电动工具及其电机驱动电路制造技术

本发明专利技术提供一种电动工具及其电机驱动电路，所述电机驱动电路包括逆变器、控制器及电流传感器。所述逆变器包括多个半导体开关元件并将来自电源的电压转换为交流电提供给电机；所述控制器间隔的输出检测信号和驱动信号至所述逆变器；所述电流传感器实时采集流过所述电机的电流，所述电流包括多个与驱动信号对应的驱动电流部分和多个与检测信号对应的位置检测电流部分；所述控制器在所述电机的起动阶段中至少依据所述电机电流中的位置检测电流部分确定输出至逆变器的驱动信号，以控制逆变器中的半导体开关元件的通电方式。所述电动工具能在电机带载的情况下以大转矩启动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动工具，尤其涉及一种具有无刷电机的电动工具及其驱动电路。
技术介绍
电动工具如电锯是人们生产生活中的重要工具，用于森林采伐、造材、打枝、木材锯截等作业。目前野外作业时，通过燃烧汽油以提供动力的电锯比较笨重、烧油量大、污染比较严重。而且，一般电锯均是在空载的情况下起动，在电锯的转矩输出较大后开始进行切割，电锯切割时锯片与木材等材料进行快速摩擦，如果木材上面有结节，电锯锯到结节时偶尔会发生卡死的现象，此时电锯的锯片夹持在木材中，一般在夹持状态下很难再次起动电锯，必须将电锯的锯片从夹持的木材中拿出，使电锯处于空载状态重新起动，再继续进行木材切割作业，这样操作繁琐，工作效率低，也增加了工人的工作量。
技术实现思路
本专利技术提供一种启动转矩大的电动工具及其电机驱动电路。本专利技术的实施例提供一种电机驱动电路，包括：逆变器，被配置为包括多个半导体开关元件并将来自电源的电压转换为交流电提供给电机；控制器，被配置为间隔的输出检测信号和驱动信号至所述逆变器；电流传感器，被配置为实时采集流过所述电机的电流，所述电流包括多个与驱动信号对应的驱动电流部分和多个与检测信号对应的位置检测电流部分；所述控制器在所述电机的起动阶段中至少依据所述电机电流中的位置检测电流部分确定输出至逆变器的驱动信号，以控制逆变器中的半导体开关元件的通电方式。作为一种优选方案，所述电机在定子的圆周方向上分成若干扇区，每一扇区对应一种定子绕组的通电方式，所述定子绕组的通电方式由逆变器中导通不同的半导体开关元件来控制。作为一种优选方案，在电机起动时所述控制器依据所述位置检测电流部分的变化情况确定转子所在的扇区，并根据转子所在的扇区发出驱动信号控制逆变器中与转子所在扇区对应的半导体开关元件导通。作为一种优选方案，在电机起动时，所述控制器前后输出使各扇区对应的开关元件依次导通的若干单个检测脉冲信号或若干检测脉冲序列信号，根据电机加载检测脉冲信号或检测脉冲序列信号后得到的位置检测电流部分中与各检测脉冲信号或检测脉冲序列信号对应的电流脉冲确定转子位于的初始扇区。作为一种优选方案，所述电机在定子的圆周方向上分成6个扇区，所述检测脉冲信号为6个或所述检测脉冲序列信号为6组。作为一种优选方案，所述电机加载检测脉冲信号或检测脉冲序列信号后得到的位置检测电流部分中与各检测脉冲信号或检测脉冲序列信号对应的电流脉冲中能量最大的电流脉冲对应的检测脉冲信号或检测脉冲序列信号所对应的扇区即为转子起动时位于的初始扇区。作为一种优选方案，所述电机加载检测脉冲信号或检测脉冲序列信号后得到的位置检测电流部分中与各检测脉冲信号或检测脉冲序列信号对应的电流脉冲中幅值最大的电流脉冲对应的检测脉冲信号或检测脉冲序列信号所对应的扇区即为转子起动时位于的初始扇区。作为一种优选方案，所述控制器在所述电机的起动阶段与正常运行阶段具有不同的控制模式。作为一种优选方案，在电机起动时转子初始扇区确定后，所述控制器在输出初始扇区对应的半导体开关元件的驱动信号和输出转子将要转入的下一扇区对应的半导体开关元件的驱动信号中间间隔地前后发送两个检测脉冲信号或两组检测脉冲序列信号，根据所述电流传感器采集的位置检测电流部分的变化确定转子是否由初始扇区进入下一扇区，在转子进入下一扇区时控制逆变器中与转子所进入的扇区对应的半导体开关元件导通。