CN107662189B

CN107662189B - 电动工具

Info

Publication number: CN107662189B
Application number: CN201610796957.0A
Authority: CN
Inventors: 陈仕波; 徐谦
Original assignee: Nanjing Deshuo Industrial Co Ltd
Current assignee: Nanjing Chervon Industry Co Ltd
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: CN107662189A

Abstract

本发明公开了一种电动工具，包括：电池包，电池包接口，用于接入所述电池包所提供的直流电；交流电插头，用于接入电网中的交流电；第一驱动电路，电连接至所述电池包接口；第二驱动电路，电连接至所述交流电插头；第一控制模块，用于产生驱动所述第一驱动电路的控制信号；第二控制模块，用于产生驱动所述第二驱动电路的控制信号；电机，包括第一绕组组合，包括若干电连接至所述第一驱动电路的第一类绕组；第二绕组组合，包括若干电连接至所述第二驱动电路的第二类绕组；其中，所述第一类绕组与所述第二类绕组在空间上间隔设置。该电动工具可适配两种不同的电压输入。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及一种电动工具，尤其涉及一种使用交流电源或直流电源供电的电动工具。

背景技术

现有的电动工具包括两类，一类采用交流电源供电，另一类采用直流电源供电。采用交流电源供电的工具通常只能在距离电源插座较近的地方使用，在远离电源插座的工作范围内使用电动工具带来不便。这就需要配置直流电源供电，以便交流电动工具能够在远离电源插座的地方工作。

然而，由于直流电源的电能储备有限，在直流电源电能用尽，如果能够选择连接交流电源使电动工具继续完成工作，将会给用户带来极大便利。

因此，需要一种既能接入交流电源又能接入直流电源的电动工具。

发明内容

本发明采用如下的技术方案：一种电动工具，包括：电池包，电池包接口，用于接入电池包所提供的直流电；交流电插头，用于接入电网中的交流电；第一驱动电路，电连接至电池包接口；第二驱动电路，电连接至交流电插头；第一控制模块，用于产生驱动第一驱动电路的控制信号；第二控制模块，用于产生驱动第二驱动电路的控制信号；电机，包括第一绕组组合，包括若干电连接至第一驱动电路的第一类绕组；第二绕组组合，包括若干电连接至第二驱动电路的第二类绕组；其中，第一类绕组与第二类绕组在空间上间隔设置。

进一步，还包括：检测模块，用于检测交流电插头是否接入交流电；其中，在交流电插头接入交流电时，第一控制模块不产生用于控制第一驱动电路的控制信号。

进一步，还包括：检测模块，用于检测交流电插头是否接入交流电；开关，用于导通或断开电池包接口与第一驱动电路之间的电连接；其中，在交流电插头接入交流电时，检测模块控制开关断开电池包接口与第一驱动电路之间的电连接。

进一步，还包括：位置检测模块，用于检测电机中的转子的位置。

进一步，还包括：信号开关，用于启动第一控制模块或第二控制模块。

另一种电动工具，包括：直流电源模块，用于使电动工具接入直流电源；交流电源模块，用于使电动工具接入交流电源；第一驱动电路，电连接至直流电源模块；第二驱动电路，电连接至交流电源模块；控制器，用于产生驱动第一驱动电路或/和第二驱动电路的控制信号；电机，包括：第一绕组组合，包括若干电连接至第一驱动电路的第一类绕组；第二绕组组合，包括若干电连接至第二驱动电路的第二类绕组；其中，第一类绕组与第二类绕组在空间上间隔设置。

进一步，还包括：检测模块，用于检测交流电源模块是否使电动工具接入交流电源；其中，在交流电源模块接入交流电源时，第一控制模块不产生用于控制第一驱动电路的控制信号。

进一步，还包括：检测模块，用于检测交流电源模块是否使电动工具接入交流电源；开关，用于导通或断开电池包接口与第一驱动电路之间的电连接；其中，在交流电源模块接入交流电源时，检测模块控制开关断开电池包接口与第一驱动电路之间的电连接。

