CN103348581A - 电动工具 - Google Patents

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Abstract

一种电动工具，包括：具有多个定子绕组的无刷电机，并且无刷电机用于根据施加到多个定子绕组的电压进行旋转，根据无刷电机的旋转产生感应电压；整流电路，用于对AC电压进行整流；平滑电容器，用于将由整流电路所整流的AC电压平滑成具有大于感应电压的最大值以及小于感应电压的最小值的脉冲电压；以及逆变电路，用于执行切换操作，以通过旋转向多个定子绕组输出脉冲电压。

Description

电动工具
技术领域
本发明涉及电动工具。
背景技术
日本专利公布号No.4487836公开了一种电气设备，该电气设备使用逆变电路控制电机以操作连接于电机的端部工具。
发明内容
解决问题的方案
因为上述传统的电动工具包括具有大容量的平滑电容器，所以AC电源的功率因数变差。
此外，为了改善功率因数，也可以想到装备有功率因数改善电路的电动工具。然而，这样的配置增加了电动工具的大小并且增加了成本。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供未装备功率因数改善设置的、能够改善功率因数的电动工具。
为了实现上述以及其他的目的，本发明提供一种电动工具，包括：具有多个定子绕组的无刷电机，并且所述无刷电机用于根据施加到多个定子绕组的电压进行旋转，根据所述无刷电机的旋转产生感应电压；整流电路，用于对AC电压进行整流；平滑电容器，用于将由所述整流电路所整流的AC电压平滑成具有大于所述感应电压的最大值以及小于所述感应电压的最小值的脉冲电压；以及逆变电路，用于执行切换操作，以通过旋转向多个定子绕组输出所述脉冲电压。
优选的是，所述电动工具进一步包括：接收单元，用于接收针对所述逆变电路的指令，以执行所述切换操作；以及控制单元，用于在所述接收单元接收指令时，即使所述脉冲电压小于所述感应电压，仍控制所述逆变电路继续执行所述切换操作。
优选的是，当流过所述无刷电机的电流大于过电流阈值时，所述控制单元阻止所述逆变电路执行所述切换操作。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：无刷电机，其包括：具有多个定子绕组的定子，来自AC电源的AC电压施加到所述多个定子绕组上；以及相对于所述定子能够旋转的转子；根据转子的旋转进行驱动的端部工具；逆变电路，用于即使AC电压小于预设的电压，仍执行切换操作，以通过旋转向多个定子绕组输出脉冲电压。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：电机；电压提供单元，用于向所述电机提供驱动电压；电流检测电路，用于检测流过所述电机的电流；以及控制单元，用于当由所述电流检测电路检测到的电流大于第一电流时，控制所述电压提供单元降低所述驱动电压。
优选的是，当由所述电流检测电路检测到的电流大于比所述第一电流大的第二电流时，所述控制单元控制所述电压提供单元停止提供所述驱动电压。
优选的是，所述电压提供单元将包括多个波纹的脉冲电压作为所述驱动电压提供给所述电机。所述电流检测电路检测流过所述电机的电流的峰值。当由所述电流检测电路所检测的峰值大于所述第一电流时，所述控制单元控制所述电压提供单元降低所述驱动电压，保持所降低的驱动电压直到检测到下一峰值，并且如果所述下一峰值小于所述第一电流，则逐步地增加所降低的驱动电压。
优选的是，所述电压提供单元包括逆变电路。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：电机；电压提供单元，用于向所述电机提供被设定为目标电压的驱动电压；旋转速度检测电路，用于检测所述电机的旋转速度；以及控制单元，用于基于由旋转速度检测单元所检测的旋转速度，改变所述目标电压。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：能够连接至AC电源的电缆；无刷电机，利用从所述AC电源所提供的电力而旋转；端部工具，根据所述无刷电机的旋转而被驱动；电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的电流；以及控制单元，用于当由所述电流检测电路所检测的电流大于预设的电流值时，降低所述无刷电机的驱动电压。
优选的是，当由所述电流检测电路所检测的电流大于预设的电流值时，所述控制单元逐渐地降低所述驱动电压。
优选的是，所述控制单元执行PWM控制以降低所述驱动电压。当由所述电流检测电路所检测的电流大于预设的电流值时，所述控制单元执行具有小于100%的占空比的PWM控制。当由所述电流检测电路所检测的电流小于预设的电流值时，所述控制单元执行具有100%的占空比的PWM控制。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：能够连接至AC电源的电缆；无刷电机，利用来自所述AC电源所提供的AC电而旋转，脉冲电流流过具有AC电的无刷电机；端部工具，根据所述无刷电机的旋转而被驱动；电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的脉冲电流；以及抑制单元，用于抑制流过所述无刷电机的脉冲电流的峰值。
