CN213342061U - 电动工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具,包括外壳、设于所述外壳内部且电性连接的驱动结构和控制结构、电性连接至所述控制结构的操控开关以及电机主体；所述电机主体与所述驱动结构电性连接，所述控制结构检测所述操控开关的档位信息向所述驱动结构输出信号，以操控所述电机主体运转；所述操控开关处于制动档位时，所述控制结构先后向所述驱动结构输出停止信号和缓慢制动信号；所述驱动结构接收到所述停止信号时，控制所述电机主体停止被驱动运转，所述驱动结构接收到所述缓慢制动信号时，控制所述电机主体缓慢制动。由此设置该电动工具可以有效地降低制动过程中电机主体温升和尖峰电动势，提高电机主体的性能，延长电机主体的使用寿命。

Description

电动工具

技术领域

本实用新型涉及电动工具技术领域，具体的涉及一种电动工具控制领域。

背景技术

无刷电机因具备运行声音小、无火花、寿命长等优点而被广泛应用于电动工具中，用户在使用电动工具的过程中经常需要制动，无刷电机进行快速制动通常有两种方法，一种是能耗制动，是把电机的动能消耗在外部制动电阻上；一种是短接制动，是把电机的动能消耗在电机的定子绕组上，短接制动由于不需要对硬件进行任何改动具备简单方便的优点，而被广泛使用，市面上的无刷电机在使用短接制动时，一般会在停止驱动电机后直接刹停，这样的制动方式会导致电机制动电流和电机尖峰电动势很高，使电机的温升过高，降低电机的性能，甚至损坏电机。

请参阅于2017年08月01日公开的PCT国际申请，专利申请公开第 CN107000189A号，其揭示了一种电动工具，该电动工具的目的在于，提供能够延长用以控制对于无刷电机通电的开关元件的寿命或抑制开关元件破损的操作性能良好的电动工具；所采用的技术方案是控制部在关闭操作开关后不立即使逆变电路断开，即不使PWM信号的占空比为0，而是利用低占空比的PWM信号来使逆变电路进行通常动作，等到无刷电机的转速达到规定转速以下后，使逆变电路断开。该发明专利指出了在电机制动之前利用低占空比使电机转速下降再进行通常制动，并未指出如何通过改变制动方式来解决电机的温升和尖峰电动势过高的问题。

实用新型内容

针对上述问题本实用新型目的在于提供一种电动工具，该电动工具可以降低制动过程中电机主体温升和尖峰电动势，提高电机主体的性能，延长电机主体的使用寿命。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该电动工具包括外壳、设于所述外壳内部且电性连接的驱动结构和控制结构、电性连接至所述控制结构的操控开关以及电机主体；所述电机主体与所述驱动结构电性连接，所述控制结构检测所述操控开关的档位信息向所述驱动结构输出信号，以操控所述电机主体运转；所述操控开关处于制动档位时，所述控制结构先后向所述驱动结构输出停止信号和缓慢制动信号；所述驱动结构接收到所述停止信号时，控制所述电机主体停止被驱动运转，所述驱动结构接收到所述缓慢制动信号时，控制所述电机主体缓慢制动。

作为优选，所述电动工具进行通常制动时，所述控制结构输出制动信号，所述驱动结构接收到所述制动信号时，控制所述电机主体制动；所述驱动结构包括桥式逆变电路，所述桥式逆变电路包括有上桥臂和下桥臂；所述驱动结构接收到所述制动信号时，所述上桥臂和所述下桥臂中一个桥臂导通,另一个桥臂截止；所述驱动结构接收到所述停止信号时，所述上桥臂和下桥臂断开；所述驱动结构接收到所述缓慢制动信号时，所述上桥臂和所述下桥臂中的一个桥臂导通,另一个桥臂截止，且所述缓慢制动信号的占空比减小到不大于所述制动信号占空比大于零。

作为优选，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，所述控制结构控制所述缓慢制动信号占空比减小的速度，且所述缓慢制动信号占空比减小的速度与所述质量惯性矩呈正相关。

作为优选，所述控制结构内存储有设定占空比，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并控制所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，控制所述缓慢制动信号占空比减小至零。

作为优选，所述控制结构内存储有设定占空比，与所述缓慢制动信号占空比对比，当所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，所述缓慢制动信号占空比减小至零；所述缓慢制动信号占空比减小至零时，所述电机主体完全制动。

作为优选，所述控制结构内存储有设定占空比，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并控制所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，控制所述缓慢制动信号占空比维持在所述设定占空比，直至所述电机主体完全制动。

作为优选，所述控制结构内部存储有设定转速，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并检测到所述电机主体的转速下降至所述设定转速时，控制所述缓慢制动信号占空比减小至零。