作为一种优选方案，控制器读取电流传感器采样的位置检测电流部分，若其中与该两个检测脉冲信号或两组检测脉冲序列信号对应的两个或两组电流脉冲的能量为先大后小，则判断转子仍在初始扇区，若所述两个或两组电流脉冲的能量为先小后大，判断转子转动进入下一扇区。作为一种优选方案，控制器读取电流传感器采样的位置检测电流部分，若其中与该两个检测脉冲信号对应的两个电流脉冲的幅值或与两组检测脉冲序列信号对应的两组电流脉冲中的最大电流脉冲为先大后小，则判断转子仍在初始扇区，若采样电流的位置检测电流部分中与该两个检测脉冲信号对应的两个电流脉冲的幅值或与两组检测脉冲序列信号对应的两组电流脉冲中的最大电流脉冲为先小后大，判断转子转动进入下一扇区。作为一种优选方案，该两个检测脉冲信号或两组检测脉冲序列信号的能量大小相等。作为一种优选方案，该两个检测脉冲信号或两组检测脉冲序列信号的脉冲宽度与幅值相等。作为一种优选方案，采用检测脉冲序列信号时，每一检测脉冲序列信号中前后两个脉冲之间的间隔小于电机被前一脉冲充电后完全放电的时间。作为一种优选方案，转子初始扇区确定后，所述电机电流中的每个位置检测电流部分生成于两个驱动电流部分之间。作为一种优选方案，所述控制器还被配置为将电流传感器采集的电流与一预设电流进行比较，如果采集的电流大于预设电流，所述控制器发送驱动信号给所述逆变器，关闭逆变器中的半导体开关元件以关闭电机，所述预设电流不超过所述位置检测电流部分的最大电流值的1.4倍。本专利技术的实施例还提供一种电动工具，包括：壳体；伸出壳体的工作头；用于驱动工作头的电机；电池，为所述电机提供电源；及如上所述的任一项电机驱动电路。作为一种优选方案，所述电动工具为电锯、电钻其中之一。作为一种优选方案，所述电机为单相或三相直流无刷电机。上述电动工具采用大功率的电池作为动力源，使电动工具的重量减轻，避免污染环境，电机起动时起动转矩大，使电机能够在带载的情况下起动，提高了工人的工作效率。附图说明附图中：图1是本专利技术一实施例的电锯的示意图；图2是图1电锯的电路框图；图3是电锯沿定子的圆周方向分成六个扇区的示意图；图4示出与各扇区对应的流过定子绕组的电流方向示意图；图5示出图2中的逆变器的一种实现方式的电路图；图6示出图1中的电流传感器在起动阶段检测的一种电机电流信号。具体实施方式下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。可以理解，附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图中显示的尺寸仅仅是为便于清晰描述，而并不限定比例关系。请参考图1及图2，本专利技术一实施例的电动工具以电锯为例进行说明，所述电锯100包括壳体8、设于壳体8内为电锯提供电源的电池10、电机60及电机驱动电路，所述电机驱动电路包括电源管理器20、控制器30、驱动器40、逆变器50、过温保护电路70及电流传感器80。所述电机60通过传动机构驱动电锯的伸出壳体8的锯片90，使电锯对木材进行锯截作业。所述电池10为所述电机60提供电力，本实施方式中所述电池10为锂离子电池，其他实施方式中，所述电池可为其他类型电池，例如镍氢电池、锂聚合物电池、燃料电池、太阳能电池等；所述电池10也可为充电电池，所述电池以可拆卸的方式安装在所述电锯100内。本实施方式中，所述电池10提供的供电电压为30伏特～100伏特，所述电机的输出功率至少为3千瓦。所述电机的工作电流为40安培～90安培之间，最大工作电流小于120安培。所述电源管理器20与电池10、控制器30及驱动器40连接，用于将电池10提供的电压进行降压处理变为5伏特和12伏特电压，所述5伏特电压提供给控制器30，所述12伏特电压提供给驱动器40。