空比方式实现角磨重载工况下电流控制，但该种方式往往会造成手感差，转速变化过大，转速易震荡等缺点；且会在重载策略生效时，相电压会被拉高，造成MOS损坏；且控制时，机器重载会软。
技术实现思路
针对以上存在的问题，本专利技术提出一种重载性能较高，用户手感较好，实现方案简单可靠的电动工具及其控制方法。一种电动工具，包括，功能元件；电机，用于驱动功能元件；电源模块，用于为电机提供电能；驱动电路，用于驱动电机输出动力；控制模块，用于输出控制信号至驱动电路以控制驱动电路；控制模块被配置为：判断电机是否处于重载运行阶段；在判断电机处于重载运行阶段时，输出第一控制信号至驱动电路以使电机的转速降低；其中，控制模块根据电机的电流、电机的转速以及电机的负载相关参数T判断电机是否处于重载运行阶段。可选的，在电机的电流大于第一预设电流阈值，且电机的转速大于第一预设转速阈值，且电机的负载转矩相关参数T大于第一预设负载阈值时，控制模块判断电机处于重载运行阶段。可选的，电机的负载转矩相关参数T依据电机的母线电压、电机的转速和电机的性能参数来确定。可选的，电机的负载转矩相关参数T由公式T=K1×U-K2×V+B1计算获得，其中，U为电机的母线电压，V为电机的转速，K1为第一比例系数，K2为第二比例系数，B1为补偿量；K1、K2、B1根据电机的性能参数确定。可选的，电动工具包括存储器，K1、K2、B1预先存储在存储器中。可选的，在电机处于恒速运行阶段时，控制模块输出第二控制信号至驱动电路以使电机恒速运行，第二控制信号为占空比变化或不变化的第二PWM信号；第一控制信号为占空比减小的第一PWM信号，第一PWM信号的占空比的减小的频率大于第二PWM信号的占空比的变化的频率。可选的，在电机处于恒速运行阶段时，控制模块输出第二控制信号至驱动电路以使电机恒速运行，第二控制信号为占空比变化或不变化的第二PWM信号；第一控制信号为占空比减小的第一PWM信号，第一PWM信号的占空比每次减小的幅度小于第二PWM信号的占空比的每次变化的幅度。可选的，控制模块被配置为：在判断电机处于重载运行阶段后，先输出占空比减小的第一PWM信号，再输出占空比跟随电机的负载相关参数T变化而变化的第三PWM信号。可选的，在电机负载转矩相关参数T减小时，第三PWM信号的占空比增加。可选的，在电机负载转矩相关参数T增大或不变时，第三PWM信号的占空比减小。可选的，在电机处于恒速运行阶段时，控制模块输出第二PWM信号至驱动电路以使电机恒速运行；第三PWM信号的占空比的变化的频率小于第二PWM信号的占空比的变化的频率。可选的，在电机处于恒速运行阶段时，控制模块输出第二PWM信号至驱动电路以使电机恒速运行；第三PWM信号的占空比每次变化的幅度小于第二PWM信号的占空比每次变化的幅度。可选的，第一预设电流阈值的取值范围为70A~100A。可选的，第一预设负载阈值的取值范围为1.0NM~3.0NM。可选的，第一预设转速阈值的取值范围为3000RPM~8000RPM。可选的，控制模块还被配置为：在电机的电流小于第二预设电流阈值或电机的负载转矩相关参数T小于第二预设负载阈值后，输出第二控制信号至驱动电路以使电机恒速运行，电机处于恒速运行阶段。可选的，第一预设负载阈值大于第二预设负载阈值，第一预设电流阈值大于第二预设电流阈值。可选的，电源模块包括电池包，电池包可拆卸地安装至电动工具。可选的，电机处于重载运行阶段时的转速低于相同母线电压时电机处于恒速运行阶段时的转速。一种电动工具的控制方法，包括：获取电机的电流、电机的转速、电机的负载相关参数T；根据电机的电流、电机的转速以及电机的负载相关参数T判断电机是否处于重载运行阶段；在判断电机处于重载运行阶段后，使电机的转速降低。可选的，在电机的电流大于第一预设电流阈值，且电机的转速大于第一预设转速阈值，且电机的负载转矩相关参数T大于第一预设负载阈值时，判断电机处于重载运行阶段。可选的，电机负载转矩相关参数T依据电机的母线电压、电机的转速和电机性能参数来确定。可选的，电机负载转矩相关参数T由公式T=K1×U-K2×V+B1计算获得，其中，U为电机的母线电压，V为电机的转速，K1为第一比例系数，K2为第二比例系数，B1为补偿量；K1、K2、B1根据电机性能参数确定。可选的，在判断电机处于重载运行阶段后，先使电机的转速降低，再使电机的转速根据电机的负载转矩相关参数T变化而变化。可选的，在电机负载转矩相关参数T减小时，使电机的转速升高；在电机负载转矩相关参数T增大或不变时，使电机的转速降低。可选的，电机处于重载运行阶段时的转速低于相同母线电压时电机处于恒速运行阶段时的转速。本专利技术达到的有益效果为：本专利技术重载性能较高，用户手感较好，实现方案简单可靠。