电动工具制造技术

本实用新型专利技术提供一种电动工具，包括壳体、伸出壳体的工作头、用于驱动工作头的无刷直流电机、电池、逆变器及控制器。电机包括定子及转子，所述定子包括定子铁芯及缠绕于定子铁芯上的定子绕组，所述转子包括永磁体。逆变器与所述定子绕组连接，由所述电池供电，包括多个半导体开关元件。控制器依据以无传感器方式检测出的转子磁场位置，输出驱动信号控制所述逆变器中的半导体开关元件，以控制所述定子绕组的通电方式。所述电动工具使用大功率电池作为动力源，节能环保。

Electric tool

The utility model provides an electric tool, comprising a shell, a work head extending out of the shell, a brushless direct current motor used for driving the work head, a battery, an inverter and a controller. The motor comprises a stator and a rotor, wherein the stator comprises a stator core and a stator winding which is wound on the stator iron core, wherein the rotor comprises a permanent magnet. The inverter is connected to the stator winding, powered by the battery and includes a plurality of semiconductor switching elements. The controller outputs the drive signal according to the position of the rotor magnetic field detected in the sensorless manner, and controls the semiconductor switching element in the inverter to control the electrifying mode of the stator winding. The power tool uses a high-power battery as a power source to save energy and protect the environment.

【技术实现步骤摘要】
电动工具
本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。
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启动，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启动电锯，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启动，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
本技术提供一种使用电池作为动力源的电动工具，电动工具轻便，节能环保。本技术的实施例提供一种电动工具，包括：壳体；伸出壳体的工作头；用于驱动工作头的无刷直流电机，包括定子及转子，所述定子包括定子铁芯及缠绕于定子铁芯上的定子绕组，所述转子包括永磁体；电池；与所述定子绕组连接的逆变器，所述逆变器由所述电池供电，包括多个半导体开关元件；和控制器，被配置为依据以无传感器方式检测出的转子磁场位置，输出驱动信号控制所述逆变器中的半导体开关元件，以控制所述定子绕组的通电方式。较佳的，所述电动工具为电锯，所述电机的额定输出功率至少为3千瓦。较佳的，所述电机的最大启动转矩或最大堵转转矩不小于4牛米，最大工作电流小于120安培。较佳的，所述电池的工作电压范围为30伏特～100伏特，所述无刷直流电机工作时的电流范围为40安培～90安培。可选的，所述电动工具为电钻，所述电机的额定输出功率为700瓦～1000瓦。较佳的，所述电机的最大启动转矩或最大堵转转矩不小于3牛米，最大工作电流小于90安培。较佳的，所述电池的工作电压范围为10伏特～30伏特，所述无刷直流电机工作时的电流范围为20安培～80安培。较佳的，所述控制器在所述电机的启动阶段与正常运行阶段具有不同的控制模式。较佳的，在所述电机的启动阶段所述控制器还输出多个检测信号，用于检测转子的特定磁场位置，所述电动工具还包括一电流传感器，被配置为采集流过无刷直流电机的电流，所述电流包括多个对应于所述驱动信号的驱动电流部分和多个对应于所述检测信号的位置检测电流部分，所述电机的启动阶段中所述控制器被配置为至少依据所述电机电流中的位置检测电流部分确定所输出的驱动信号。较佳的，每一所述位置检测电流部分包括至少两组电流脉冲。较佳的，所述无刷直流电机在定子的圆周方向上被虚拟地分成若干扇区，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，在无刷直流电机启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所述转子的特定磁场位置所在的扇区，并根据该所在的扇区发出驱动信号控制逆变器中与该所在扇区对应的半导体开关元件导通。较佳的，在无刷直流电机启动时转子的特定磁场位置所在扇区定位后，所述控制器根据所述电流传感器采集的两个相邻的位置检测电流部分的变化确定转子的特定磁场位置是否进入下一扇区，在转子的特定磁场位置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。较佳的，当所述电流传感器采集的两个相邻的位置检测电流部分中的两组电流脉冲的能量由先大后小变为先小后大时，所述控制器判定转子的特定磁场位置进入下一扇区。较佳的，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无刷直流电机，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。较佳的，所述逆变器包括若干半导体开关元件，所述若干半导体开关元件均为MOSFET、IGBT或双极型晶体管，或者所述若干半导体开关元件中至少一个为MOSFET、IGBT或双极型晶体管。较佳的，所述电池为可移动的镍氢电池、锂聚合物电池、燃料电池、太阳能电池或锂离子电池。较佳的，所述电池为充电电池，所述电池以可拆卸的方式安装在所述电动工具内。较佳的，所述无刷直流电机为三相或者单相无刷直流电机。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，电机启动时启动转矩大，使电机能够在带载的情况下启动，提高了工人的工作效率。附图说明附图中：图1是本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示出定子绕组的一种通电方式示意图；图4是电机沿定子的圆周方向分成六个扇区的示意图；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中的电流传感器在启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，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本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，本技术一实施例的电锯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不同大小的电压。所述驱动器40连接于控制器30及逆变器50之间，所述逆变器50连接电机60。所述逆变器50包括多个半导体开关元件，所述控制器30输出PWM驱动信号控制所述逆变器中的半导体开关元件的通断，以控制电机60的通电方式。所述驱动器40用于将控制器30输出的驱动信号进行升压或者电流放大处理后传送给所述逆变器50。所述驱动器40可以为门驱动器。当然，如果所述控制器30输出的驱动信号足以驱动逆变器50的半导体开关元件时，可以不设置所述驱动器40。请参考图3，本实施方式中，所述电机60为三相直流无刷电机(BrushlessDirectCurrentMotor,BLDC)，包括定子和可相对定子旋转的转子，定子具有定子铁芯及绕设于定子铁芯上的定子绕组。定子铁芯可由纯铁、铸铁、铸钢、电工钢、硅钢等软磁材料制成。转子具有永磁铁和散热风扇。所述三相无刷直流电机的定子绕组为三相，分别为U相绕组、V相绕组和W相绕组，本实施方式中以所述三相绕组为Y型连接为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动工具，包括：壳体；伸出壳体的工作头；用于驱动工作头的无刷直流电机，包括定子及转子，所述定子包括定子铁芯及缠绕于定子铁芯上的定子绕组，所述转子包括永磁体；电池；与所述定子绕组连接的逆变器，所述逆变器由所述电池供电，包括多个半导体开关元件；和控制器，被配置为依据以无传感器方式检测出的转子磁场位置，输出驱动信号控制所述逆变器中的半导体开关元件，以控制所述定子绕组的通电方式。

