[實用新型]電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統有效

申請號：	201721116686.6	申請日：	2017-09-01
公開（公告）號：	CN207200603U	公開（公告）日：	2018-04-06
發明（設計）人：	戴永兵;蔣冬青;謝敏求;劉闖	申請（專利權）人：	蘇州亮明工具有限公司
主分類號：	H02P1/18	分類號：	H02P1/18
代理公司：	南京理工大學專利中心32203	代理人：	吳茂杰
地址：	215164 江蘇***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	電動工具直流電機沖擊啟動系統
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【說明書】：

技術領域

本實用新型屬于無刷直流電機起動控制技術領域，特別是一種不增大元器件功率等級、開關管不易損壞、電機繞組發熱量小的電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統。

背景技術

電動工具大量采用無刷直流電機。

傳統的無刷直流電機控制采用定斬波限法，是根據負載特性，擬定電流斬波限，在單一換相周期內，電流保持連續。這種控制方法能產生較為平滑的電磁轉矩以驅動負載，正常工作時有較高的效率，較小的轉矩脈動。但是，由于電動工具經常出現堵轉的情況，就需要電動工具無刷直流電機在啟動時有一個超過額定值的轉矩。為了使電機能有大扭矩實現啟動，克服堵轉，需要使電機繞組有瞬時的大電流來產生一個較大的電磁轉矩。當此電磁轉矩大于堵轉轉矩時，即可使電機旋轉。當電機旋轉后，即脫離堵轉狀態，進入正常工作狀態，。上述常規方法會使工作電流超過額定值，帶來開關管損壞，電機繞組發熱量大等問題。

為避免電機堵轉的大電流引起損壞器件，發熱量過大的問題，也可采用能耐更大電流的器件。但這會大幅加大產品體積和增加制造成本。

因此，現有技術存在的問題是：由于電動工具無刷直流電機堵轉電流大，在不增大元器件的前提下會造成開關管損壞、電機繞組發熱量過大的問題。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統，不增大元器件功率等級、開關管不易損壞、電機繞組發熱量小。

實現本實用新型目的的技術解決方案為：

一種電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統，包括與電機1電連接的逆變器2、置于電機1端蓋上的位置傳感器3，以及與所述逆變器2和位置傳感器3分別電連接的控制器4；

所述位置傳感器3用于測定電機轉子位置，獲得電機轉速以區分電機的啟動工作狀態；

所述控制器4用于根據啟動過程中電機轉速判斷電機的啟動工作狀態，并根據電機的不同啟動狀態，，控制逆變器2分別產生一周期內上限恒定的連續電流或分段脈沖電流波形；

所述逆變器2用于根據控制器4的控制信號，產生不同的電機相電流波形，驅動電機1轉動。

本實用新型與現有技術相比，其顯著優點為：

1、體積不增大：本實用新型通過脈沖控制，在遇到堵轉的情形下，使系統能在保證元器件安全的情況下，產生一個較大的脈沖電流，使電機具有較大的轉矩，克服堵轉，實現沖擊式啟動，通過較小定額的器件實現大負載啟動，而不用采用能耐更大電流的器件，從而保證原有器件的體，也不會大幅增加制造成本；

2、元件不易損壞：在堵轉啟動時，采用脈沖電流形式，使電流具有高幅值的脈沖使電機具有較大的電磁轉矩，同時有開關管關斷使電流為零的時期，使電流平均值或均方值符合各元器件上限，以保護各個元器件不易損壞；針對功率管的保護，可以通過查詢生產商提供的數據表得到參數，功率管允許通過的電流值將隨導通時間或占空比的減少而增加。根據上述兩項參數，計算脈沖電流的幅值與脈沖寬度，即可保證器件安全的情況下的克服堵轉，實現脈沖式啟動。

3、電機繞組發熱量小：當電機堵轉時，電機的損耗主要為銅損，即整個電機的發熱量主要來源于繞組內阻的發熱，其發熱功率與電流的平方成正比。使一周期內電流均方根等于額定值即可保證電機繞組的可靠使用。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統的結構示意圖。

圖2為圖1所述電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統的啟動流程圖。

圖3為恒流啟動的波形圖。

圖4為脈沖電流啟動的波形圖。

圖中，1電機，2逆變器，3位置傳感器，4控制器。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型電動工具無刷直流電機沖擊啟動系統，包括與電機1電連接的逆變器2、置于電機1端蓋上的位置傳感器3，以及與所述逆變器2和位置傳感器3分別電連接的控制器4；

所述位置傳感器3用于測定電機轉子位置，獲得電機轉速以區分電機的啟動工作狀態；

所述逆變器2用于根據控制器4的控制信號，產生不同的電機相電流波形，驅動電機1轉動。