CN108233697A - 电动工具 - Google Patents

Abstract

一种电动工具，包括：交流电源模块，用于接入来自电网的交流电；无刷电机，包括转子和定子；EMI模块，与交流电源模块电性连接以过滤交流电中的干扰信号；其中，定子包括定子金属区域和绕组；EMI模块包括第一电容，第二电容和第三电容；第一电容的一端连接至交流电源模块的高压端，第一电容的另一端连接至第二电容的一端；第二电容的另一端连接至交流电源模块的低压端；第三电容的一端连接至第一电容和第二电容之间的节点，第三电容的另一端接地；定子金属区域与第一电容和第二电容之间的节点电连接。该电动工具能够接入交流电源，输出性能稳定。

Description

电动工具

技术领域

本发明涉及电动工具，具体涉及能接入直流电源或交流电源的电动工具。

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。由于直流电源所能提供的供电电能有限，对于一些大功率的电动工具而言，需要较大的电能供给，通常通过接入交流市电作为电动工具的动力来源。

由于交流市电的波动，需要设计一种具有稳定输出性能的由交流电源供电的电动工具。

发明内容

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电动工具，包括：交流电源模块，用于接入来自电网的交流电；无刷电机，包括转子和定子；EMI模块，与所述交流电源模块电性连接以过滤所述交流电中的干扰信号；其中，所述定子包括定子金属区域和绕组；所述EMI模块包括第一电容，第二电容和第三电容；所述第一电容的一端连接至所述交流电源模块的高压端，所述第一电容的另一端连接至所述第二电容的一端；所述第二电容的另一端连接至所述交流电源模块的低压端；所述第三电容的一端连接至所述第一电容和所述第二电容之间的节点，所述第三电容的另一端接地；所述定子金属区域与所述第一电容和所述第二电容之间的节点电连接。

进一步，所述定子金属区域通过导线连接至所述第一电容和所述第二电容之间的节点。

进一步，还包括：整流模块，与所述EMI模块电连接以使经所述EMI模块过滤干扰信号的交流电转换为脉动直流电。

进一步，还包括：电容，与所述整流模块电连接以使所述脉动直流电转换为平滑直流电。

进一步，所述电容为电解电容或钽电容。

进一步，还包括：驱动电路，包括多个电子开关，所述电子开关与所述绕组电连接。

进一步，所述驱动电路还包括电容；所述电容分别与所述电子开关并联连接。

进一步，还包括：控制器，用于输出控制所述电子开关导通或断开的控制信号以使电流加载至所述绕组上。

进一步，所述电容为电解电容，所述电解电容的电容值与所述无刷电机的额定功率之比的取值范围为20uF/KW~80 uF/KW。

进一步，所述交流电源模块接入的交流电的电压最大值与所述无刷电机的额定电压之差与所述交流电的电压最大值之比的取值范围为-25%~+25%。

本发明的电动工具在接入交流电供电时具有稳定的输出性能。

附图说明

图1是作为实施例的角磨的结构示意图；

图2是图1所示角磨的电路框图；

图3是图2中的驱动电路图；

图4是电动工具中位置传感器信号与信号区间的对应关系示意图；

图5是一个实施例的无刷电机的各相电压与转子位置的对应关系曲线；

图6是另一个实施例的无刷电机的各相电压与转子位置的对应关系曲线；

图7是转速随转矩变化的曲线图；

图8是相电流随转矩变化的曲线图；

图9是另一驱动电路图；

图10是图2中的EMI模块的电路框图；

图11是图1所示角磨的剖视图。

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和图2所示，角磨100包括：打磨盘10、护罩11、输出轴（未示出）、电机12、把手13、传动机构、壳体14和制动装置15。

打磨盘10用于实现打磨或切割功能。护罩11至少部分覆盖在打磨盘10上以实现防护功能。输出轴用于安装或固定打磨盘10。电机12用于驱动输出轴转动。具体而言，电机包括电机轴，通过传动机构连接输出轴和电机轴，将电机轴的驱动力传递至输出轴。壳体14用于安装或固定电机12。把手13供用户握持。把手13可以作为独立的零件也可以由壳体14形成。壳体14包括头壳141和机壳142。电机12固定至机壳142上。头壳141用于安装传动机构。电源线16用于接入交流电源。角磨100还包括操作开关16用于启动或关闭电机12。当操作开关16触发时电机12启动，当操作开关51被释放时电机23关闭。操作开关51设置于把手50。制动装置15设置在把手和电机之间，能够快速制动电机轴。用户在需要停止打磨盘10的转动时，制动装置15使电机12在短时间内停止，避免危险发生。