【技术特征摘要】
2015.09.11 CN 20151057908391.一种电动工具，包括：壳体；伸出壳体的工作头；用于驱动工作头的无刷直流电机，包括定子及转子，所述定子包括定子铁芯及缠绕于定子铁芯上的定子绕组，所述转子包括永磁体；电池；与所述定子绕组连接的逆变器，所述逆变器由所述电池供电，包括多个半导体开关元件；和控制器，被配置为依据以无传感器方式检测出的转子磁场位置，输出驱动信号控制所述逆变器中的半导体开关元件，以控制所述定子绕组的通电方式。2.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具为电锯，所述电机的额定输出功率至少为3千瓦。3.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述电机的最大启动转矩或最大堵转转矩不小于4牛米，最大工作电流小于120安培。4.如权利要求2所述的电动工具，其特征在于，所述电池的工作电压范围为30伏特～100伏特，所述无刷直流电机工作时的额定工作电流在40安培～90安培。5.如权利要求1所述的电动工具，其特征在于，所述电动工具为电钻，所述电机的额定输出功率至少为700瓦～1000瓦。6.如权利要求5所述的电动工具，其特征在于，所述电机的最大启动转矩或最大堵转转矩不小于3牛米，最大工作电流小于90安培。7.如权利要求5所述的电动工具，其特征在于，所述电池的工作电压范围为10伏特～30伏特，所述无刷直流电机工作时的额定工作电流为20安培～80安培。8.如权利要求1至7任一项所述的电动工具，其特征在于，所述控制器在所述电机的启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1至7任一项所述的电动工具，其特征在于，在所述电机的启动阶段所述控制器还输出多个检测信号，用于检测转子的特定磁场位置...

【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：新型
国别省市：广东,44