优选的是，所述抑制单元执行PWM控制以抑制流过所述无刷电机的脉冲电流的峰值。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：电机；电压提供单元，用于从DC电压产生驱动电压并且向所述电机提供所述驱动电压；电压检测电路，用于检测所述DC电压；以及控制单元，用于当由所述电压检测电路所检测的DC电压处在预设范围之外时，禁止所述电压提供单元向所述电机提供所述驱动电压。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：电机；整流电路，用于将AC电压转换成整流电压；电压提供单元，用于从所述整流电压产生驱动电压并且向所述电机提供所述驱动电压；电压检测电路，用于检测所述整流电压；以及控制单元，用于当由所述电压检测电路所检测的整流电压处在预设范围之外时，禁止所述电压提供单元向所述电机提供所述驱动电压。
优选的是，所述电压检测电路检测所述整流电压的峰值。当由所述电压检测电路所检测的整流电压处在所述预设范围之外时，所述控制单元禁止所述电压提供单元向所述电机提供所述驱动电压。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：能够连接至AC电源的电缆；电压提供单元，用于从所述AC电源所提供的电力产生驱动电压；无刷电机，用于利用所述驱动电压而旋转；端部工具，用于根据所述无刷电机的旋转而被驱动；电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的电流；以及控制单元，用于执行PWM控制以控制所述电压提供单元。当由所述电流检测电路所检测的电流大于第一电流值时，所述控制单元基于由所述电流检测电路所检测的电流与所述第一电流值之间的差异，确定所述PWM控制的占空比。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：能够连接至AC电源的电缆；电压提供单元，用于从所述AC电源所提供的电力产生驱动电压；无刷电机，用于利用所述驱动电压而旋转；端部工具，用于根据所述无刷电机的旋转而被驱动；电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的电流；以及控制单元，用于执行PWM控制以控制所述电压提供单元。当所述驱动电压大于第一电压值时，所述控制单元减少所述PWM控制的占空比。
本发明的另一方面提供一种电动工具，包括：能够连接至AC电源的电缆；电压提供单元，用于从所述AC电源所提供的电力产生驱动电压；无刷电机，用于利用所述驱动电压而旋转；端部工具，用于根据所述无刷电机的旋转而被驱动；电压检测电路，用于检测所述驱动电压；以及控制单元，用于执行PWM控制以控制所述电压提供单元。当由电压电路所检测的电压大于第一电压值时，所述控制单元基于由所述电压检测电路所检测的电压与所述第一电压值之间的差异，确定所述PWM控制的占空比。
附图说明
图1是根据本发明的第一实施例的电动工具的电路图。
图2是包括波纹的脉冲电压的示意图。
图3是示出当使用小电容的平滑电容器时，电流的改变的示意图。
图4是示出根据本发明的第一实施例的用于逆变电路的操作的电流路径的示意图。
图5是示出当停止逆变电路时，电流的改变的示意图。
图6是示出流过电机的电流和整流电压之间的关系的示意图。
图7是示出用于AC电压的峰值电压的阈值的示意图。
图8是根据本发明的第二实施例的禁止控制的流程图。
图9是示出电压和目标占空比之间关系的示意图。
图10是根据本发明的第二实施例的控制的示意图。
图11是根据本发明的第二实施例的第一变型例的电动工具的电路示意图。
图12是根据本发明的第二实施例的第二变型例的电动工具的电路示意图。
图13是示出负载和电流之间的关系的示意图。
图14是示出根据本发明的第三实施例的控制的示意图。
图15是根据本发明的第三实施例的控制的流程图。
图16是当执行根据本发明的第四实施例的控制时，目标占空比和旋转速度之间的关系的示意图。
图17是示出根据本发明的第四实施例的控制的示意图。
图18是根据本发明的第四实施例的控制的流程图。
图19是示出当执行用于AC电源的根据第三实施例的控制时，电流的波形的示意图。
图20是示出根据本发明的第五实施例的控制的示意图。
图21是示出根据本发明的第五实施例的控制的流程图。
图22是示出根据本发明的第六实施例的控制的示意图。
图23是示出根据本发明的第六实施例的控制的流程图。
参考符号列表
1A-1E  电动工具
5  电机
8  逆变电路
10  整流电路
11  平滑电容器
实现本发明的最佳实施方式
下文中，参考图1至图5将描述根据本发明第一实施例的电动工具1A。
图1是根据第一实施例的电动工具1A的电路图。如图1所示，电动工具1包括触发开关（本发明的接收单元）3、控制电路电压提供电路（在图1中称作“CVS”）4、电机5、转子位置检测元件6、控制器7、逆变电路（本发明的逆变电路和电压提供单元）8、正常模式滤波器9、整流电路10以及平滑电容器11。
