CN101340167A - 电动器具的动力源及采用该动力源的电动器具 - Google Patents

电动器具的动力源及采用该动力源的电动器具 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用新型动力源的电动器具，包括分体的动力源和至少两个器具本体，动力源上具有至少两个输出端口，器具本体可插接连接到输出端口上，动力源采用交流伺服控制器，动力源的输入端由交流市电供电，器具本体上采用永磁无刷直流电机。提高了器具的使用寿命，节能、安全、灵活，工作过程中对其他设备无干扰。能够实现精确高速刹车。工人只需要手持重量较轻、体积较小的器具本体就能够工作，大大降低了工人的劳动强度，缓解了工作疲劳，提高了工作效率。本发明克服了本领域的技术偏见，采用一个交流伺服控制器带动多个永磁无刷直流电机的技术方案，解决了成本高的问题，使交流伺服控制器应用到该类产品上成为可能。拓展了其应用范围。

Description

电动器具的动力源及采用该动力源的电动器具
【技术领域】
本发明涉及手持类电动工具、移动类电动工具、园林工具、木工工具类电动器具及其动力源，尤其涉及采用传统串励电机或感应电机作为动力源的手持类电动工具、移动类电动工具、园林工具、木工工具领域。
【背景技术】
手持类电动工具、移动类电动工具、园林工具、木工工具类电动器具的工作都是采用电机将电能转化为机械能，使相关工具转动或移动，来完成相关工作。这类产品目前都是采用串励电机，部分园林工具也采用感应电机。
现有技术存在诸多不可克服的缺陷：
1.一般串励电机的换向器使用寿命只有几百个小时，换向器和碳刷的寿命直接制约着整个产品的寿命；换向器工作时会产生电磁干扰电网或其它无线电设备；串励电机做不到精确的双闭环控制；因为调速功能是用可控硅的导通角来控制电压的，所以串励电机低速时扭矩比较小；串励电机不能实现精确高速刹车。
2.电动器具特别是手持式电动器具本身既包括电机，又包括控制器，重量很重，体积大，增加了工人操作的强度，易造成工作疲劳，影响工作效率。
3.虽然本申请人也想到采用交流伺服控制器加永磁无刷直流电机的结构，但是这样整体的成本较高，如果一个交流伺服控制器带动一个永磁无刷直流电机，以两者成本均为200元计算，其单个产品的成本就需要400元，大大增加了产品成本，且本体成本越低的产品其成本增加越明显。因此，本领域的技术人员也与本申请人一样一直认为上述电动器具上是无法实施该技术的。
【发明内容】
本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种电动器具的动力源及采用该动力源的电动器具，使用该动力源的电动器具使用寿命长，控制精度高，响应高速，能够实现高速刹车。
为实现上述目的，本发明提出了一种采用新型动力源的电动器具，包括分体的动力源和至少两个器具本体，动力源上具有至少两个输出端口，器具本体可插接连接到输出端口上，所述动力源采用交流伺服控制器，动力源的输入端由交流市电供电，器具本体上采用永磁无刷直流电机。
作为优选，动力源上具有4个输出端口，每个输出端口上可连接一个器具本体。
作为优选，动力源上具有5个输出端口，每个输出端口上可连接一个器具本体。
作为优选，动力源上具有6个输出端口，每个输出端口上可连接一个器具本体。
作为优选，所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口。
作为优选，所述永磁无刷直流电机包括电子开关电路、转子位置检测电路和电机本体，所述电子开关电路、电机本体、转子位置检测电路依次构成闭合回路。
作为优选，所述电机本体同轴的外部电枢和内部电枢，外部电枢为固定的定子，内部电枢为可动的转子，转子为永磁体。
为实现上述目的，本发明还提出了一种电动器具的动力源，动力源上具有至少两个输出端口，输出端口上可连接器具本体，所述动力源采用交流伺服控制器，动力源的输入端由交流市电供电。
作为优选，动力源上具有4个或5个或6个输出端口，每个输出端口上可连接一个器具本体。
作为优选，所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口。
本发明的有益效果：①本发明采用交流伺服控制器作为动力源，器具本体上采用永磁无刷直流电机，采用电子换向取代了原来的机械换向器，大大提高了器具的使用寿命。采用精确的双闭环控制，比串励电机更加节能，更安全，更灵活，工作过程中对其他设备无干扰。能够实现精确高速刹车。②本发明将动力源与器具本体分开后，工人只需要手持重量较轻、体积较小的器具本体就能够工作，大大降低了工人的劳动强度，缓解了工作疲劳，提高了工作效率。采用接插式可以实现较远距离的操作，方便了使用。③本发明克服了本领域的技术偏见，将交流伺服控制器与永磁无刷直流电机结合应用，采用一个交流伺服控制器带动多个永磁无刷直流电机的技术方案，解决了成本高的问题，使交流伺服控制器应用到该类产品上成为可能。大大拓展了其应用范围，促进了电动工具、园林工具、木工工具行业的大发展，是对这类行业的革命性变革。
本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
实施例一：
如图1所示，采用新型动力源的角磨机，包括分体的动力源2和至少两个角磨机的器具本体1，动力源2上具有至少两个输出端口21，器具本体1可插接连接到输出端口21上，所述动力源2采用交流伺服控制器，动力源2的输入端由交流市电供电，器具本体1上采用永磁无刷直流电机。动力源2上具有4个或5个或6个输出端口21，每个输出端口21上可连接一个器具本体1。
所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口21。该交流伺服控制器可采用CN1549441A专利中所公开的伺服驱动器。
所述永磁无刷直流电机包括电子开关电路、转子位置检测电路和电机本体，所述电子开关电路、电机本体、转子位置检测电路依次构成闭合回路。所述电机本体同轴的外部电枢和内部电枢，外部电枢为固定的定子，内部电枢为可动的转子，转子为永磁体。电子开关电路主要作用是控制电机本体定子各相绕组的通电顺序和时间，主要由功率管、驱动电路以及转子位置信号处理模块构成。转子位置检测电路主要作用是实时检测转子位置，为换相提供依据。
