CN105846755A - 电动工具以及电机的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动工具以及两种涉及电机堵转的控制方法，该电动工具包括：电机、供电电路和控制装置，控制装置在检测到电机的电流大于预设电流时，先提高供电电路的占空比至第一预设值，如果电机电流仍大于预设电流值则降低供电电路的占空比至第二预设值，使电机的电流等于小于预设电流的第一电流值；这两种涉及电机堵转的控制方法均至少包括：检测电机的电流值；判断电机是否堵转；发生堵转时减少流经电机的电流的步骤。以上方案使电机发生堵转时仍为电机供电，并通过控制其供电电路的占空比，使电机的电流平稳，从保证电机和电路不会因长时间堵转而损坏。

Description

电动工具以及电机的控制方法
技术领域
本发明涉及电动工具以及电机的控制方法。
背景技术
电动工具，尤其电钻、往复锯、曲线锯、修枝机等工具，在使用中，时常遇到堵转情况，当工具堵转时电流骤增，如果长时间处于堵转状态，则造成电机或者电路中的元件烧毁，因此，现有的电动工具往往会在发生堵转后，断开电机的供电，防止电机或电路损坏。这是一种有效避免机器损坏的方法，但是用户如果需要继续工作，则需要重新启动电机，这无疑降低了工作效率，尤其是在频繁堵转的工况下，并且反复启动对电机本身寿命也造成不良影响。
发明内容
一种电机的控制方法包括：检测电机的电流值；判断电机是否堵转；如果发生堵转，减少流经电机的电流。
进一步地，电机发生堵转时，通过降低为电机供电的电路的占空比减少流经电机的电流；电机未发生堵转时，维持为电机供电的电路的占空比。
进一步地，在判断电机是否堵转时，将电机的电流值与预设电流值进行比较，如果电机的电流值超过预设电流值则判断为发生堵转，如果电机的电流值没有超过预设电流值则判断为未发生堵转。
进一步地，如果发生堵转时，减少流经电机的电流使其电流值等于电机空载时的电流值；在未发生堵转时，为电机供电的电路的占空比为100%。
一种电机供电电路的控制方法包括：
（1）检测电机的电流；
（2）判断电机是否堵转；当电机未堵转时执行步骤（3），当电机堵转时执行步骤（4）；
（3）使供电电路按照即时设定的占空比为电机供电；
（4）判断供电电路即时的占空比是否为第一预设值；当供电电路即时的占空比为第一预设值时，执行步骤（5），当供电电路即时的占空比不为第一预设值时，执行步骤（6）；
（5）降低供电电路的占空比至第二预设值，使电机的电流等于第一电流值；
（6）提高供电电路的占空比。
进一步地，在执行步骤（5）后，返回步骤（1）。
进一步地，在执行步骤（6）后，返回步骤（1）。
进一步地，在步骤（5）中，第一电流值等于在供电电路以第一预设值的占空比为空载状态下的电机供电时流经电机的电流的电流值。
进一步地，第一预设值大于第二预设值，且在步骤（6）中供电电路的占空比增量小于第一预设值与第二预设值的差值。
一种电动工具，包括：电机；为电机供电的供电电路；该电动工具还包括：控制装置，能检测电机的电流值和控制供电电路的占空比；其中，控制装置在检测到电机的电流大于预设电流时，先提高供电电路的占空比至第一预设值，如果电机电流仍大于预设电流值则降低供电电路的占空比至第二预设值，使电机的电流等于小于预设电流的第一电流值。
本发明的有益之处在于：在电机发生堵转时仍为电机供电，并通过控制其供电电路的占空比，使电机的电流平稳，从保证电机和电路不会因长时间堵转而损坏。
附图说明
图1是电机供电电路的控制方法的一个优选实施例的流程框图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
首先，本发明提供一种电机的控制方法，该方法总的来说包括如下：检测电机的电流值；判断电机是否堵转；如果发生堵转，减少流经电机的电流。减少流经电机的电流，既可以使电机不必断电重新启动，同时使电机不会因为通过较大的电流而损坏。
优选地，在电机发生堵转时，通过降低为电机供电的电路的占空比减少流经电机的电流；电机未发生堵转时，维持为电机供电的电路的占空比。通过对占空比的控制能有效的控制流经电机的电流，保护电机不被大电流持续冲击，避免电机被损坏。
优选地，可以通过以下的方式判断电机是否处于堵转状态：将电机的电流值与预设电流值进行比较，如果电机的电流值超过预设电流值则判断为发生堵转，如果电机的电流值没有超过预设电流值则判断为未发生堵转。
当然，可以采用测量电压并判断其是否超过阈值的方式来判断是否发生堵转。或者，可以采用位置探测装置来检测电机的转子或被转子带动的结构是否转动来判断是否发生堵转，具体而言，比如可以采用霍尔元件检测被电机转子带动的输出轴是否转动来判断电机是否发生堵转。
优选地，以上控制方法在执行时，如果发生堵转，减少流经电机的电流使其电流值等于电机空载时的电流值；在未发生堵转时，为电机供电的电路的占空比始终为100%。通过降低占空比使流经电机的电流为其在空载状态下的电流值，这样能够保证电机即使在堵转时也不会因为电机本身因负载增大而电流增大的特性而损坏。
以上的控制方法比较适于没有挡位调速的电动工具中，在具有挡位调速的电动工具中，往往通过调整电机的供电电路使其即时的占空比与挡位对应从而实现挡位的控制。
对于这种电机的供电电路具有不同的占空比的情况，以下介绍一种电机供电电路的控制方法，该控制方法包括：
（1）检测电机的电流；
（2）判断电机是否堵转；当电机未堵转时执行步骤（3），当电机堵转时执行步骤（4）；
（3）使供电电路按照即时设定的占空比为电机供电；