当操作了触发开关3时，通过整流电路10和平滑电容器11对从商业电源2输出的AC电压进行整流和平滑，并且将该AC电压经由逆变电路8提供给电机5。此外，当操作了触发开关3时，控制电路电压提供电路4生成控制电路驱动电压（本实施例中的15V）并且将控制电路驱动电压提供给控制器7。
电机5是三相无刷DC电机，并且包括转子5A和定子5B。转子5A是由包括多组（本实施例中的两组）N极和S极的永磁铁所构成。定子5B是由通过星连接而连接的三相定子绕组U、V和W所组成。电机5（转子5A）通过顺序地切换电流流过的定子绕组U、V和W进行旋转。稍后将描述定子绕组U、V和W的切换。
在转子5A的圆周方向中具有预定间隔（例如，60度的角度）将转子位置检测元件6安置在面对转子5A的永磁铁的位置处。转子位置检测元件6根据转子6A的旋转位置输出信号。
控制器7包括电机电流检测电路（本发明的电流检测单元）（在图1中称作“MCD”）71、整流电压检测电路（本发明的电压检测单元）（在图1中称作“RVD”）72、控制电路电压检测电路（在图1中称作“CVD”）73、切换操作检测电路（在图1中称作“SOD”）74、应用电压设置电路（在图1中称作“AVS”）75、转子位置检测电路（在图1称作“RPD”）76、电机旋转速度检测电路（本发明的旋转速度检测单元）（在图1称作“RSD”）77、运算部（本发明的控制单元）78、控制信号输出电路（在图1中称作“CSO”）79以及AC输入电压检测电路（在图1中称作“AVD”）80。
AC输入电压检测电路80检测从商业电源2输出的AC电压的峰值，并且将峰值输出给运算部78。在本实施例中，在可以检测到充分地接近真实峰值的值的采样周期中检测AC电压。
电机电流检测电路71检测提供给电机5的电流，并且向运算部78输出电流。整流电压检测电路72检测从整流电路10以及平滑电容器11输出的电压，并且向运算部78输出该电压。控制电路电压检测电路73检测从控制电压提供电路4提供的控制电路驱动电压，并且向运算部78输出该驱动电压。切换操作检测电路74检测是否操作了触发开关3，并且向运算部78输出检测结果。应用电压设定电路75检测触发开关3的操作数量，并且向运算部78输出该操作数量。
转子位置检测电路76基于来自转子位置检测元件6的信号来检测转子6A的旋转位置，并且向电机旋转速度检测电路77和运算部78输出该旋转位置。电机旋转速度检测电路77基于来自转子位置检测电路76的信号来检测转子6A的旋转速度，并且向运算部78输出该旋转速度。
运算部78基于来自转子位置检测电路76以及来自电机旋转速度检测电路77的信号来生成切换信号H1-H6，并且向控制信号输出电路79输出该切换信号H1-H6。此外，运算部78基于来自应用电压设定电路75的信号将切换信号H4-H6调整为脉冲宽度调制信号（PWM信号），并且向控制信号输出电路79输出该PWM信号。经由控制信号输出电路79向逆变电路8输出切换信号H1-H6。应注意的是，控制器7可以被配置成将切换信号H1-H3调整为PWM信号。
逆变电路8包括开关元件Q1-Q6。开关元件Q1-Q6的每个栅极与控制信号输出电路79相连，并且开关元件Q1-Q6的每个漏极或者源极与定子5B的定子绕组U、V和W相连。
开关元件Q1-Q6基于从控制信号输出电路79输入的切换信号H1-H6执行切换操作，将应用到逆变电路8的电池组20的DC电压更改为三相（U相、V相和W相）电压Vu、Vv和Vw，并且分别地向定子绕组U、V和W提供三相电压Vu、Vv和Vw。
具体地，将切换信号H1-H6分别地输入至开关元件Q1-Q6。对于该操作，控制被加电的定子绕组U、V和W，即控制转子5A的旋转方向。此时，利用也可以是PWM信号的切换信号H4-H6来控制应用到定子绕组U、V和W的电功率的数量。
对于上述配置，电动工具1A可以根据触发开关3的操作数量向电机5提供驱动电压。
在此，因为传统的电动工具包括具有大容量的平滑电容器，所以AC电源的功率因数变差。此外，为了提高功率因数，还可以想到装备有功率提高电路的配置。然而，这样的配置增加了电动工具的大小并且增加了成本。
另一方面，具有小容量的平滑电容器不能够完全地对从整流电路10输出的AC电压进行平滑。结果是，从平滑电容器输出包括波纹的脉冲电压（例如，图2（b））的脉冲电压。
当电机5旋转时，在电机5中产生感应电压。为了电机5，需要将比感应电压大的电压应用于电机5。这样，如果将脉冲电压应用于电机5，那么在脉冲电压的幅值小于感应电压的部分Y（图3）中不能够驱动电机5。即如图4（a）所示，在脉冲电压的幅值大于等于感应电压的部分X中，电流在电动工具1A中流过。相反，如图4（b）所示，在脉冲电压的幅值小于感应电压的部分Y中，在电动工具1A中未流过电流。
然而，通过设计，根据本实施例的电动工具1A使用具有小容量的平滑电容器11，其输出具有比感应电压大的最大电压以及比感应电压小的最小电压的脉冲电压，以生成部分Y。在下文中，将描述根据本实施例的电动工具1A使用具有小容量的平滑电容器11的原因。
图2（a）示出了在其中波纹为100%的电压波形，图2（b）示出了在其中波纹为50%的电压波形，并且图2（c）示出了在其中波纹为0%的电压波形。如图2所示，随着平滑电容器11的容量的增加，波纹的比率下降。在本实施例中，基于（波纹的比率和平滑电容器11的容量之间的）这种关系和感应电压两者，来确定平滑电容器11的容量。在下文中，将描述从平滑电容器11输出的包括100%波纹的脉冲电压的情况。