参考图2所示的电机驱动系统200的结构框图。电机驱动系统200包括：交流电源模块20、EMI模块21、整流模块22、电解电容30、电源模块23、驱动芯片31、驱动电路32、控制器33和位置检测模块34。

交流电源模块20用于接入电机12工作所需的交流电源。具体的，交流电源模块20包括可接入交流电的交流电插头，以接入来自电网的交流电。其中，交流电的电压取值范围为85V~265V。作为具体实施方式的一种，接入的交流电的电压取值范围为110V~130V。作为具体实施方式的另一种，接入的交流电的电压取值范围为210V~230V。其中，电机12为无刷电机，更具体的，电机12为三相无刷直流电机。

整流模块22用于将交流电源模块20输入的交流电整流后转化为脉动直流电输出。具体而言，整流模块22包括由四个二极管组成的整流桥，利用二极管二极管的单向导电性和管压降将交流电转换成同一方向的脉动直流电输出。

为降低电磁干扰对电路的影响，在交流电源模块20和整流模块22之间串联EMI模块21。参考图10所示，EMI模块包括第一电容C21、第二电容C22和第三电容C23，其中，第一电容C21的一端连接至交流电源模块20的高压端，另一端与第二电容C22的一端连接，第二电容C22的另一端与交流电源模块20的低压端连接。第三电容C23的一端连接至第一电容C21和第二电容C22连接的节点O上，另一端接地。也即第一电容C21、第二电容C22和第三电容C23构成Y电容连接。电机定子121与节点O电性连接。具体的，电机12的定子金属区域与节点O电性连接。更具体的，电机12的定子金属区域通过导线123连接至节点O，也即使得定子金属区域通过第三电容C23接地，从而降低电磁干扰对电机12的影响。作为实施方式的一种，第三电容C23接地指接入整流模块的输出低压端，也即接入整流模块输出的脉动直流电的电压低压端。

需要说明的是，这里的定子金属区域指定子中除去定子绕组的包含金属材料的区域。例如，由多个硅钢片叠加形成的定子铁芯122（如图11所示）或其它的由金属材料形成的部件等。

这样，将电动工具中电路板上产生的电磁干扰通过第三电容引到电机定子，减少了电磁干扰，在满足EMI安全标准的同时，相比于采用其它方案如特殊材料吸收EMI干扰，具有成本低廉、方案简单可靠的优势。

电解电容30与整流模块22电性连接，整流模块22输出的脉动直流电经电解电容30滤波转化为平滑直流电输出，以降低脉动直流电中的谐波干扰。具体而言，电解电容30的容值与电机12的额定功率之比的取值范围为：（20~80）uF/KW。这样可节约空间，保证在硬件电路中不存在物理尺寸较大的电容元件。

作为具体实施方式的一种，EMI模块21、整流模块22、电解电容30位于电路板上，电解电容在电路板的最大平面的投影面积与所述电路板的最大平面的总面积之比的取值范围为：1/50~1/15。

为保证电机的平稳输出，交流电源模块20接入的交流电的电压最大值与电机12的额定电压之差与交流电的电压最大值之比的取值范围为-25%~+25%。更具体的，交流电源模块20接入的交流电的电压最大值与电机12的额定电压之差与交流电的电压最大值之比的取值范围为-15%~+15%。由此使得电机与交流电的工匹配达到最佳状态，提升电动工具的工作性能。其中，额定电压为电机在其额定转速下反电势电压的最大值。

电源模块23与电解电容30电性连接，用于为电机驱动系统200中的各模块供电。具体而言，电源模块23将经电解电容30滤波的具有较高电压的平滑直流电降压后输出。

作为实施方式的另一种，也可用钽电容替代电解电容。作为实施方式的另一种，这里的电容也可以是薄膜电容或聚丙烯电容。

参考图2所示，角磨100还包括弱电开关24，用于导通或关断电源模块23与控制器电源模块25的电性连接。控制器电源模块25用于为控制器32供电。弱电开关24与电源模块23电性连接，控制器电源模块25与弱电开关24电性连接。

