CN207900874U - 角磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种角磨机，包括具有容置腔的壳体，所述角磨机还包括：开关磁阻电机，设于所述容置腔内，所述开关磁阻电机包括定子和转子，所述转子和定子的结构相对独立，所述转子插入所述定子形成开放式的电机结构，所述转子能够相对所述定子转动，以提供驱动力；控制模块，所述控制模块包括设于电路板上的主控制电路以及与所述主控制电路和所述开关磁阻电机连接的驱动电路，所述主控制电路控制所述驱动电路以驱动所述开关磁阻电机运转。本实用新型技术方案提供的角磨机不仅散热性好，而且性能稳定可靠。

Description

角磨机

技术领域

本实用新型涉及角磨机技术领域，特别涉及一种角磨机。

背景技术

在电动工具领域，角磨机的应用范围非常广泛，用处很多，常用来切割、研磨及刷磨金属和非金属物体，比如，常用的钢材，钢板，木材、瓷砖、石材、塑胶板等等，是人们生活中常见和常用的工具，所以市场上的角磨机随处可见，且品牌和种类繁多，价格也参差不齐。但在角磨机的市场当中，这些角磨机几乎都存在一个共同点就是采用了有刷交流串激电机作为动力驱动，有刷交流串激电机转子上存在绕组，需要碳刷才能让串激电机工作，所以该种类角磨机需要频繁更换碳刷和定期维护。正因为如此，由于有刷交流串激电机本身存在的固有缺陷，使得其使用寿命短，效率低，干扰大，需要定期维护等因素，使得每年产生了大量的损坏、报废的角磨机，浪费大量的材料和资源。

为了解决这些问题，市场上出现了基于无刷永磁同步电机的角磨机，由于无刷永磁同步电机的转子上有强磁性的材料磁钢，易吸附金属物体，如果将永磁同步电机的转子和定子做成全密封型电机(电机的转子和定子结合为一个整体，电机的气隙是密封的)，由于角磨机的电机需要很高转速，使得电机在工作中会产生大量热量，这些热量如果没有一种有效的散热途径,将会使电机内部的温升急剧上升，使得永磁体材料发生退磁，这是无刷永磁同步电机所不允许发生的，而密封型永磁同步电机正是在电机本体散热问题上得不到好的解决方案。

如果将无刷永磁同步电机的转子和定子做成敞开式(电机的转子和定子没有密封,电机的转子和定子为独立部件，电机的气隙是与外界连通)，这样就会导致角磨机在金属物体上作业时，产生大量的铁屑和铁粉，当被进入角磨机本体内部，就很容易被无刷永磁同步电机的转子上的磁钢吸附住，进而将电机的转子堵住和卡死，影响电机的运行，甚至被损坏，所以在使用过程中也是需要经常清理和维护的，且在角磨机中采用无刷永磁同步电机，由于无刷永磁同步电机需要使用永磁材料，所以电机成本高；同时，由于角磨机工作坏境恶劣，需要长时间连续作业等使得电机发热严重，而电机上的永磁材料耐高温性差，容易在高温下退磁，导致电机被损坏等。

综上所述，在当前角磨机电动工具产品中，无论是采用有刷串激电机还是无刷永磁同步电机都存在性能不稳定、散热性差的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种角磨机，旨在提供一种散热性好、性能稳定可靠的角磨机。

为实现上述目的，本实用新型提供的角磨机，包括具有容置腔的壳体，所述角磨机还包括：

开关磁阻电机，设于所述容置腔内，所述开关磁阻电机包括定子和转子，所述转子和定子的结构相对独立，所述转子插入所述定子形成开放式的电机结构，所述转子能够相对所述定子转动，以提供驱动力；

控制模块，所述控制模块包括设于电路板上的主控制电路以及与所述主控制电路和所述开关磁阻电机连接的驱动电路，所述主控制电路控制所述驱动电路以驱动所述开关磁阻电机运转。

优选地，所述角磨机还包括设于所述容置腔内的风叶，所述风叶与所述转子固定连接；

所述风叶具有背对设置的进风侧和出风侧，靠近所述定子的一侧为进风侧，远离所述定子的一侧为出风侧，所述容置腔中与所述进风侧相对的部分为后端，所述容置腔中与出风侧相对的部分为前端，且在形成所述前端的壳体上形成有出风口，在形成所述后端的壳体上形成有进风口。

优选地，所述转子具有凸出所述定子的转轴，所述转轴的凸出方向朝向所述前端设置，所述风叶与所述转轴固定连接；

所述壳体上与所述进风侧相对的侧壁为后侧壁、与所述出风侧相对的侧壁为前侧壁；

所述主控制电路设于一主控制电路板上，所述驱动电路设于一驱动电路板上；所述驱动电路板设于所述容置腔内，所述驱动电路包括功率开关管，所述角磨机还包括与所述功率开关管绝缘连接的散热片，所述散热片位于所述定子和所述后侧壁之间。