作为优选，所述控制结构内部存储有设定转速，与所述电机主体的转速对比，当所述控制结构检测到所述电机主体的转速下降至所述设定转速时，所述缓慢制动信号占空比减小至零；当所述缓慢制动信号占空比减小至零时，所述电机主体完全制动。

作为优选，所述控制结构内部存储有设定转速，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并检测到所述电机主体的转速下降至所述设定转速时，控制所述缓慢制动信号占空比维持在此时的占空比，直至所述电机主体完全制动。

本实用新型的有益效果在于：所述操控开关处于制动档位时，该电动工具进行制动，控制结构先输出停止信号，驱动结构接收到停止信号时停止驱动电机主体，控制结构再输出缓慢制动信号，驱动结构接收到缓慢停止信号时使电机缓慢制动，缓慢制动信号使得制动电流减小，减小的制动电流对电机主体的热冲击也相应减小，电机主体在制动过程中的温升得到降低；缓慢制动信号使停止信号产生的反向电动势得到缓慢释放，因此降低了电机主体的尖峰电动势，使电机主体使用寿命得到延长。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步详细的说明：

图1是本实用新型一个实施例的立体示意图。

图2是图1实施例的电路图。

图中附图标记的含义：

1、外壳11、驱动结构111、上桥臂112、下桥臂12、控制结构13、整流电路14、滤波电路15、转子位置检测模块16、电机主体转速检测模块2、操控开关3、电机主体

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

请参阅图1和图2，该电动工具包括外壳1、设于所述外壳1内部且电性连接的驱动结构11和控制结构12、电性连接至所述控制结构12的操控开关2以及电机主体3；所述驱动结构11通过滤波电路14和整流电路13接入电源；所述电机主体3与所述驱动结构11电性连接，所述控制结构12检测所述操控开关2的档位信息向所述驱动结构11输出信号，以操控所述电机主体3运转；所述操控开关2处于制动档位时，所述控制结构12先后向所述驱动结构11输出停止信号和缓慢制动信号；所述驱动结构11接收到所述停止信号时，控制所述电机主体3停止被驱动运转，所述驱动结构11接收到所述缓慢制动信号时，控制所述电机主体3缓慢制动，所述缓慢制动信号使制动电流减小，减小后的制动电流对所述电机主体3的热冲击也相应减小，降低电机主体3在制动过程中的温升；并且缓慢制动信号使停止信号产生的反向电动势得到缓慢释放，因此降低了电机主体3的尖峰电动势，延长电机主体3使用寿命。

所述电动工具进行通常制动时，所述控制结构12输出制动信号，所述驱动结构11接收到所述制动信号时，控制所述电机主体3制动；如图2所示，所述驱动结构11包括桥式逆变电路，所述桥式逆变电路包括有上桥臂111的开关管 VT1、VT3、VT5和下桥臂112的开关管VT4、VT6、VT2；所述驱动结构11接收到所述制动信号时，所述上桥臂111的开关管VT1、VT3、VT5导通，所述下桥臂112的开关管VT4、VT6、VT2截止，或者所述下桥臂112的开关管VT4、VT6、 VT2导通，所述上桥臂111的开关管VT1、VT3、VT5截止；所述驱动结构11接收到所述停止信号时，所所述上桥臂111的开关管VT1、VT3、VT5和所述下桥臂112的开关管VT4、VT6、VT2全部断开；所述驱动结构11接收到所述缓慢制动信号时，所述上桥臂111的开关管VT1、VT3、VT5导通，所述下桥臂112的开关管VT4、VT6、VT2截止，或者所述下桥臂112的开关管VT4、VT6、VT2导通，所述上桥臂111的开关管VT1、VT3、VT5截止，但此时所述缓慢制动信号占空比减小到不大于所述制动信号占空比且大于零，以较低的缓慢制动信号占空比对电机主体3进行制动，相较于更高的制动信号占空比来说制动电流更低，对电机主体3的热冲击也相应减小，并且较低的缓慢制动信号占空比使驱动结构11停止驱动电机主体3时产生的反向电动势得到缓慢释放，由此降低了电机主体3的尖峰电动势。

更进一步，所述控制结构12内存储有设定占空比，与所述缓缓慢制动信号占空比对比，所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，所述控制结构12控制所述缓慢制动信号占空比减小至零，即当所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，所述缓慢制动信号占空比进一步减小，直至减小到零，也即是所述驱动结构11以缓慢制动信号占空比使所述电机主体3制动，当所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，所述驱动结构11以更低的缓慢制动信号占空比使所述电机主体3继续制动；可以进一步约束当所述缓慢制动信号占空比减小至零时，所述电机主体3完全制动；或者可以设置为所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，所述控制结构12控制所述缓慢制动信号占空比维持在所述设定占空比，所述驱动结构11以所述设定占空比使所述电机主体3制动，直至所述电机主体3完全制动。