在弱电开关24导通电源模块23与控制器电源模块25时，电源模块23为控制器电源模块25提供一个较高电压的电源使控制器电源模块25能为控制器33提供一个较低电压的电源。

这样一来，在弱电开关24没有导通时，电源模块23无法为控制器电源模块25供电。弱电开关24导通时候，控制器从控制器电源模块25获取电能后控制驱动电路32使电源模块输出的电流通过无刷电机的绕组。

角磨还包括延时模块26，用于在弱电开关24断开后使控制器电源模块25仍能为控制器33供电一段时间，延时模块24分别与弱电开关24和控制器电源模块25电性连接。具体的，延时模块26包括延时电容。

断电保护模块27分别与交流电源模块20、控制器33和驱动芯片31电性连接。断电保护模块27用于在角磨的电路和电机在发生过载、短路或欠压情况下进行断电保护，即切断交流电源模块20与控制器33的电性连接。具体的，断电保护模块27为断路器、空气开关或其它可实现断电功能的电子元件。

如图2所示的弱电开关24具有导通或闭合两个状态，可将弱电开关24设置为角磨的操作开关51，供用户操作。弱电开关24在用户触发下导通，电源模块23输出的电流分别为驱动芯片31、控制器电源模块25供电。弱电开关24断开，延时模块26使得控制器电源模块25仍能为控制器33供电一段时间。

驱动芯片31连接在电源模块23和驱动电路32之间，用于将电源模块23输出的直流电压转化为适配驱动电路32的供电电压以为驱动电路32供电。驱动芯片31串联在电源模块23与驱动芯片31之间，用于将电源模块23输出的直流电压转化为适配驱动芯片31的供电电压以使驱动芯片31供电工作。显然，驱动芯片31和驱动电路32也可集成在一个芯片上。

位置检测模块34与电机12电性连接，用于检测电机12中的转子的位置。当转子转动至能被位置检测模块34感知的预设范围时，位置检测模块34处于一种信号状态，当转子转出预设范围时位置检测模块34切换至另一信号状态。

如图2所示，沿电机12的转子的圆周方向设置三个霍尔传感器41，霍尔传感器41检测的转子的位置信息输入至位置检测模块34。位置检测模块34将输入的转子的位置经逻辑处理转换为可与控制器33通讯的转子位置信息输入至控制器33。当转子转入和转出预设范围时，霍尔传感器信号发生改变，位置检测模块34的输出信号也随之改变。

转子转入预设范围时，霍尔传感器的输出信号定义为1，而转子转出预设范围时，霍尔传感器的输出信号定义为0。将三个霍尔传感器彼此相距电角度120°。

当转子转动时，三个霍尔传感器将会产生包括六种信号组合的位置信号使得位置检测模块34输出包括六种信号组合之一的位置信号。参考图3所示，如果按霍尔传感器放置的顺序排列则出现六个不同的信号组合100、110、010、011、001、101。这样一来位置检测模块34就可输出上述六个位置信号之一，依据位置检测模块34输出的位置检测信号即可得知转子所处的位置。

对于具有三相绕组的无刷电机而言，其在一个电周期内具有六个驱动状态与上述方案所产生的输出信号相对应，因此在位置检测模块的输出信号发生变化时，无刷电机即可执行一次换相。

控制器33的输入端与位置检测模块34的输出端电连接。控制器33被配置为依据位置检测模块34输入的位置信号输出相应的控制信号至驱动电路32使得驱动电路32驱动电机上电、换相或调速。

驱动电路32用于驱动电机。如图3所示，驱动电路32包括开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。开关元件Q1-Q6的每个栅极端与控制器33的输出端UH、UL、VH、VL、WH、WL电性连接，开关元件的每个漏极或源极与电机的定子绕组连接。开关元件Q1-Q6依据控制器输出的控制信号改变导通状态，从而改变电源模块加载在无刷电机绕组上的电压或功率状态。

为了使无刷电机转动，驱动电路32具有多个驱动状态，在一个驱动状态下电机的定子绕组会产生一个磁场，控制器33控制驱动电路32切换驱动状态使定子绕组产生的磁场转动以驱动转子转动，进而实现对无刷电机的驱动。