优选地，所述进风口相较于所述驱动电路板靠近所述后侧壁。

优选地，所述散热片与所述定子固定连接，且所述散热片与所述定子之间设有间隙。

优选地，所述主控制电路板设于所述驱动电路板和所述后侧壁之间。

优选地，所述控制模块还包括与所述主控制电路连接的调速电路，所述主控制电路接收所述调速电路的调速信号，控制所述开关磁阻电机的转速。

优选地，所述控制模块还包括与所述主控制电路和所述开关磁阻电机连接的电流检测电路，用于检测所述开关磁阻电机的电流，所述主控制电路还用于根据所述电流控制开关磁阻电机的运转。

优选地，所述角磨机还包括与所述开关磁阻电机对应设置、并与所述主控制电路连接的霍尔位置传感器，用于检测转子的位置。

优选地，所述开关磁阻电机为两相开关磁阻电机。

本实用新型中通过采用开关磁阻电机提供驱动力，因开关磁阻电机的转子上没励磁绕组和永磁体，仅由硅钢片叠压而成，所以开关磁阻电机的成本相对较低，从而降低角磨机的成本；同时，定子的线圈可选择为集中绕组，嵌放容易，端部尺寸短而牢固，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境，且转子上无永磁体，允许有较高的温升，工作温度可以较高，因此，该开关磁阻电机能够工作于极高的转速，并且性能较稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型角磨机的结构简图；

图2为本实用新型角磨机中开关磁阻电机和风机的结构简图；

图3为本实用新型角磨机中控制模块的结构框图；

图4为本实用新型角磨机中驱动电路板的结构简图；

图5为本实用新型角磨机中功率开关管和散热片配合的结构简图；

图6为本实用新型角磨机中的主控制电路一实施例的结构图；

图7为本实用新型角磨机中的驱动电路一实施例的结构图；

图8为本实用新型角磨机中的供电电路一实施例的结构图；

图9为本实用新型角磨机中的调速电路一实施例的结构图；

图10为本实用新型角磨机中的电流检测电路一实施例的结构图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	壳体	11	容置腔
111	前端	112	后端
				12	出风口	13	进风口
14	前侧壁	15	后侧壁
				20	开关磁阻电机	21	定子
22	转子	221	转轴
				30	风叶	31	出风侧
32	进风侧	40	主控制电路板
				50	驱动电路板	51	安装孔
60	散热片	70	控制模块
				71	主控制电路	72	驱动电路
721	功率开关管	73	电流检测电路
				74	调速电路	75	霍尔位置传感器
76	供电电路	80	电源插头
				90	间隙

本实用新型目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则其仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述，则其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型实施例提出一种角磨机。

请一并参阅图1至3，本实用新型中的角磨机包括具有容置腔11的壳体10，所述角磨机还包括：

设于所述容置腔11内的开关磁阻电机20，用于驱动磨盘转动，所述开关磁阻电机20包括定子21和转子22，所述转子22和定子21的结构相对独立，所述转子22插入所述定子21形成开放式的电机结构，所述转子22能够相对所述定子21转动，以提供驱动力，如当该角磨机上安装与转子22连接(通过传动结构连接)的磨盘后，通过该转子22可驱动磨盘转动；驱动对象不限于磨盘。

控制模块70，所述控制模块70包括设于电路板上的主控制电路71以及与所述主控制电路71连接和所述开关磁阻电机20连接的驱动电路72，所述主控制电路71控制所述驱动电路72以驱动所述开关磁阻电机20运转。

本实施例中的角磨机通过采用开关磁阻电机20驱动磨盘转动，因开关磁阻电机20的转子22上没励磁绕组和永磁体，仅由硅钢片叠压而成，所以开关磁阻电机20的成本相对较低，从而降低角磨机的成本；该开关磁阻电机20设置为开放式的电机结构，散热性好，即便在金属物体上作业时，转子也不会吸附大量的铁屑和铁粉，保障电机可靠运行；同时，定子21线圈可选择为集中绕组，嵌放容易，端部尺寸短而牢固，工作可靠，能适用于各种恶劣、高温甚至强振动环境，且转子22上无永磁体，允许有较高的温升，工作温度可以较高，因此，该开关磁阻电机20能够工作于极高的转速，并且性能较稳定可靠。

其中，所述主控制电路71和驱动电路72可以设置在同一电路板上，也可将两者分设于不同的电路板上，如图1所示，将所述主控制电路71设于一主控制电路板40上，所述驱动电路72设于一驱动电路板50上；所述主控制电路71包括一单片机及其周边电路，具体的，该单片机的型号可选择为STM32F103，如图6所示。所述主控制电路板40和驱动电路板50可以设置在壳体10内，也可以设置在壳体10外。