如图2所示也可以设计为，所述电机主体3通过转子位置检测模块15和电机主体转速检测模块16电性连接至所述控制结构12，所述控制结构12检测所述电机主体3的转速，所述控制结构12内部存储有设定转速，与所述电机主体3的转速对比，当所述控制结构12检测到所述电机主体3的转速下降至所述设定转速时，所述缓慢制动信号占空比减小至零，即所述驱动结构11以缓慢制动信号占空比对电机主体3进行制动，当所述控制结构12检测到所述电机主体3 的转速下降至所述设定转速时，所述缓慢制动信号占空比进一步减小，所述驱动结构11以更低的缓慢制动信号占空比使所述电机主体3继续制动；可以进一步约束当所述缓慢制动信号占空比减小至零时，所述电机主体3完全制动；或者可以设置为所述控制结构12检测到所述电机主体3的转速下降至所述设定转速时，所述缓慢制动信号占空比维持在此时的占空比，所述驱动结构11以此时的缓慢制动信号占空比使所述电机主体3制动，直至所述电机主体3完全制动。

在具体实施时，所述控制结构12根据所述电动工具的质量惯性矩控制所述缓慢制动信号占空比减小的速度，在该具体实施方式中质量惯性矩为外部负载相较于该电动工具旋转运动的惯性，所述缓慢制动信号占空比减小的速度与所述质量惯性矩呈正相关，所述缓慢制动信号占空比减小的速度随着所述质量惯性矩的增加而加快，随着所述质量惯性矩的减小而变缓，所述质量惯性矩越大所述缓慢制动信号占空比减小到设定占空比得时间越短，所述控制结构12控制制动电流迅速减小，保证在不同的质量惯性矩下所述电机主体3在制动时的温升不会过快，电机主体3的尖峰电动势也相应不会过高。

本实用新型不局限于上述具体实施方式。本领域普通技术人员可以很容易地理解到，在不脱离本实用新型原理和范畴的前提下，本实用新型的电动工具还有其他很多的替代方案。本实用新型的保护范围以权利要求书的内容为准。

Claims (7)

1.一种电动工具，包括外壳、设于所述外壳内部且电性连接的驱动结构和控制结构、电性连接至所述控制结构的操控开关以及电机主体；所述电机主体与所述驱动结构电性连接，所述控制结构检测所述操控开关的档位信息向所述驱动结构输出信号，以操控所述电机主体运转；其特征在于：所述操控开关处于制动档位时，所述控制结构先后向所述驱动结构输出停止信号和缓慢制动信号；所述驱动结构接收到所述停止信号时，控制所述电机主体停止被驱动运转，所述驱动结构接收到所述缓慢制动信号时，控制所述电机主体缓慢制动。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于：所述电动工具进行通常制动时，所述控制结构输出制动信号，所述驱动结构接收到所述制动信号时，控制所述电机主体制动；所述驱动结构包括桥式逆变电路，所述桥式逆变电路包括有上桥臂和下桥臂；所述驱动结构接收到所述制动信号时，所述上桥臂和所述下桥臂中一个桥臂导通,另一个桥臂截止；所述驱动结构接收到所述停止信号时，所述上桥臂和下桥臂断开；所述驱动结构接收到所述缓慢制动信号时，所述上桥臂和所述下桥臂中的一个桥臂导通,另一个桥臂截止，且所述缓慢制动信号占空比减小到不大于所述制动信号占空比大于零。

3.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，所述控制结构控制所述缓慢制动信号占空比减小的速度，且所述缓慢制动信号占空比减小的速度与所述电动工具的质量惯性矩呈正相关。

4.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述控制结构内存储有设定占空比，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并控制所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，控制所述缓慢制动信号占空比减小至零。

5.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述控制结构内存储有设定占空比，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并控制所述缓慢制动信号占空比减小至所述设定占空比时，控制所述缓慢制动信号占空比维持在所述设定占空比，直至所述电机主体完全制动。

6.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述控制结构内部存储有设定转速，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并检测到所述电机主体的转速下降至所述设定转速时，控制所述缓慢制动信号占空比减小至零。

7.根据权利要求2所述的电动工具，其特征在于：所述控制结构内部存储有设定转速，所述控制结构将缓慢制动信号输出到所述驱动结构，并检测到所述电机主体的转速下降至所述设定转速时，控制所述缓慢制动信号占空比维持在此时的占空比，直至所述电机主体完全制动。

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