电动工具制造技术

本发明专利技术公开了一种电动工具，包括：无刷电机，包括定子绕组和绕定子转动的转子；调速机构，至少用于设置无刷电机的目标转速；驱动电路，用于将电源装置提供的电能从直流母线输送至无刷电机，驱动电路包括连接在电源装置和电机之间的多个电子开关；控制模块,被配置为:依据无刷电机的实测转速、定子绕组的相电流和目标转速计算生成电压矢量；对电压矢量进行过调制以输出脉宽调制信号至驱动电路；其中，电压矢量的幅值的标幺值的取值范围为0至1.15。采用以上技术方案，可提高电动工具的输出功率。可提高电动工具的输出功率。可提高电动工具的输出功率。

【技术实现步骤摘要】
电动工具


[0001]本专利技术涉及一种电动工具，具体涉及一种输出功率高的电动工具。

技术介绍

[0002]现有的电动工具，通常采用传统的方波驱动其内电机，通过对方波信号占空比的调节，控制电机速度以及扭矩。
[0003]对于直流无刷电机而言，传统方波调制控制方式下，在一个电周期中，无刷电机只有六种状态，或者说定子电流有六种状态（三相桥臂有六种开关状态）。每一种电流状态都可看作合成一个方向的矢量力矩，六个矢量有规律地、一步接一步地转换，从而带动转子转动，电机转子会跟着同步旋转。传统的方波控制实现方式简便，但由于其仅有六个离散的、非连续矢量力矩，这样会使得电动工具输出功率低、电机效率低、能量利用率低，输出性能欠佳。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种输出功率高的电动工具。
[0005]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种电动工具，包括：无刷电机，包括定子绕组和绕所述定子转动的转子；调速机构，至少用于设置所述无刷电机的目标转速；驱动电路，用于将电源装置提供的电能从直流母线输送至所述无刷电机，所述驱动电路包括连接在所述电源装置和所述电机之间的多个电子开关；控制模块,被配置为:依据所述无刷电机的实测转速、所述定子绕组的相电流和所述目标转速计算生成电压矢量；对所述电压矢量进行过调制以输出脉宽调制信号至所述驱动电路；其中，所述电压矢量的幅值的标幺值的取值范围为0至1.15。
[0006]可选地，所述电动工具还包括：转速检测模块，用于检测所述电机的实测转速或/和所述转子的位置；电流检测模块，用于检测所述各相定子绕组的相电流。
[0007]可选地，所述控制模块包括：第一转速环，用于根据所述电机的目标转速和所述电机的实际转速生成所述电机的目标电流。
[0008]可选地，所述控制模块包括：电流分配单元，用于根据所述第一转速环生成的所述电机的目标电流分配直轴目标电流和交轴目标电流；电流变换单元，用于根据所述电机的实际电流生成直轴实际电流和交轴实际电流；第一电流环，用于根据所述直轴目标电流和直轴实际电流生成第一调节电压；第二电流环，用于根据所述交轴目标电流和交轴实际电流生成第二调节电压；电压变换单元，用于根据所述第一调节电压和第二调节电压生成第一电压控制量和第二电压控制量；过调制单元，用于根据所述第一电压控制量和第二电压控制量进行过调制以输出第一过调制电压和第二过调制电压；控制信号单元，用于根据所述第一过调制电压和第二过调制电压生成控制信号，所述控制信号用于控制所述驱动电路的多个电子开关的开关操作。
[0009]可选地，所述电流检测模块被配置为：获取所述电子开关导通时的内阻，依据所述
电子开关内阻的变化计算母线电流或相电流。
[0010]可选地，所述电动工具还包括：检测电阻，串联在所述驱动电路和所述绕组之间；所述电流检测模块被配置为：依据所述检测电阻的电压计算母线电流或相电流。
[0011]可选地，所述无刷电机为三相无刷电机，所述无刷电机的三相输入电压互呈120
°
相位角。
[0012]可选地，所述脉宽调制信号为非连续脉宽调制信号。
[0013]一种电动工具，包括：无刷电机，包括定子绕组和绕所述定子转动的转子；调速机构，至少用于设置所述无刷电机的目标转速；控制模块，被配置为：依据所述无刷电机的实测转速、所述绕组的相电流和所述目标转速计算生成电压矢量；对所述电压矢量进行过调制以输出脉宽调制信号至所述驱动电路以使所述电机的相电压在一个控制周期的预设时间内维持恒定值。
[0014]一种电动工具，包括：无刷电机，包括定子绕组和绕所述定子转动的转子；调速机构，至少用于设置所述无刷电机的目标转速；控制模块，被配置为：依据所述无刷电机的实测转速、所述绕组的相电流和所述目标转速计算生成电压矢量；对所述电压矢量进行过调制以输出脉宽调制信号至所述驱动电路以使所述电机的端电压在进行滤波处理后的电压波形在一个周期内至少包括两个波峰。
[0015]本专利技术的有益之处在于，采用以上技术方案，能够提高电动工具输出功率。
附图说明