如上所述，在部分Y中，电流未在电动工具1A中流过。然而，一旦在部分X中驱动了电机5，那么电机5由于惯性可以在部分Y中继续旋转。因此，如果电机5在部分X被循环驱动，即使在部分Y不被驱动，电机5也可以继续旋转。因此，根据本实施例的电动工具1A未装备功率因数提高电路而装备了具有小容量的平滑电容器11，从而可以提高功率因数，该平滑电容器11输出具有比感应电压大的最大电压以及比感应电压小的最小电压的脉冲电压，以生成部分Y。
此外，为了节省能量，可以想到这样的控制：停止在脉冲电压的幅值比感应电压小的部分Y中的逆变电路8的操作。
然而，如果在部分Y中停止了逆变电路8，那么在停止了逆变电路8之后，存储在电机5的定子绕组U、V和W中的能量立即地反向地流向部分Z（图5）的平滑电容器11（图4（c））。结果是，平滑电容器11的电压迅速地增加了，这可以引起平滑电容器11的毁坏以及质量的下降。
因此，在本实施例中，当操作了触发开关3时，控制逆变电路8而甚至在脉冲电压的脉冲电压的幅值比感应电压小的部分Y中也不停止操作。该控制可以阻止存储在电机5的定子绕组U、V和W中的能量反向地流向平滑电容器11，并且阻止平滑电容器11的电压迅速地增加。因此，可以阻止平滑电容器11的毁坏以及质量的下降。
然而，如果由电机电流检测电路71所检测的电流超过了过流阈值，那么可以控制逆变电路8以停止操作。
此外，也可以在未装备平滑电容器11的结构中使用不停止逆变电路8而操作触发开关3的上述控制。
接着，参考图6至图10将描述根据本发明第二实施例的电动工具1B。电动工具1B具有与根据第一实施例的电动工具1A相同的电路配置（图1）。因此，省略对电路配置的描述。
逆变电路8需要由在可使用范围R1之中的电压（图7）（例如，大约110V至200V的整流电压、大约80V至120V的AC输入电压的有效值、大约120V至140V的AC输入电压的最大（峰）值）来驱动。图6（a）示出在通常条件下流过电机5的电流和从整流电路10输出的整流电压之间的关系。然而，如图6（b）所示，如果流过电机5的电流大，那么从电路中的L组件所生成的电压可以叠加到从整流电路10所输出的整流电压上。如果该电压没有落入逆变电路8的可使用范围R1之中，那么将毁坏逆变电路8。
因此，如果向逆变电路8（运算部78）提供了落入到可使用范围R1中的预设的范围R2之外的电压（图7），那么本实施例的电动工具1B禁止（限制）向电机5提供电源。
例如，如图7所示，如果由AC输入电压检测电路80所检测的峰值电压V1落入了小于等于电压阈值A（例如，120V）的禁止范围R3之中，或者落入了大于等于电压阈值B（例如，140V）的禁止范围R4之中，那么将向开关元件Q4-Q6输出的PWM信号H4-H6的PWM占空比设置为零，从而禁止向电机5提供电源。因此，可以阻止逆变电路8的故障。
此外，在本实施例中，虽然在图中未示出，但是如果由整流电压检测电路72所检测的整流电压V2小于等于电压阈值C（例如，110V），或者大于等于电压阈值D（例如，200V），为了保护逆变电路8，则禁止向电机5提供电源。
此外，在本实施例中，虽然在图中未示出，但是如果由控制电路电压检测电路73所检测的控制电压V3小于等于电压阈值E（例如，10V，未示出），或者大于等于电压阈值F（例如，20V，未示出），为了保护运算部78，则禁止向电机5提供电源。
在此，参考图8将描述由运算部78所执行的上面提及的禁止控制。图8是根据本实施例的禁止控制的流程图。当打开了电动工具1B的电源开关（未示出）时，开始流程图。
首先，运算部78确定由AC输入电压检测电路80所检测的峰值电压V1是否小于等于电压阈值A，或者大于等于电压阈值B（S101）。
如果峰值电压V1小于等于电压阈值A，或者大于等于电压阈值B（S101：是），则将PWM信号H4、H5和H6的目标占空比Dt设定为0%，因此禁止向电机5提供电源（S102）。这阻止向逆变电路8供应在可使用范围R1之外的电压。
另一方面，如果峰值电压V1大于电压阈值A并且小于电压阈值B（S101：否），则运算部78接着确定由整流电压检测电路72所检测的整流电压V2是否小于等于电压阈值C，或者大于等于电压阈值D（S103）。
如果整流电压V2小于等于电压阈值C，或者大于等于电压阈值D（S103：是），则将PWM信号H4、H5和H6的目标占空比Dt设定为0%，因此禁止向电机5提供电源（S102）。这阻止向逆变电路8供应在可使用范围之外的电压。
另一方面，如果整流电压V2大于电压阈值C并且小于电压阈值D（S103：否），则运算部78接着确定由控制电路电压检测电路73所检测的控制电压V3是否小于等于电压阈值E，或者大于等于电压阈值F（S104）。
如果控制电压V3小于等于电压阈值E，或者大于等于电压阈值F（S104：是），则将PWM信号H4、H5和H6的目标占空比Dt设定为0%，因此禁止向电机5提供电源（S102）。这阻止向运算部78供应在可使用范围之外的电压。
如果控制电压V3大于电压阈值E并且小于电压阈值F（S104：否），则运算部78接着确定触发开关3是否已打开（S105）。
如果触发开关3未打开（S105：否），则运算部78返回到S101。如果触发开关3已打开（S105：是），则运算部78接着确定峰值电压V1是否大于等于电压阈值G（S106）。