以图3所示的无刷电机为例，其具有构成“Y”型连接的三相绕组U、Ｖ、Ｗ，它们其中的一端连接至中性点Ｏ，另一端12A、12B、12C分别作为绕组接线端引出无刷电机并连接至无刷电机设有的绕组接线端子（图中未示出），驱动电路32及其它外围电路可以通过绕组接线端子连接三相绕组U、V、W的接线端12A、12B、12C。

为了驱动图3所示的无刷电机，驱动电路32至少具有六个驱动状态，为了方便说明，以下以驱动状态对应接通的接线端表示驱动状态。比如，驱动电路32使接线端12A、12B接入电源，如果12A为高压接入端则该驱动状态用AB，如果12B为高压接入端则该驱动状态用BA，这样表示的驱动方式同样适用于绕组的三角型连接方案。另外，驱动状态的切换也可简称为无刷电机的换相动作。显然，转子每转过60°无刷电机换相一次，定义无刷电机的一次换相至下一次换相的间隔为换相区间。

无刷电机正常工作时，驱动电路32在驱动时依次输出AB、AC、BC、BA、CA、CB六个驱动状态。驱动状态与位置检测模块34的输出信号的对应关系如表1所示：

表1

根据这样的对应关系，在控制器33检测到位置检测模块34的信号变化即输出控制驱动电路32切换驱动状态 。

当电机转速增加时，反电动势随着电机速度的增加而增加。当电机转速接近其最大转速时，反电动势可能高于驱动电路32能够供应的最大电压，驱动电路32不能给电机12供应足够的能量以克服增长的反电动势。

为克服在较高的电机速度上增加的反电动势，或者在达到电机12的最大输出功率但对电机12的转矩需求持续增加时，可通过控制相电压的相位角来控制转子的励磁。相对于增加的反电动势超前的相电流，使得永磁体产生的磁通减少，进而导致永磁体能够产生的反电动势的减少和转矩的减少。

然而当电机处于重载状态时，定子绕组电流较大，将引起严重的电枢反应，导致相位超前角度减小甚至于滞后转子磁场，达不到弱磁提速效果。

当电机处于重载状态时，控制器依据三相绕组中的分别接入电源模块的高压端23a或低压端23b的两相接入状态输出使悬空相接入高压端或低压端的控制信号。

为方便说明，定义三相绕组中绕组接线端悬空的一相为悬空相。例如，在驱动电路32的驱动状态为AB时，绕组接线端12a接入电源模块的高压端23a，绕组接线端12b接入电源模块的低压端23b，绕组接线端12c悬空，则绕组接线端12C为悬空相。

电机工作时，驱动电路32的驱动状态与悬空相的接入状态的对应关系如表2所示：

在转子转动一周的时间内即一个周期内，控制器按表2所示方式的对应关系依次输出相应的控制信号至驱动电路32。

具体的，驱动电路32的驱动状态为AB时，控制器输出导通开关元件Q6的控制信号，使得悬空相C接入低压端23b。驱动电路32的驱动状态为AC时，控制器输出导通开关元件Q3的控制信号，使得悬空相B接入高压端23a。驱动电路32的驱动状态为BC时，控制器输出导通开关元件Q2的控制信号，使得悬空相A接入低压端23b。驱动电路32的驱动状态为BA时，控制器输出导通开关元件Q5的控制信号，使得悬空相C接入高压端23a。驱动电路32的驱动状态为CA时，控制器输出导通开关元件Q4的控制信号，使得悬空相B接入低压端23b。在驱动电路32的驱动状态为CB时，控制器输出导通开关元件Q1的控制信号，使得悬空相A接入高压端23a。按此种方式，电机在转子转过一周的时间内（一个周期内），每60度进行一次换相，每个开关元件的导通180°，导通时间增加，增加弱磁效果，提高电机效率。

显然，转子每转过60°，电机进行一次换相动作，悬空相接入高压端或低压端，并采用SPWM调节方式调节悬空相的电压，使得悬空相输出与电机反电动势匹配的类正弦信号，以提高电机的输出稳定性。需要说明的是，这里的类正弦信号包括正弦信号和斜率为定值的类正弦信号。