实施例二：
采用新型动力源的切割机，包括分体的动力源2和至少两个切割机的器具本体1，动力源2上具有至少两个输出端口21，器具本体1可插接连接到输出端口21上，所述动力源2采用交流伺服控制器，动力源2的输入端由交流市电供电，器具本体1上采用永磁无刷直流电机。动力源2上具有4个或5个或6个输出端口21，每个输出端口21上可连接一个器具本体1。
所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口21。该交流伺服控制器可采用CN1549441A专利中所公开的伺服驱动器。
所述永磁无刷直流电机包括电子开关电路、转子位置检测电路和电机本体，所述电子开关电路、电机本体、转子位置检测电路依次构成闭合回路。所述电机本体同轴的外部电枢和内部电枢，外部电枢为固定的定子，内部电枢为可动的转子，转子为永磁体。电子开关电路主要作用是控制电机本体定子各相绕组的通电顺序和时间，主要由功率管、驱动电路以及转子位置信号处理模块构成。转子位置检测电路主要作用是实时检测转子位置，为换相提供依据。
实施例三：
采用新型动力源的割草机，包括分体的动力源2和至少两个割草机的器具本体1，动力源2上具有至少两个输出端口21，器具本体1可插接连接到输出端口21上，所述动力源2采用交流伺服控制器，动力源2的输入端由交流市电供电，器具本体1上采用永磁无刷直流电机。动力源2上具有4个或5个或6个输出端口21，每个输出端口21上可连接一个器具本体1。
所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口21。该交流伺服控制器可采用CN1549441A专利中所公开的伺服驱动器。
所述永磁无刷直流电机包括电子开关电路、转子位置检测电路和电机本体，所述电子开关电路、电机本体、转子位置检测电路依次构成闭合回路。所述电机本体同轴的外部电枢和内部电枢，外部电枢为固定的定子，内部电枢为可动的转子，转子为永磁体。电子开关电路主要作用是控制电机本体定子各相绕组的通电顺序和时间，主要由功率管、驱动电路以及转子位置信号处理模块构成。转子位置检测电路主要作用是实时检测转子位置，为换相提供依据。
实施例四：
采用新型动力源的电链锯，包括分体的动力源2和至少两个电链锯的器具本体1，动力源2上具有至少两个输出端口21，器具本体1可插接连接到输出端口21上，所述动力源2采用交流伺服控制器，动力源2的输入端由交流市电供电，器具本体1上采用永磁无刷直流电机。动力源2上具有4个或5个或6个输出端口21，每个输出端口21上可连接一个器具本体1。
所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口21。该交流伺服控制器可采用CN1549441A专利中所公开的伺服驱动器。
所述永磁无刷直流电机包括电子开关电路、转子位置检测电路和电机本体，所述电子开关电路、电机本体、转子位置检测电路依次构成闭合回路。所述电机本体同轴的外部电枢和内部电枢，外部电枢为固定的定子，内部电枢为可动的转子，转子为永磁体。电子开关电路主要作用是控制电机本体定子各相绕组的通电顺序和时间，主要由功率管、驱动电路以及转子位置信号处理模块构成。转子位置检测电路主要作用是实时检测转子位置，为换相提供依据。
本发明适用于各类手持类电动工具、移动类电动工具、园林工具、木工工具等电动器具。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明简单变换后的方案均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.采用新型动力源的电动器具，其特征在于：包括分体的动力源(2)和至少两个器具本体(1)，动力源(2)上具有至少两个输出端口(21)，器具本体(1)可插接连接到输出端口(21)上，所述动力源(2)采用交流伺服控制器，动力源(2)的输入端由交流市电供电，器具本体(1)上采用永磁无刷直流电机。
2.如权利要求1所述的采用新型动力源的电动器具，其特征在于：动力源(2)上具有4个输出端口(21)，每个输出端口(21)上可连接一个器具本体(1)。
3.如权利要求1所述的采用新型动力源的电动器具，其特征在于：动力源(2)上具有5个输出端口(21)，每个输出端口(21)上可连接一个器具本体(1)。
4.如权利要求1所述的采用新型动力源的电动器具，其特征在于：动力源(2)上具有6个输出端口(21)，每个输出端口(21)上可连接一个器具本体(1)。
5.如权利要求1所述的采用新型动力源的电动器具，其特征在于：所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口(21)。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的采用新型动力源的电动器具，其特征在于：所述永磁无刷直流电机包括电子开关电路、转子位置检测电路和电机本体，所述电子开关电路、电机本体、转子位置检测电路依次构成闭合回路。
7.如权利要求6所述的采用新型动力源的电动器具，其特征在于：所述电机本体同轴的外部电枢和内部电枢，外部电枢为固定的定子，内部电枢为可动的转子，转子为永磁体。
8.电动器具的动力源，其特征在于：动力源上具有至少两个输出端口(21)，输出端口(21)上可连接器具本体(1)，所述动力源采用交流伺服控制器，动力源的输入端由交流市电供电。
9.如权利要求8所述的电动器具的动力源，其特征在于：动力源(2)上具有4个或5个或6个输出端口(21)，每个输出端口(21)上可连接一个器具本体(1)。
10.如权利要求8所述的电动器具的动力源，其特征在于：所述交流伺服控制器包括控制板和功率板，控制板上包括数字信号处理芯片和可编程逻辑芯片，结合数字电路和软件控制，产生高频脉冲调制控制信号，经功率板功率放大后输出到各输出端口(21)。
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