在此，如图7所示，如果峰值电压V1落入小于电压阈值B并且大于等于电压阈值G（例如，105V）的阻止范围R5，则逆变电路8在此时未毁坏。然而，在该范围R5中，如果电流增加或者产生了噪声，则峰值电压V1可以很容易地脱离预设的范围R2。
因此，在本实施例中，如果峰值电压V1大于等于电压阈值G（S106：是），则运算部78将目标占空比Dt设定为小于100%的值（S107）并且返回到S101。具体地，如图9所示，运算部78将目标占空比Dt设定为由Dt=（V1/G）x100所表示的值，并且返回到S101。对于该操作，如图10所示，如果峰值电压V1大于等于电压阈值G，则可以减少供应到逆变电路8和运算部78的电压。
此外，通常地，如果电流增加，则由于电路的L组件的作用，电压也增加。然而，通过如上所述的减少占空比，电流也减少了。因此，也可以阻止整流电压的上升。
对于整流电压V2，如果整流电压V2大于等于电压阈值H（例如，170V）则也通过同样执行类似的控制，来减少供应到逆变电路8和运算部78的电压。这可以阻止由于高电压输入引起的电机的旋转速度的增加，这引起机械部分和电机部分中的机械损坏。
另一方面，如果峰值电压V1小于电压阈值G（S106：否），则运算部78将目标占空比Dt设定为100%（S108）并且返回到S101，因为峰值电压V1落入了正常范围R6。
用这种方法，在本实施例的电动工具1B中，设定落入到可使用范围R1的预设范围R2，并且如果将在预设的范围R2之外电压提供给逆变电路8（运算部78）则禁止向电机5提供电源。这可以阻止将可使用范围R1之外的电压提供给逆变电路8（运算部78），因此阻止逆变电路8（运算部78）的故障。
此外，在本实施例的电动工具1B中，在电机5被驱动的情况下，如果向逆变电路8（运算部78）提供的电压落入预设范围R2但是在正常范围R6之外，即电压落入阻止范围R5之中，则执行降低电压的控制。这可以阻止向逆变电路8（运算部78）提供在可使用范围之外的电压。
应注意的是，尽管在上述的实施例中，将来自商业电压2的AC电源转换成DC电源，并且接着提供给逆变电路8，但是如图11所示可以将来自电池包20的DC电流直接地提供给逆变电路8。在这种情况中，提供电池电压检测电路（本发明的电压检测单元）（在图11中称作“BVD”）81来替代图1中所示的整流电压检测电路72。并且，如果由电池电压检测电路81所检测的电压或者由控制电路电压检测电路73所检测的电压处在预设范围之外，则禁止向电机5提供电源。
此外，如图12所示，为了对电池包20的电压进行升压，可以想到提供升压电路电压提供电路（在图11中称作“BVS”）40和升压电路电压检测电路（在图11中称作“BVC”）82，来替代图11中所示的控制电路电压提供电路4和控制电路电压检测电路73。在该配置中，将由升压电路电压提供电路40所升压的电压提供给运算部78。在该配置中，如果由电池电压检测电路81所检测的电压或者由升压电路电压检测电路82所检测的电压处在预设范围之外，则禁止向电机5提供电源。
此外，尽管在上述实施例中，确定禁止向电机5提供电源用于在多个位置的每个电压。然而，禁止向电机5提供电源也可以基于多个位置的任一位置处的电压来确定。
接着，参考图13至图15将描述根据本发明第三实施例的电动工具1C。电动工具1C具有与根据第一实施例的电动工具1A相同的电路配置（图1）。因此，省略对电路配置的描述。
如图13所示，流过电机5的电流与应用到电机5的负载成比例。当大电流流过电机5（在电机5上应用大负载）时，可以毁坏电机5。
因此，如图14所示，根据第三实施例的电动工具1C执行用于将目标电流It设定成小于过流阈值Ith的控制，并且如果由电机电流检测电路71所检测的电流比目标电流It大，那么减少输出到开关元件Q4-Q6的PWM信号H4-H6的PWM占空比。利用这种构造，阻止比目标电流It大的电流流过电机5，因此阻止过电流流过电机5。此外，因为由于过电流而导致电机5停止的可能性降低了，所以可以确保平滑操作。此外，还可以保护容易受到过电流损坏的逆变电路8。
在此，参考图15将详细描述由运算部78所执行的上述提及的控制。图15是根据第三实施例的电压控制的流程图。当打开了触发开关3时，开始流程图。
首先，运算部78从电机电流检测电路71获取流过电机5的电流I（S201），并且确定电流I是否大于过电流阈值Ith（S202）。
如果电流I大于过电流阈值Ith（S202：是），则运算部78将PWM信号H4-H6的目标占空比Dt设定为0%，因此停止向电机5提供电源（S203）。利用该操作，阻止了过电流流过电机5。
另一方面，如果电流I小于等于过电流阈值Ith（S202：否），则运算部78接着确定电流I是否比目标电流It大（S204）。
如果电流I小于等于目标电流It（S204：否），则运算部78设定（增加）目标占空比Dt用于将电流I增加到目标电流It（S205）并且返回到S201。
具体地，运算部78基于如下等式（1）：Dt=（It-I）x P+D（P是反馈增益，并且D是电流占空比）设定目标占空比Dt，并且向目标占空比Dt增加Da%的占空比。通过用这种方法增加Da%的占空比，可以防止过大的浪涌电流流过电动机5。
另一方面，如果电流I大于目标电流It（S204：否），则运算部78减少目标占空比Dt以减少目标电流It（S205）并且返回到S201。