为方便描述，定义转子转过60°的时间为电机的一个换相区间。在一个换相区间，控制器被配置为使悬空相接入高压端或低压端中的一个，直至到达一个预设范围，再使悬空相接入高压端或低压端中的另一个。这里的预设范围指悬空相与中性点之间的电势差接近零或为零的范围，也即电机反电动势接近零或为零的范围。在一个换相区间内，控制器输出SPWM调节的控制信号至悬空相。

具体的，在驱动电路32的驱动状态为AB时，控制器输出导通开关Q6和SPWM调制的控制信号，使得悬空相C接入低压端23b，并以SPWM调制方式加载正弦波至悬空相C。此时，悬空相电压即悬空相C与中心点O之间的电压UW呈正弦波变化。在悬空相电压UW的电压接近零时，控制器输出导通开关Q5的控制信号，使得悬空相C接入高压端23b，并以SPWM调制方式加载至悬空相C使得悬空相电压UW呈正弦波变化。这样，在一个换相区间内悬空相Ｃ输出与电机反电动势匹配的类正弦波，有效提高了电机的输出稳定性。在一个周期内的其它五个换相区间，控制器按上述方式依次输出相应的控制信号使得悬空相接入高压端或低压端，并以SPWM的调制方式加载正弦波至对应的悬空相。

图5所示为一个周期内，即转子转过360°的时间，作为一种实施方式的无刷电机的各相电压与转子位置的对应关系曲线。其中，横坐标表示转子位置，纵坐标表示相电压。在该曲线中，控制器输出斜率变化的类正弦波形的调制信号改变加载至悬空相的电压。

图6所示为一个周期内，即转子转过360°的时间，作为另一种实施方式的无刷电机的各相电压与转子位置的对应关系曲线。在该曲线中，控制器33输出斜率不变的SPWM的调制信号改变加载至悬空相的电压。

控制器33还包括用于时间记录的计时单元和用于数据处理和存储的存储单元。计时单元记录一个换相区间的时间，存储单元存储计时单元记录的时间数据与转子转过的角度数据，并建立时间数据与角度数据的对应关系表。假设转子转过θ角度的时间为t，这样依据存储单元中存储的转子所转的角度与对应的时间信息即可计算出下一换相区间中转子位置的中间时刻点。作为一种可能的实施方式，在该换相区间内，控制器33在两个接入相分别连接至高压输出端和低压输出端时，使悬空相先连接至高压输出端至该换相区间的中间时刻点，再使悬空相连接至低压输出端。也即以该换相区间的中间时刻点作为悬空相连接高压输出端再切换至连接低压输出端的切换点。

作为另一种可能的实施方式，在一个换相区间内，控制器33在两个接入相分别连接至高压输出端和低压输出端时，使悬空相先连接至低压输出端至悬空相在电压接近零或为零的预设范围时，再使悬空相连接至高压输出端。

控制器33输出SPWM的调制信号调制悬空相的电压时，可依据母线电流或相电流的大小调节悬空相电压的大小。在母线电流较小时通过SPWM调制输出幅值较小的正弦信号，在母线电流较大时通过SPWM调制输出幅值较大的正弦波。具体的，检测模块检测母线电流大于预设值而小于第一电流值时，控制器输出第一调制信号至悬空相；在母线电流大于第一电流值且小于第二电流值时，控制器输出第二调制信号至悬空相。其中，第一电流值小于第二电流值，第一调制信号的占空比小于第二调制信号的占空比。第一调制信号和第二调制信号均通过SPWM调制输出。

作为实施方式的另一种，控制器33亦可输出PWM信号来控制电子开关。

参考图9所示，驱动电路32中还包括分别与各个开关元件并联的电容C1、C2、C3、C4、C5、C6。电容两端电压不突变的特性使得驱动电路32在突然断电或有大电流冲击时保护开关元件不被毁坏。具体而言，开关元件为场效应管或IGBT等双极型晶体管。

电动工具还包括电压采样模块36，作为实施方式的一种，电压采样模块36的输入端连接至整流模块22的输出端，用于检测整流模块22输出的直流脉动电压。作为实施方式的另一种，电压采样模块36的输入端连接至交流电源模块20的输出端，用于检测交流电源模块输出的交流电电压。无论是交流电源模块20输出的交流电还是经整流模块22输出的直流脉动电压，电压信号都有波动成分存在，将其直接加载至将导致电机转速的不稳定。控制器33利用PWM信号来控制开关元件，并根据电压采样模块36输入的电压信号的脉动来改变PWM信号的占空比。具体的，控制器33被配置为执行下述操作：在电压升高时，控制器33输出使电压降低的控制信号至驱动电路32。