进一步，还包括：信号开关，用于启动或断开第一控制模块或第二控制模块。

附图说明

图1是电动工具的一个实施例的结构示意图；

图2是图1所示电动工具中的电机的剖视图；

图3是图1所示电动工具的电路连接图；

图4a至图4c是电机的绕组连接图；

图5是第一驱动电路的电路连接图。

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。

参考图1至图3所示提供一种电动工具100，具体的，该电动工具为斜锯。斜锯100包括：底座10、工作台20、锯片30、直流电源模块40、交流电源模块50、第一驱动电路61、第二功率模块62、电机70、信号开关80、第一控制模块81、第二控制模块82。

底座10用于支撑工作台20，可将斜锯100平稳地放置于地面或操作平面上。工作台20可转动地连接至底座10，用于放置加工件。锯片30与工作台20通过支架31枢转连接，用于切割加工件。电机70用于提供动力来源，电机70驱动锯片30对放置在工作台20的加工件进行切割。

斜锯100的整体结构与一般的斜锯结构大体相同，这里不再做详细赘述。

参考图2所示的电机70的截面图，电机70包括能驱动锯片30的转子和用于产生驱动转子的磁场的定子。电机70通电时，定子产生磁场驱动转子转动，进而带动与转子连接的锯片切割加工件。具体的，电机70为无刷直流内转子电机。

转子包括转子铁芯731，转子铁芯731设有永磁体732，用于产生磁场，永磁体槽733沿转子铁芯的周向间隔排列，用于放置永磁体732。转子套设在定子内，并与定子之间形成径向间隙。

定子包括：定子铁芯741、第一绕组组合71和第二绕组组合72。定子铁芯741包括环轭部742和多个向环轭部内侧凸出形成的齿部743。各个齿部沿定子铁芯721的周向间隔排布。第一绕组组合71和第二绕组组合72设置在环轭部742的内侧且绕齿部743缠绕。

第一绕组组合71包括若干电连接至第一驱动电路61的第一类绕组。具体的，第一绕组组合71包括三个第一类绕组711、712、713。第一类绕组711的一个接线端711a与第一驱动电路61的一个输出端61a电连接，第一类绕组712的一个接线端712a与第一驱动电路61的一个输出端61b电连接，第一类绕组713的一个接线端713a与第一驱动电路61的另一个输出端61c电连接。

第二绕组组合72包括若干连接至第二驱动电路62的第二类绕组具体的，第二绕组组合72包括三个第二类绕组721、722、723。第二类绕组721的一个接线端721a与第二驱动电路62的一个输出端62a电连接，第二类绕组722的一个接线端722a与第二驱动电路62的一个输出端62b电连接，第二类绕组733的一个接线端733a与第二驱动电路62的另一个输出端62c电连接。

第一绕组组合71与第二绕组组合72在空间上间隔设置。也就是说，第一绕组组合71与第二绕组组合72在定子铁芯741的周向上彼此间隔，第一类绕组位于两个第二类绕组之间。

具体的，第一类绕组711、712、713彼此间隔地缠绕在齿部743上，且第一类绕组711、712、713采用相同的漆包线以相同的缠绕方式缠绕并形成三个对应的接线端711a、712a、713a。第二类绕组721、722、723彼此间隔地缠绕在齿部743上，且第二类绕组721、722、723采用另一漆包线以相同的缠绕方式缠绕并形成对应的绕组接线端721a、722a、723a。由此构成两组接线端以接入不同的三相电压。具体的，第一类绕组711、712、713的匝数和漆包线直径与第二类绕组721、722、723的匝数和漆包线直径不同，以适应接线端接入的不同的三相电压。

参考图4a-4c所示，第一绕组组合71和第二绕组组合72可采用星型或角型连接。

如图4a所示，第一类绕组711、712、713的另一接线端711b、712b、713b彼此连接至一中性点构成星型连接。第二类绕组721、722、723的另一接线端子721b、722b、723b彼此连接至一中性点构成星型连接。