（4）判断供电电路即时的占空比是否为第一预设值；当供电电路即时的占空比为第一预设值时，执行步骤（5），当供电电路即时的占空比不为第一预设值时，执行步骤（6）；
（5）降低供电电路的占空比至第二预设值，使电机的电流等于第一电流值；
（6）提高供电电路的占空比。
优选地，在执行步骤（5）、（6）后，均返回步骤（1）。这样该方法即能构成一个闭环控制。
优选地，在步骤（5）中，第一电流值等于在供电电路以第一预设值的占空比为空载状态下的电机供电时流经电机的电流的电流值。
优选地，第一预设值大于第二预设值，且在步骤（6）中供电电路的占空比增量小于第一预设值与第二预设值的差值。
该控制方法在电机没有堵转时，供电电路就按照即时用户所选择的挡位所对应的占空比进行供电，在发生堵转时，首先判断供电电路即时的占空比是否为第一预设值，第一预设值的作用在于设置一个占空比的上限，在保证电机不被损坏的前提下，看能否增加供电电路占空比直至第一预设值，在这个过程中使电机的电流增加看能否消除堵转，如果能则继续恢复到即时设定挡位对应的占空比为电机供电；如果不能，则将供电电路的占空比降低，使电机仍有较小的电流通过直至电机的堵转状态解除。
作为具体方案，判断电机是否处于堵转仍可以采用如前所介绍的技术方案。另外，为了增加电机冲过堵转状态的能力，第一预设值可选用100%。
从另一方面，本发明提供一种电动工具，该电动工具至少包括：电机以及为其供电的供电电路。除此之外，该电动工具还可以包括：容纳电机和供电电路的外壳、为电机提供电能的电池包或者电源模块以及能被电机驱动的工具附件。
该电动工具还具有一个控制模块，该控制模块能检测电机的电流值和控制供电电路的占空比。该控制装置在检测到电机的电流大于预设电流值时，先提高供电电路的占空比至第一预设值，如果电机电流仍大于预设电流值则降低供电电路的占空比至第二预设值，使电机的电流等于小于预设电流的第一电流值。
作为优选方案，控制装置至少包括一个场效应管和一个单片机。场效应管用于实现供电电路的导通和关断，单片机负责向场效应管的控制端发送控制信号，只要控制单片机所发送信号的占空比即可控制供电电路的占空比。
换言之，该电动工具能够执行如上所述的电机控制方法和电机供电电路的控制方法。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电机的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：
检测所述电机的电流值；
判断所述电机是否堵转；
如果发生堵转，减少流经所述电机的电流。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：所述电机发生堵转时，通过降低为所述电机供电的电路的占空比减少流经所述电机的电流；所述电机未发生堵转时，维持为所述电机供电的电路的占空比。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在判断所述电机是否堵转时，将所述电机的电流值与预设电流值进行比较，如果所述电机的电流值超过预设电流值则判断为发生堵转，如果所述电机的电流值没有超过预设电流值则判断为未发生堵转。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的控制方法，其特征在于，如果发生堵转时，减少流经所述电机的电流使其电流值等于所述电机空载时的电流值；在未发生堵转时，为所述电机供电的电路的占空比为100%。
5.一种电机供电电路的控制方法，其特征在于：所述控制方法包括：
（1）检测所述电机的电流；
（2）判断所述电机是否堵转；当所述电机未堵转时执行步骤（3），当所述电机堵转时执行步骤（4）；
（3）使所述供电电路按照即时设定的占空比为所述电机供电；
（4）判断所述供电电路即时的占空比是否为第一预设值；当所述供电电路即时的占空比为第一预设值时，执行步骤（5），当所述供电电路即时的占空比不为第一预设值时，执行步骤（6）；
（5）降低所述供电电路的占空比至第二预设值，使所述电机的电流等于第一电流值；
（6）提高所述供电电路的占空比。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：在执行所述步骤（5）后，返回所述步骤（1）。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：在执行所述步骤（6）后，返回所述步骤（1）。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：在所述步骤（5）中，所述第一电流值等于在所述供电电路以第一预设值的占空比为空载状态下的所述电机供电时流经所述电机的电流的电流值。
9.根据权利要求5至8任意一项所述的控制方法，其特征在于：所述第一预设值大于所述第二预设值，且在所述步骤（6）中所述供电电路的占空比增量小于所述第一预设值与所述第二预设值的差值。
10.一种电动工具，包括：
电机；
供电电路，为所述电机供电；
其特征在于：所述电动工具还包括：
控制装置，能检测所述电机的电流值和控制所述供电电路的占空比；
其中，所述控制装置在检测到所述电机的电流大于预设电流时，先提高所述供电电路的占空比至第一预设值，如果所述电机电流仍大于所述预设电流值则降低所述供电电路的占空比至第二预设值，使所述电机的电流等于小于所述预设电流的第一电流值。
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