当然，其他实施方式中，根据不同的电机中电子元件的要求，电源管理器30可将电池的电压处理为其他本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动电路，包括：逆变器，被配置为包括多个半导体开关元件并将来自电源的电压转换为交流电提供给电机；控制器，被配置为间隔的输出检测信号和驱动信号至所述逆变器；电流传感器，被配置为实时采集流过所述电机的电流，所述电流包括多个与驱动信号对应的驱动电流部分和多个与检测信号对应的位置检测电流部分；所述控制器在所述电机的起动阶段中至少依据所述电机电流中的位置检测电流部分确定输出至逆变器的驱动信号，以控制逆变器中的半导体开关元件的通电方式。

【技术特征摘要】
2015.09.11 CN 20151057908391.一种电机驱动电路，包括：逆变器，被配置为包括多个半导体开关元件并将来自电源的电压转换为交流电提供给电机；控制器，被配置为间隔的输出检测信号和驱动信号至所述逆变器；电流传感器，被配置为实时采集流过所述电机的电流，所述电流包括多个与驱动信号对应的驱动电流部分和多个与检测信号对应的位置检测电流部分；所述控制器在所述电机的起动阶段中至少依据所述电机电流中的位置检测电流部分确定输出至逆变器的驱动信号，以控制逆变器中的半导体开关元件的通电方式。2.如权利要求1所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机在定子的圆周方向上分成若干扇区，每一扇区对应一种定子绕组的通电方式，所述定子绕组的通电方式由逆变器中导通不同的半导体开关元件来控制。3.如权利要求2所述的电机驱动电路，其特征在于，在电机起动时所述控制器依据所述位置检测电流部分的变化情况确定转子所在的扇区，并根据转子所在的扇区发出驱动信号控制逆变器中与转子所在扇区对应的半导体开关元件导通。4.如权利要求3所述的电机驱动电路，其特征在于，在电机起动时，所述控制器前后输出使各扇区对应的开关元件依次导通的若干单个检测脉冲信号或若干检测脉冲序列信号，根据电机加载检测脉冲信号或检测脉冲序列信号后得到的位置检测电流部分中与各检测脉冲信号或检测脉冲序列信号对应的电流脉冲确定转子位于的初始扇区。5.如权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机在定子的圆周方向上分成6个扇区，所述检测脉冲信号为6个或所述检测脉冲序列信号为6组。6.如权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机加载检测脉冲信号或检测脉冲序列信号后得到的位置检测电流部分中与各检测脉冲信号或检测脉冲序列信号对应的电流脉冲中能量最大的电流脉冲对应的检测脉冲信号或检测脉冲序列信号所对应的扇区即为转子起动时位于的初始扇区。7.如权利要求4所述的电机驱动电路，其特征在于，所述电机加载检测脉冲信号或检测脉冲序列信号后得到的位置检测电流部分中与各检测脉冲信号或检测脉冲序列信号对应的电流脉冲中幅值最大的电流脉冲对应的检测脉冲信号或检测脉冲序列信号所对应的扇区即为转子起动时位于的初始扇区。8.如权利要求1-7中任一项所述的电机驱动电路，其特征在于，所述控制器在所述电机的起动阶段与正常运行阶段具有不同的控制模式。9.如权利要求4-7中任一项所述的电机驱动电路，其特征在于，在电机起动时转子初始扇区确定后，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马海波，李永刚，高永生，甘金云，罗育东，蓝维隆，
申请(专利权)人：德昌电机深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44