如图4b所示，第一类绕组711、712、713的接线端彼此首尾相连构成角型连接，第二类绕组721、722、723的接线端彼此首尾相连构成角型连接。

如图4c所示，第一类绕组711、712、713的另一接线端711b、712b、713b彼此连接至一中性点构成星型连接。第二类绕组721、722、723的接线端彼此首尾相连构成角型连接。当然，反之亦可。也就是说，第一类绕组711、712、713与第二类绕组721、722、723可采用不同的连接方式形成两组三相接线端以接入不同的电压。

需要说明的是，本实施例中的电机70为四级六槽电机。电机70也可为其它槽数的无刷直流电机，只需满足槽数为6的整数倍，且沿周向彼此间隔设置的第一绕组组合形成能够接入三相电压的接线端和第二绕组组合形成能够接入另一三相电压的接线端即可。当然，该电机70也可以是外转子电机。

直流电源模块40用于接入直流电。具体的，直流电源模块40包括电池包接口41。电池包接口41设置在支架31上，用于接入电池包42所提供的直流电。可在支架31上设置多个电池包接口41，同时插入多个电池包42以并联或串联的方式为电动工具100提供不同电压或电流的直流电。

第一滤波电路87与直流电源模块40电性连接，用于滤除直流电源模块40输入的直流电信号中的杂波。具体的，第一滤波电路87包括滤波电容C1。

交流电源模块50用于接入交流电。具体的，交流电源模块50为一个交流电插头54，用于接入电网中的交流电。在交流电源模块50与电机70之间串接整流电路52，用于将经交流电源模块50接入的电网交流电转换为直流电输出，以为电机70供电。

EMI模块51串联在交流电源模块50与整流电路52之间，用于降低接入的交流电的电磁干扰。

在电池包电量不足时，可通过交流电源模块50接入的电网中的交流电给电池包充电。

第二滤波电路88与整流电路52电性连接，用于滤除整流电路52输出的直流信号中的杂波。具体的，第二滤波电路88包括滤波电容C2。

位置检测模块89与电机70电性连接，用于检测电机70的转子的位置。位置检测模块89的两个输出端分别连接至第一控制模块81和第二控制模块82。具体的，位置检测模块89包括霍尔传感器，设置在转子铁芯上以检测转子转动的位置。当然，也可设置多个位置检测模块89检测转子的位置。

第一驱动电路61与电池包接口41电连接，用于产生使第一绕组组合71产生驱动转子转动的磁场的驱动信号。参考图5所示，第一驱动电路61包括六个功率开关管Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6，这六个功率开关管各自具有的使能端UH、UL、VH、VL、WH、WL作为第一驱动电路61的输入端以接收第一控制模块81的控制信号，第一驱动电路61具有三个输出端61a、61b、61c。输出端61a与第一类绕组的接线端711a连接，输出端61b与第一类绕组的接线端712a连接，输出端61c与第一类绕组的接线端713a连接。

第一控制模块81用于产生驱动所述第一驱动电路61的控制信号。具体的，第一控制模块81依据位置检测模块89检测的转子的位置，输出控制第一驱动电路61中各个功率开关管导通或关断的控制信号，从而将直流电源模块40施加至第一驱动电路61的直流电压供应至第一类绕组71的接线端711a、712a、713a作为三相电压。此外，第一控制模块81还可以脉宽调节的方式调节电机70的转速。

此时，作为可能的一种实现方式，使得第二绕组组合72的接线端721a、722a、723a与直流电源模块40电性连接。或通过判断第二类绕组72的接线端721a、722a、723a之间是否存在反电动势来判断在第一绕组组合71的接线端是否连接良好，电机70工作。或者使得第二绕组组合72与第一绕组组合71间隔循环连接。

第二驱动电路62与交流电插头54电连接，用于产生使第二绕组组合72产生驱动转子转动的磁场的驱动信号。第二驱动电路62与第一驱动电路61的结构相同，也包括六个功率开关管，这六个功率开关管各自具有的使能端UH、UL、VH、VL、WH、WL作为第二驱动电路62的输入端以接收第二控制模块82的控制信号。第二驱动电路62具有三个输出端62a、62b、62c。输出端62a与第二类绕组的接线端721a连接，输出端62b与第二类绕组的接线端722a连接，输出端62c与第一类绕组的接线端723a连接。