用这种方法，在根据第三实施例的电动工具1C中，如果流过电机5的电流I大于目标电流It，则减少目标占空比Dt。因此，因为流过电机5的电流小于目标电流It，所以可以阻止过电流流过电机5。此外，因为由于过电流而导致电机5停止的可能性降低了，所以可以确保平滑操作。此外，还可以保护容易受到过电流损坏的逆变电路8。
应注意的是，在上述实施例中，如果电流I大于目标电流It，则目标占空比Dt是以常数速率（Da%）减少。然而，还可以根据电流I改变减少速率。
此外，在上述实施例中，如果电流I大于过电流阈值Ith，则停止向电机5提供电压。然而，如果在预设的期间或者更长的时间内电流I大于目标电流It并且小于等于过电流阈值Ith，则可以停止向电机5提供电压。在这种情况下，可以取决于电机5以及逆变电路8对于过电流的易损性来改变该期间。
接着，参考图16至图18将描述根据本发明第四实施例的电动工具1D。电动工具1D具有与根据第一实施例的电动工具1A相同的电路配置（图1）。因此，省略对电路配置的描述。
如果在电机5的旋转速度低的情况下和在电机5的旋转速度高的情况下向电机5提供相同的电压，那么在旋转速度低的情况下，较大电流流过电机5。另一方面，目标占空比Dt的改变需要花费一些时间，以反映在电流值中。因此，当电机5的旋转速度低时，即使执行了根据第三实施例的控制，也可能来不及控制并且过电流流过电机5。
因此，如图16所示，在本实施例中，根据电机5的的旋转速度，改变目标占空比Dt。具体地，当电机5的旋转速度低时，将目标占空比Dt设定为小值，以便于不向电机5提供大电压。如图17所示，利用该操作，当电机5的旋转速度低时，可以阻止大电流流过电机5。因此，可以适当地阻止过电流通过电机5。
接着，参考图18将描述根据本实施例的控制。图18是根据本实施例的电压控制的流程图。当打开触发开关3时，流程图开始。应注意的是，步骤S301-S303与图15中的步骤S201-S203相同，并且因而省略描述。
如果电流I小于等于过电流阈值Ith（S302：否），那么运算部78从电机旋转速度检测电路77获取电机5的旋转速度N（S304）。接着，运算部78基于旋转速度N设定目标电流Ith和目标占空比Dt，用于将电流I增大到目标电流It（S305），并且返回到S301。如图16所示，在本实施例中，当旋转速度为0rpm至预设的rpm时，目标占空比Dt成比例地增加到100%，并且当旋转速度大于预设的rpm时，目标占空比Dt固定为100%。
利用这种方法，在根据第四实施例的电动工具1D中，根据电机5的旋转速度改变目标占空比Dt。利用该操作，当电机5的旋转速度低时，不向电机5提供大电压。因此，可以适当地阻止过电流通过电机5。
接着，参考图19至图21将描述根据本发明的第五实施例的电动工具1E。电动工具1D具有与根据第一实施例的电动工具1A相同的电路配置（图1）。因此，省略对电路配置的描述。
在第一实施例中，使用了具有小容量的平滑电容器23。特别地，当容量小于等于10uF（微法）时，可以从平滑电容器23输出包括波纹的脉冲电压。
如果利用具有小容量的平滑电容器23执行根据第三实施例的控制，则如图19所示，在电流I变得比目标电流It大之后，电流I开始降低。
然而，在根据第三实施例的控制中，在电流I降低到小于等于目标电流It的值之后，目标占空比Dt立即增加。因此，如图19所示，即使在一个波纹中电流I降低到小于等于目标电流It的值时，在下一个波纹中电流I又超过目标电流It。换句话说，超过目标电流It的电流以AC（交流）的每个周期流过电机5。结果是，由于过电流可以使电机5停止，或者至少在电机5中产生不必要的热量。
因此，如图20所示，根据本实施例的电动工具1E确定峰值电流Ip是否大于目标电流It，当峰值电流Ip大于目标电流It时，减少目标占空比Dt，从而即使电流I降低到小于等于目标电流It的值，仍保持降低的占空比Dt直到检测到下一峰值电流Ip，并且如果峰值电流Ip小于目标电流It则逐步地增加占空比Dt。利用该操作，在AC的每个循环中阻止了超过目标电流It的电流流过电机5。
应注意的是，在本实施例中使用0.47uF（微法）的电容器。如果使用了这样的电容器，可以产生包括大波纹的大脉冲电压。例如，如果波纹大于等于70%，则可以认为生成了大脉冲。波纹的大小是由（dV/V*）x100%所表示（V*是输入到电动工具1E的最大电压，并且dV是电压改变的速率）。
在此，参考图21将详细描述根据本实施例的控制。图21是示出根据本实施例的电压控制的流程图。当触发开关3打开时，流程图开始。应注意的是，步骤S401-S403与图15中的步骤S201-S203相同，并且因此省略描述。
如果电流I（t）小于等于过电流阈值Ith（S402：否），则运算部78确定电流I（t）是否小于之前的电流I（t-1）（S404）。
如果电流I（t）大于等于之前的电流I（t-1）（S404：否），则运算部78将电流I（t）作为之前的电流I（t-1）进行存储（S405），并且返回S401。
另一方面，如果电流I（t）小于之前的电流I（t-1）（S404：是），则运算部78将之前的电流I（t-1）指定为峰值电流Ip（S406）。应注意的是，在本实施例中，在采样周期中检测电流I（t），以便于可以检测到充分地接近于真实峰值电流的值。