具体而言，在电压采样模块36检测到交流电源模块20或整流模块22输出的电压信号升高时，控制器33输出降低占空比的控制信号至驱动电路32；在电压信号降低时，控制器33输出增加占空比的控制信号至驱动电路32。进一步，控制器33依据电压信号的升高或降低的变化量输出具有相应的占空比的控制信号至驱动电路32。例如，当电压信号的升高变化量较大时，输出占空比较小的控制信号至驱动电路32，在电压信号的升高变化量较小时，输出占空比较大的控制信号至驱动电路32。控制器33可依据实时输出的电压比较其变化及变化趋势实时输出占空比按该趋势变化的控制信号至驱动电路32。这样，使得驱动电路32的输出电压具有稳定的输出值，进而使得电机三相绕组具有稳定的电压输入，以保证电机具有稳定的转速，降低转动的振动噪声。控制器33采用上述控制方式有效减低了加载至驱动电路32的电压的纹波波动。

需要说明的是，上述的控制器33依据整流模块输入的电压的变化输出相应的调节占空比的控制信号至驱动电路32的方法，其在电压信号升高时通过降低占空比，相当于限制了电机在具有较高电压时的输入电流，适用于低功率的砂光机。

为了提高电机的整体效率，使其更适应大功率的电动工具如角磨等需求，作为另一种实施方式，电压采样模块36检测整流模块的输出电压，在输出电压的电压升高且电压值达到第一预设电压或/和输出电压的升高变化量达到预设变化量时，控制器33输出第一控制信号使驱动电路32中六个开关管中的两个导通；其中第一预设电压小于转子60电角度时所对应的相电压。这相当于提前导通驱动电路32中的开关管，即增加超前角，在使整流模块输出的电压平稳的同时提高电机在具有较低电压时的输入电流，使得电机的整机效率提高。

作为一种可能的实施方案，在整流模块的输出电压的电压升高且电压值达到第一预设电压或/和输出电压的升高变化量达到预设变化量时，控制器33输出第一控制信号使驱动电路32中六个开关管中的两个以一定占空比导通。作为另一种可能的实施方式，控制器输出第一控制信号使驱动电路32中的六个开关管中的两个以变化的占空比导通，增强电机过载能力。

显然，在电压采样模块36检测的整流模块的输出电压降低且电压值达到第二预设电压或/和输出电压的变化量达到预设变化量时，控制器33输出第二控制信号使驱动电路32中六个开关管中的两个断开。这相当于提前断开驱动电路32中的开关管，在提高电机电流平整度的同时提高电机在具有较高电压时的输入电流，从而提高电机的整机效率。具体的，第二预设电压等于第一预设电压。

如前所述，驱动电路32包括六个开关管，驱动电路32依据控制器33输出的控制信号导通或断开开关元件以使电机换相。作为具体实施方式的一种，在电压采样模块36输出的电压升高时，在一个换相区间，控制器延迟输出使电机进入该换相区间的控制信号，提前输出使电机结束该换相区间的控制信号。在电压采样模块36输出的电压降低时，在一个换相区间，控制器提前输出使电机进入该换相区间，延迟输出使电机结束该换相区间的控制信号。按此方式，在检测的电压升高时，减小开关元件的导通时间，在电压降低时，增加开关元件的导通时间，稳定驱动电路32的输出电压。显然，在电压采样模块36检测的电压升高时，控制器也可输出延时使电机进入换相区间的时间，同时降低占空比的控制信号至驱动电路32。需要说明的是，电压采样模块36既可作为单独的模块独立在系统中，也可集成至控制器33中。

角磨100还包括与电机绕组31电性连接的检测装置35，检测装置35包括电流检测单元，电流检测单元用于检测驱动电路32的输出电流，也即母线电流，在电流检测单元检测的电流大于预设电流值时，控制器33输出减小占空比的控制信号至驱动电路32，从而减小加载至电机绕组的电压。