附图说明图1为一种实施例中电动工具的内部控制系统结构示意图。图2为一种实施例中电动工具的控制方法的流程图。图3为一种实施例中电动工具的控制方法一种具体示例的流程图。图4为一种实施例中电动工具的控制方法另一种具体示例的流程图。图5为一种实施例中电动工具的电机驱动示意图。图6为一种实施例中方波控制方式下的各个开关的控制端PWM信号示意图。图7为一种实施例中方波控制方式下的各相绕组的电压随转子位置变化图。图8为一种实施例中角磨机的结构示意图。图9为一种实施例中角磨机的剖面结构示意图。图中，10-控制模块，11-电源模块，12-电源电路，13-驱动电路，14-电流检测模块，15-实际转速检测模块，16-电压检测模块，17-电机，20-机壳，21-磨片，22-握持部，23-电池包，24-电池包结合部，25-操作装置，26-护罩，27-传动装置，28-电机轴，29-无刷电机，30-输出轴。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术的技术方案做出的详细说明。一种电动工具，包括，功能元件，用于实现电动工具的功能；电机，用于驱动功能元件；电源模块，用于为电机提供电能，在一种实施例可为电池包；驱动电路，用于驱动电机输出动力；控制模块，用于输出控制信号至驱动电路以控制驱动电路。参照图1，图1为一种电动工具的控制系统框架图，其包括电机17、驱动电路13、控制模块10和电源模块11等。电源模块11用于为电机17的控制系统提供电能。电源电路12与电源模块11连接，用于接收来自电源模块11的电能，并将电源模块11的电能转换成至少供控制模块10使用的电能。电源模块11还用于为驱动电路13以及电机17供电。作为可选地，电源模块11为电池包，电池包可拆卸地安装至电动工具。驱动电路13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动工具，包括，/n功能元件；/n电机，用于驱动所述功能元件；/n电源模块，用于为所述电机提供电能；/n驱动电路，用于驱动所述电机输出动力；/n控制模块，用于输出控制信号至所述驱动电路以控制所述驱动电路；/n所述控制模块被配置为：判断所述电机是否处于重载运行阶段；在判断所述电机处于重载运行阶段时，输出第一控制信号至所述驱动电路以使所述电机的转速降低；/n其中，所述控制模块根据所述电机的电流、所述电机的转速以及所述电机的负载相关参数T判断所述电机是否处于重载运行阶段。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动工具，包括，
功能元件；
电机，用于驱动所述功能元件；
电源模块，用于为所述电机提供电能；
驱动电路，用于驱动所述电机输出动力；
控制模块，用于输出控制信号至所述驱动电路以控制所述驱动电路；
所述控制模块被配置为：判断所述电机是否处于重载运行阶段；在判断所述电机处于重载运行阶段时，输出第一控制信号至所述驱动电路以使所述电机的转速降低；
其中，所述控制模块根据所述电机的电流、所述电机的转速以及所述电机的负载相关参数T判断所述电机是否处于重载运行阶段。


2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：
所述控制模块被配置为：
获取所述电机的电流；
在所述电机的电流大于第一预设电流阈值，且所述电机的转速大于第一预设转速阈值，且所述电机的负载转矩相关参数T大于第一预设负载阈值时，判断所述电机处于重载运行阶段。


3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电机的负载转矩相关参数T由公式T=K1×U-K2×V+B1计算获得，其中，U为所述电机的母线电压，V为所述电机的转速，K1为第一比例系数，K2为第二比例系数，B1为补偿量；所述K1、K2、B1根据电机的性能参数确定。


4.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：
所述第一控制信号为第一PWM信号；
所述控制模块被配置为：
在判断所述电机处于重载运行阶段后，先输出占空比减小的所述第一PWM信号，再输出占空比跟随所述电机的负载相关参数T变化而变化的第三PWM信号。


5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振，
申请(专利权)人：南京德朔实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32