第二控制模块82用于产生驱动所述第二驱动电路62的控制信号。具体的，第二控制模块82依据位置检测模块89检测的转子位置，输出控制第二驱动电路61中各个功率开关管导通或关断的控制信号，从而将交流电源模块50施加至第二驱动电路62的直流电压供应至第二类绕组72的接线端721a、722a、723a作为三相电压。此外，第二控制模块82还可以脉宽调节的方式调节电机70的转速。

检测模块53用于检测交流电源模块50是否接入交流电，即检测交流电插头54是否接入交流电。在交流电插头54接入交流电时，第一控制模块81不产生用于控制第一驱动电路61的控制信号。

具体的，在电池包接口41与第一驱动电路61之间串联一开关54，开关54用于导通或断开电池包接口41与第一驱动电路61之间的电连接。交流电插头54接入交流电时，检测模块53控制开关54断开电池包接口41与第一驱动电路61的电连接。具体而言，检测模块53与整流电路52连接，在交流电插头54接入交流电时，检测模块53检测到整流电路52的电流，输出断开电池包接口41与第一驱动电路61的电连接的控制信号至开关54。在检测模块53检测交流电插头54未接入交流电时，输出导通电池包接口41与第一驱动电路61的电连接的控制信号至开关54，此时，直流电源模块40供电。开关54为半导体开关。

这样，在直流电接入模块40接入直流电源且交流电接入模块50接入电网交流电时，断开直流电源模块40与第一驱动电路61的电连接，通过交流电接入模块50接入交流电供电，节约电能。

信号开关80用于启动或断开第一控制模块81或第二控制模块82。具体的，在直流电源模块40供电时，信号开关80启动第一控制模块81而断开第二控制模块82，即第一控制模块81上电，第二控制模块82不上电。此时，仅通过直流电源模块40供电，使得电机70的第一绕组组合71的绕组端接入直流电电压。

在交流电源模块50供电时，信号开关80启动第二控制模块82而断开第一控制模块81，即第二控制模块82上电，第一控制模块81不上电。此时，通过交流电源模块50供电，使得电机70的第二绕组组合72的绕组端接入交流电电压。

为使第一驱动电路61能够响应第一控制模块81输出的控制信号，在第一控制模块81与第一驱动电路61之间串联第一驱动芯片85。第一驱动电路61用于将第一控制模块81输出的控制信号转换为能够被第一驱动电路61所识别的电压信号输出至第一驱动电路61。当然，在一些具体电路结构中，第一驱动芯片85与第一驱动电路61也可组成为整体电路。

同样的，在第二控制模块82与第二驱动电路62之间串联第二驱动芯片86。第二驱动电路62用于将第二控制模块82输出的控制信号转换为能够被第二驱动电路62所识别的电压信号输出至第二驱动电路62。第二驱动芯片86与第二驱动电路62也可组成为整体电路。在另一具体电路结构中，亦可只采用一个驱动芯片分别连接至第一控制模块81和第二控制模块82。

电动工具100还包括第一电源模块83和第二电源模块84。第一电源模块83与直流电源模块40电连接。直流电源模块40接入的直流电经第一电源模块83转化后给第一驱动芯片85和第一驱动电路61供电。第二电源模块84与交流电源模块50或整流电路52电性连接。第二电源模块84用于将整流电路52接入的直流电转换为能够为第二驱动芯片86和第二驱动电路62供电的电源信号。在另一具体电路结构中，亦可只采用一个电源模块分别为第一驱动芯片85、第一驱动电路61、第二驱动芯片86和第二驱动电路62供电。