[0016]图1是一种实施方式的电动工具的结构图；图2是一种实施方式的电动工具的电路系统框图；图3是一种实施方式的电流检测模块检测相电流的原理图；图4是另一种实施方式的电流检测模块检测相电流的原理图；图5是作为第一实施例的图2中的控制模块的模块图；图6a为七段式脉宽调制信号波，图6b是非连续脉宽调制信号波；图7是作为第二实施例的图2中的控制模块的模块图；图8是电机相电压的电压矢量图；图9a为一个电周期内，采用图5所示实施例的控制模块的电机的一相绕组的相电压曲线；图9b为一个电周期内，采用图7所示实施例的控制模块的电机的一相绕组的相电压曲线；图10a是作为一种实施例的电机的一相定子绕组的端电压进行滤波处理后的一个电周期内的电压波形图；图10b是作为另一种实施例的电机的一相定子绕组的端电压进行滤波处理后的一个电周期内的电压波形图；图11是电动工具的电机转速与电机转矩关系曲线图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。
[0018]本专利技术的电动工具,可以为手持式电动工具、花园类工具、花园类车辆如车辆型割草机，在此并非有所限制。本专利技术的电动工具包括但不限于以下内容：螺丝批、电钻、扳手、
角磨等需要调速的电动工具，砂光机等可能用来打磨工件的电动工具，往复锯、圆锯、曲线锯等可能用来切割工件；电锤等可能用来做冲击使用的电动工具。这些工具也可能是园林类工具，比如修枝机、链锯、车辆型割草机；另外这些工具也可能作为其它用途，比如搅拌机。只要这些电动工具能够采用以下披露的技术方案的实质内容即可落在本专利技术的保护范围内。
[0019]参照图1所示的电动工具10，该电动工具为电钻。电动工具10包括：壳体11、功能件12、握持部13、调速机构14、电机15、电源装置16。
[0020]壳体11构成电动工具的主体部分，形成容纳空间容纳电机15、传动机构及其他诸如电路板等电子部件。电机15用于将电能转化成传递至功能件12的动力。壳体11还形成有握持部13供用户握持。壳体11的前端用于安装功能件12。
[0021]功能件12用于实现电动工具10的功能，功能件12由电机15驱动运行，具体地，功能件12通过输出轴和传动机构被电机15驱动。对于不同电动工具而言，功能件不同。对于电钻而言，功能件12为钻头（未示出），用于实现钻孔功能。
[0022]电源装置16用于为电动工具10提供电能。在本实施例中，电动工具10采用电池包供电。电动工具10包括工具配合部17以使电池包连接至电动工具。以上仅是示例性说明，并不构成对本专利技术的限制，在其他实施方式中，电源装置也可以是交流电源，即电动工具使用交流电源供电，所述的交流电源为120V或220V的交流市电，电源装置包括电源转换单元，其连接于交流电，用于将交流电转换为可供电动工具使用的直流电。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动工具，包括：无刷电机，包括定子绕组和绕所述定子转动的转子；调速机构，至少用于设置所述无刷电机的目标转速；驱动电路，用于将电源装置提供的电能从直流母线输送至所述无刷电机，所述驱动电路包括连接在所述电源装置和所述电机之间的多个电子开关；控制模块,被配置为:依据所述无刷电机的实测转速、所述定子绕组的相电流和所述目标转速计算生成电压矢量；对所述电压矢量进行过调制得到调制电压矢量以输出脉宽调制信号至所述驱动电路；其中，所述调制电压矢量的幅值的标幺值的取值范围为0至1.15。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:对所述电压矢量中超出线性调制区域的部分进行过调制得到调制电压矢量以输出脉宽调制信号至所述驱动电路；其中，所述调制电压矢量的幅值的标幺值的取值范围为1至1.15。3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具还包括：转速检测模块，用于检测所述电机的实测转速或/和所述转子的位置；电流检测模块，用于检测所述各相定子绕组的相电流。4.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述控制模块包括：第一转速环，用于根据所述电机的目标转速和所述电机的实际转速生成所述电机的目标电流。5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，所述控制模块包括：电流分配单元，用于根据所述第一转速环生成的所述电机的目标电流分配直轴目标电流和交轴目标电流；电流变换单元，用于根据所述电机的实际电流生成直轴实际电流和交轴实际电流；第一电流环，用于根据所述直轴目标电流和直轴实际电流生成第一调节电压；第二电流环，用于根据所述交轴目标电流和交轴实际电流生成第二调节电压；电压变换单元，用于根据所述第一调节电压和第二调节电压生成第一电压控制量和第二电压控制量；过调制单...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢爱华，许彦卿，
申请(专利权)人：南京泉峰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：