接着，运算部78确定峰值电流Ip是否大于目标电流It（S407）。
如果峰值电流Ip小于等于目标电流It（S407：否），则运算部78设定目标占空比Dt用于将峰值电流Ip增大到目标电流It（S408），并且返回到S401。
另一方面，如果峰值电流Ip大于目标电流It（S407：是），则运算部78降低目标占空比Dt以降低目标电流It（S409），并且返回到S401。
如上所述，根据本实施例的电动工具1E确定峰值电流Ip是否大于目标电流It，当峰值电流Ip大于目标电流It时，减少目标占空比Dt，即使电流降低到小于等于目标电流It的值，保持降低的占空比Dt直到检测到下一峰值电流Ip，并且如果峰值电流Ip小于目标电流It则逐步地增加占空比Dt。利用该操作，在AC的每个循环中阻止了超过目标电流It的电流流过电机5。
接着，参考图22和图23将描述根据本发明第六实施例的电动工具1F。电动工具1F具有与根据第一实施例的电动工具1A相同的电路配置（图1）。因此，省略对电路配置的描述。
在第六实施例中，同时地实现了第三实施例和第四实施例。具体地，根据电机5的旋转速度改变目标占空比Dt，并且接着，如果电流I大于目标电流It，则减少目标占空比Dt。
在这种情况下，如图22所示，运算部78设定目标占空比Dt以便于不向电机5提供大电压同时电机5的旋转速度低，并且在电机5的旋转速度变成大于等于预定值时，将占空比固定为100%。在将占空比固定为100%之后，如果电流I变成大于目标电流It，则预算部78降低目标占空比Dt。
在此，参考图23将详细描述根据第六实施例的控制。图23是示出根据第六实施例的控制的流程图。当触发开关3打开时，流程图开始。
首先，运算部78从电机电流检测电路71获取流过电机5的电流I（S501），并且确定电流I是否大于过电流阈值Ith（S502）。
如果电流I大于过电流阈值Ith（S502：是），则运算部78将PWM信号H4、H5和H6的目标占空比Dt设定为0%，因此停止向电机5提供电源（S503）。
另一方面，如果电流I小于等于过电流阈值Ith（S502：否），那么运算部78从电机旋转速度检测电路77获取电机5的旋转速度N（S504）并且基于旋转速度N设定目标电流It和目标Dt（S505）。
接着，运算部78确定电流I是否大于在S505中所设定的目标电流It（S506）。
如果电流I小于等于目标电流It（S506：否），则运算部78增加目标占空比Dt（S507），并且返回到S501。
另一方面，电流I大于目标电流It（S506：是），则运算部78减少目标占空比Dt（S508），并且随后返回到S501。
用这种方法，通过同时地实现第三实施例和第四实施例，可以更有效地防止过电流流过电机5。
应注意的是，在上述实施例中，如果电流I大于目标电流It，则目标占空比Dt是以常数减少速率（Da%）减少。然而，还可以根据电流I改变减少速率。
此外，在上述实施例中，如果电流I大于过电流阈值Ith，则停止向电机5提供电压。然而，如果在预设的期间或者更长的时间内电流I大于目标电流It并且小于等于过电流阈值Ith，则可以停止向电机5提供电压。在这种情况下，可以取决于电机5以及逆变电路8对于过电流的易损性来改变该预设的期间。
虽然参考本发明的上述实施例已经详细描述了本发明的电动工具，但是可以清楚的是本领域技术人员在不脱离权利要求的范围的情况下可以做出各种改变和修改。
例如，如果电动工具1A-F是驱动装置，那么在驱动操作的最后可以执行锁定检测。在这种情况下，例如出现如下情况可以执行锁定检测：（1）如果旋转速度N小于等于预设值，（2）如果旋转速度N小于等于预设值并且电流I大于等于预设值，或者（3）如果电流I大于等于预设值持续了预设期间或者更长时间。
此外，可以任意地将电动工具1A-1F中的任何两个或者更多个进行彼此组合。

Claims (20)

1.一种电动工具，包括：
具有多个定子绕组的无刷电机，并且所述无刷电机用于根据施加到多个定子绕组的电压进行旋转，根据所述无刷电机的旋转产生感应电压；
整流电路，用于对AC电压进行整流；
平滑电容器，用于将由所述整流电路所整流的AC电压平滑成具有大于所述感应电压的最大值以及小于所述感应电压的最小值的脉冲电压；以及
逆变电路，用于执行切换操作，以通过旋转向多个定子绕组输出所述脉冲电压。
2.如权利要求1所述的电动工具，进一步包括：
接收单元，用于接收针对所述逆变电路的指令，以执行所述切换操作；以及
控制单元，用于在所述接收单元接收指令时，即使所述脉冲电压小于所述感应电压，仍控制所述逆变电路继续执行所述切换操作。
3.如权利要求2所述的电动工具，其中，当流过所述无刷电机的电流大于过电流阈值时，所述控制单元阻止所述逆变电路执行所述切换操作。
4.一种电动工具，包括：
无刷电机，包括：具有多个定子绕组的定子以及相对于所述定子能够旋转的转子，来自AC电源的AC电压施加到所述多个定子绕组上；
根据转子的旋转进行驱动的端部工具；
逆变电路，用于即使AC电压小于预设的电压，仍执行切换操作，以通过旋转向多个定子绕组输出脉冲电压。
5.一种电动工具，包括：
电机；
电压提供单元，用于向所述电机提供驱动电压；
电流检测电路，用于检测流过所述电机的电流；以及