用户使用电动工具100，仅将电池包接口42接入电池包41，电池包所提供的直流电压施加至第一驱动电路61并经第一驱动电路61供应至第一类绕组71的接线端711a、712a、713a作为三相电压，使得电机70转动。用户仅将交流电插头接入电网中的交流电，交流电所提供的交流电压经整流电路转换为直流电压施加至第二驱动电路62并经第二驱动电路62供应至第二类绕组72的接线端721a、722a、723a作为三相电压，使得电机70转动。这样，电动工具100可适配两种不同的电压，无需复杂的电子开关或机械开关切换两个不同电压的电源供电，通用性良好。

电动工具100不限于斜锯，电圆锯、曲线锯、往复锯、角磨、切割机、割草机等能够接入交流电或直流电的电动工具均可采用上述方案。能够接入两种不同电压的电动工具也可采用上述方案。两种不同电压指两个不同电压的直流电源、两个不同电压的交流电源或一个交流电源与一个直流电源中的一种。

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

1.一种电动工具，包括：

电池包，

电池包接口，用于接入所述电池包所提供的直流电；

交流电插头，用于接入电网中的交流电；

第一驱动电路，电连接至所述电池包接口；

第二驱动电路，电连接至所述交流电插头；

第一控制模块，用于产生驱动所述第一驱动电路的控制信号；

第二控制模块，用于产生驱动所述第二驱动电路的控制信号；

电机，包括

第一绕组组合，包括若干电连接至所述第一驱动电路的第一类绕组；

第二绕组组合，包括若干电连接至所述第二驱动电路的第二类绕组；

其中，所述第一类绕组与所述第二类绕组在空间上间隔设置；

所述第一类绕组的匝数和所述第二类绕组的匝数不同，所述第一类绕组的线直径与所述第二类绕组的线直径不同；

所述第一绕组组合采用星型连接或角型连接中的一种；所述第二绕组组合采用星型连接或角型连接中的一种；

所述电动工具还包括：

检测模块，用于检测所述交流电插头是否接入交流电；

开关，用于导通或断开所述电池包接口与所述第一驱动电路之间的电连接；

信号开关，用于启动所述第一控制模块或所述第二控制模块；

其中，在交流电插头未接入交流电时，所述检测模块控制所述开关导通所述电池包接口与所述第一驱动电路之间的电连接，所述信号开关启动所述第一控制模块以使所述第一控制模块上电，所述电机的第一类绕组接入直流电电压；

在所述交流电插头接入交流电时，所述检测模块控制所述开关断开所述电池包接口与所述第一驱动电路之间的电连接，所述信号开关启动所述第二控制模块以使所述第二控制模块上电，所述电机的第二类绕组接入交流电电压。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

其中，在所述交流电插头接入交流电时，所述第一控制模块不产生用于控制所述第一驱动电路的控制信号。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

位置检测模块，用于检测所述电机中的转子的位置。

4.一种电动工具，包括：

直流电源模块，用于使所述电动工具接入直流电源；

交流电源模块，用于使所述电动工具接入交流电源；

第一驱动电路，电连接至所述直流电源模块；

第二驱动电路，电连接至所述交流电源模块；

控制器，用于产生驱动所述第一驱动电路或/和所述第二驱动电路的控制信号；

电机，包括：

所述第一绕组组合采用星型连接或角型连接中的一种；所述第二绕组组合采用星型连接或角型连接中的一种；所述电动工具还包括：

检测模块，用于检测所述交流电源模块是否接入交流电；

开关，用于导通或断开所述直流电源模块与所述第一驱动电路之间的电连接；

信号开关，用于启动所述控制器；

其中，在所述交流电源模块未接入交流电时，所述检测模块控制所述开关导通所述直流电源模块与所述第一驱动电路之间的电连接，所述信号开关启动所述控制器以使所述控制器上电，所述电机的第一类绕组接入直流电电压；

在所述交流电源模块接入交流电时，所述检测模块控制所述开关断开所述直流电源模块与所述第一驱动电路之间的电连接，所述信号开关启动所述控制器以使所述控制器上电，所述电机的第二类绕组接入交流电电压。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

其中，在所述交流电源模块接入交流电源时，所述控制器不产生用于控制所述第一驱动电路的控制信号。

6.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

位置检测模块，用于检测所述电机中的转子的位置。