检测装置35还包括用于检测电机转速的转速检测单元，在转速检测单元检测的电机转速超过预设转速值时，控制器33输出减小占空比的控制信号至驱动电路32。具体而言，参考图7所示，在无刷电机的转速达到第一转速n1时，控制器33输出第一占空比的驱动信号以使无刷电机的转速以第一斜率值降低；在无刷电机的转速达到第二转速n2时，控制器33输出第二占空比的驱动信号以使无刷电机的转速以第二斜率值降低；其中，第一转速n1大于第二转速n2，第一占空比大于第二占空比，第二斜率值大于第一斜率值。

作为具体实施方式的一种，参考图8所示，在电机相电流达到第一电流值I1时，控制器33输出第一占空比的驱动信号以使无刷电机的转速以第一斜率值降低；在电机相电流达到第二电流值I2时，控制器33输出第二占空比的驱动信号以使无刷电机的转速以第二斜率值降低；其中，第一电流值I1小于第二电流值I2，第一斜率的绝对值小于第二斜率的绝对值。

检测装置35还包括用于检测电机电压的电压检测单元，在电压检测单元检测的电机电压超过预设电压值时，控制器33输出减小占空比的控制信号至驱动电路32。具体而言，在无刷电机的相电压达到第一电压预设值时，控制器33输出第一占空比的驱动信号以使无刷电机的转速以第一斜率值降低；在无刷电机的相电压达到第二电压预设值时，控制器33输出第二占空比的驱动信号以使无刷电机的转速以第二斜率值降低。其中，第一电压预设值大于第二电压预设值，第一占空比大于第二占空比，第二斜率值大于第一斜率值。

作为具体实施方式的一种，例如，控制器33在电机功率达到1.5倍额定功率时，输出第一控制信号以使无刷电机的电流以第一斜率降低；此时认为电机的负载参数超出第一预设范围。控制器33在电机功率达到1.7倍额定功率时，输出第二控制信号以使无刷电机的电流以第二斜率降低；此时认为电机的负载参数超过第二预设范围。

检测装置35还包括温度检测单元，用于检测驱动电路32的温度值，在温度达到预设值时，降低驱动电路32的电流维持温度为一预设值。具体而言，控制器输出降低占空比的驱动信号以使驱动电路32的电流维持温度为一预设值。

电动工具不限于角磨，电圆锯、曲线锯、往复锯、斜锯、切割机、割草机等能够接入交流电和直流电的电动工具均可采用上述方案。

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 (10)

1.一种电动工具，包括：

交流电源模块，用于接入来自电网的交流电；

无刷电机，包括转子和定子；

EMI模块，与所述交流电源模块电性连接以过滤所述交流电中的干扰信号；

其中，

所述定子包括定子金属区域和绕组；

所述EMI模块包括第一电容，第二电容和第三电容；

所述第一电容的一端连接至所述交流电源模块的高压端，所述第一电容的另一端连接至所述第二电容的一端；所述第二电容的另一端连接至所述交流电源模块的低压端；所述第三电容的一端连接至所述第一电容和所述第二电容之间的节点，所述第三电容的另一端接地；所述定子金属区域与所述第一电容和所述第二电容之间的节点电连接。

2.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述定子金属区域通过导线连接至所述第一电容和所述第二电容之间的节点。

3.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

整流模块，与所述EMI模块电连接以使经所述EMI模块过滤干扰信号的交流电转换为脉动直流电。

4.根据权利要求3所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

电容，与所述整流模块电连接以使所述脉动直流电转换为平滑直流电。

5.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

所述电容为电解电容或钽电容。

6.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

驱动电路，包括多个电子开关，所述电子开关与所述绕组电连接。

7.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，

所述驱动电路还包括电容；

所述电容分别与所述电子开关并联连接。

8.根据权利要求6所述的电动工具，其特征在于，

还包括：

控制器，用于输出控制所述电子开关导通或断开的控制信号以使电流加载至所述绕组上。

9.根据权利要求4所述的电动工具，其特征在于，

所述电容为电解电容，所述电解电容的电容值与所述无刷电机的额定功率之比的取值范围为20uF/KW~80 uF/KW。

10.根据权利要求1所述的电动工具，其特征在于，

所述交流电源模块接入的交流电的电压最大值与所述无刷电机的额定电压之差与所述交流电的电压最大值之比的取值范围为-25%~+25%。