控制单元，用于当由所述电流检测电路检测到的电流大于第一电流时，控制所述电压提供单元降低所述驱动电压。
6.如权利要求5所述的电动工具，其中，当由所述电流检测电路检测到的电流大于比所述第一电流大的第二电流时，所述控制单元控制所述电压提供单元停止提供所述驱动电压。
7.如权利要求5所述的电动工具，其中，所述电压提供单元将包括多个波纹的脉冲电压作为所述驱动电压提供给所述电机；
其中，所述电流检测电路检测流过所述电机的电流的峰值；并且
其中，当由所述电流检测电路所检测的峰值大于所述第一电流时，所述控制单元控制所述电压提供单元降低所述驱动电压，保持所降低的驱动电压直到检测到下一峰值，并且如果所述下一峰值小于所述第一电流，则逐步地增加所降低的驱动电压。
8.如权利要求5所述的电动工具，其中，所述电压提供单元包括逆变电路。
9.一种电动工具，包括：
电机；
电压提供单元，用于向所述电机提供被设置为目标电压的驱动电压；
旋转速度检测电路，用于检测所述电机的旋转速度；以及
控制单元，用于基于由旋转速度检测单元所检测的旋转速度，改变所述目标电压。
10.一种电动工具，包括：
能够连接至AC电源的电缆；
无刷电机，利用从所述AC电源所提供的电力而旋转；
端部工具，根据所述无刷电机的旋转而被驱动；
电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的电流；以及
控制单元，用于当由所述电流检测电路所检测的电流大于预设的电流值时，降低所述无刷电机的驱动电压。
11.如权利要求10所述的电动工具，其中，当由所述电流检测电路所检测的电流大于预设的电流值时，所述控制单元逐渐地降低所述驱动电压。
12.如权利要求5所述的电动工具，其中，所述控制单元执行PWM控制以降低所述驱动电压，
其中，当由所述电流检测电路所检测的电流大于预设的电流值时，所述控制单元执行具有小于100%的占空比的PWM控制，并且
其中，当由所述电流检测电路所检测的电流小于预设的电流值时，所述控制单元执行具有100%的占空比的PWM控制。
13.一种电动工具，包括：
能够连接至AC电源的电缆；
无刷电机，利用来自所述AC电源所提供的AC电而旋转，脉冲电流流过具有AC电的无刷电机；
端部工具，根据所述无刷电机的旋转而被驱动；
电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的脉冲电流；以及
抑制单元，用于抑制流过所述无刷电机的脉冲电流的峰值。
14.如权利要求13所述的电动工具，其中，所述抑制单元执行PWM控制以抑制流过所述无刷电机的脉冲电流的峰值。
15.一种电动工具，包括：
电机；
电压提供单元，用于从DC电压产生驱动电压并且向所述电机提供所述驱动电压；
电压检测电路，用于检测所述DC电压；以及
控制单元，用于当由所述电压检测电路所检测的DC电压处在预设范围之外时，禁止所述电压提供单元向所述电机提供所述驱动电压。
16.一种电动工具，包括：
电机；
整流电路，用于将AC电压转换成整流电压；
电压提供单元，用于从所述整流电压产生驱动电压并且向所述电机提供所述驱动电压；
电压检测电路，用于检测所述整流电压；以及
控制单元，用于当由所述电压检测电路所检测的整流电压处在预设范围之外时，禁止所述电压提供单元向所述电机提供所述驱动电压。
17.如权利要求16所述的电动工具，其中，所述电压检测电路检测所述整流电压的峰值，并且
其中，当由所述电压检测电路所检测的整流电压处在所述预设范围之外时，所述控制单元禁止所述电压提供单元向所述电机提供所述驱动电压。
18.一种电动工具，包括：
能够连接至AC电源的电缆；
电压提供单元，用于从所述AC电源所提供的电力产生驱动电压；
无刷电机，用于利用所述驱动电压而旋转；
端部工具，用于根据所述无刷电机的旋转而被驱动；
电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的电流；以及
控制单元，用于执行PWM控制以控制所述电压提供单元，
其中，当由所述电流检测电路所检测的电流大于第一电流值时，所述控制单元基于由所述电流检测电路所检测的电流与所述第一电流值之间的差异，确定所述PWM控制的占空比。
19.一种电动工具，包括：
能够连接至AC电源的电缆；
电压提供单元，用于从所述AC电源所提供的电力产生驱动电压；
无刷电机，用于利用所述驱动电压而旋转；
端部工具，用于根据所述无刷电机的旋转而被驱动；
电流检测电路，用于检测流过所述无刷电机的电流；以及
控制单元，用于执行PWM控制以控制所述电压提供单元，
其中，当所述驱动电压大于第一电压值时，所述控制单元减少所述PWM控制的占空比。
20.一种电动工具，包括：
能够连接至AC电源的电缆；
电压提供单元，用于从所述AC电源所提供的电力产生驱动电压；
无刷电机，用于利用所述驱动电压而旋转；
端部工具，用于根据所述无刷电机的旋转而被驱动；
电压检测电路，用于检测所述驱动电压；以及
控制单元，用于执行PWM控制以控制所述电压提供单元，
其中，当由电压电路所检测的电压大于第一电压值时，所述控制单元基于由所述电压检测电路所检测的电压与所述第一电压值之间的差异，确定所述PWM控制的占空比。
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