优选的，所述驱动电路72的电路图可参照图7，该图7中的J1和J2用于与开关磁阻电机20中一个绕组串联，同理，开关磁阻电机20中的其它绕组参照图7中的J1和J2的连接电路即可。

所述控制模块70还包括供电电路76，用于给所述主控制电路71、驱动电路72和开关磁阻电机20提供电力，其具体电路，可参照图8。

如图1和2所示，为了方便角磨机的散热，设置所述角磨机还包括设于所述容置腔11内的风叶30，所述风叶30与所述转子22固定连接；所述风叶30具有背对设置的进风侧32和出风侧31，靠近定子21的一侧为进风侧32，远离定子21的一侧为出风侧31，所述容置腔11中与所述进风侧32相对的部分为后端112，所述容置腔11中与出风侧31相对的部分为前端111，且在形成所述前端111的壳体10上形成有出风口12，在形成所述后端112的壳体10上形成有进风口13。如此，当角磨机工作时，转子22会带动所述风叶30转动，从而从进风口13吸入空气，流经开放式结构的开关磁阻电机，然后将空气从出风口12处排出，该过程即可对角磨机中的各个部件进行有效的散热。

其中，所述角磨机的磨盘优选为靠近所述前端111设置，且出风口12是设置在形成所述前端111的壳体10上，如此，从出风口12排出的空气还可对磨盘附近的灰尘进行起到清除的作用。

其中，所述风叶30与所述转子22优选为一体结构；当然，两者也可采用分体设置。为了加强风叶30的散热功能，所述风叶30优选为涡轮风叶。

如图1和2所示，设置所述转子22具有凸出所述定子21的转轴221，所述转轴221的凸出方向朝向所述前端111设置，所述风叶30与所述转轴221固定连接，该结构设置比较合理。

请一并参照图1、4和5，设置所述壳体10上与所述进风侧32相对的侧壁为后侧壁15、与所述出风侧31相对的侧壁为前侧壁14；所述驱动电路板50设于所述容置腔11内，所述驱动电路72包括功率开关管721，所述角磨机还包括与所述功率开关管721绝缘连接(如通过硅脂连接)的散热片60，所述散热片60位于所述定子21和所述后侧壁15之间。由于功率开关管721价格昂贵，非常容易在工作中因流过大电流而积热严重，如果没有良好的散热装置，就极易因过热而烧毁，导致角磨机被损害。为此，本实施例中设置的散热片60可大大促进功率开关管721的散热。其中，可使用螺钉将功率开关管721通过一个绝缘导热垫片与散热片60紧密绝缘的连接在一起。

一实施例中，如图4所示，在驱动电路板50上设有供功率开关管721安装的安装孔51；散热片60优选为呈圆环状，以对应开关磁阻电机20的尾部设置，如图5所示；其中的功率开关管721优选为场效应管，相应的，驱动电路板50也优选为圆环状。

如图1和2所示，设置所述散热片60与所述定子21固定连接，且所述散热片60与所述定子21之间设有间隙90；所述驱动电路板50设于所述散热片60和所述后侧壁15之间。其中的间隙90可大大便于气流的流动，导出角磨机内部的热量。

如图1所示，设置所述进风口13相较于所述驱动电路板50靠近所述后侧壁15，如此，从进风口13进来的空气会依次经过驱动电路板50、功率开关管721和散热片60，从而加强功率开关管721的散热。并优选设置所述进风口13靠近所述驱动电路72，以加强对驱动电路72的散热效果。

如图1所示，将所述主控制电路板40设于所述驱动电路板50和所述后侧壁15之间，该结构设置相对来说比较合理。

一实施例中，为了实现所述开关磁阻电机20的调速功能，如图3所示，设置所述控制模块70还包括与所述主控制电路71和驱动电路72连接的调速电路74，所述主控制电路71接收所述调速电路74的调速信号，控制所述开关磁阻电机20的转速。

在一实施例中，如图9所示，设置调速电路74中的K1为可调电阻，可调电阻为模拟信号输入，可调电阻的电压输入到主控制电路71，主控制电路71根据当前采集到的电压信号值的大小来决定功率开关管721的PWM控制以调节其占空比值，从而改变开关磁阻电机20的平均电压值，从而实现开关磁阻电机20的调速功能。

一实施例中，为了方便控制开关磁阻电机20的转矩，设置所述控制模块70还包括与所述主控制电路71和所述开关磁阻电机20连接的电流检测电路73，用于检测所述开关磁阻电机20的电流，所述主控制电路71还用于根据所述电流控制开关磁阻电机20的运转，该电流检测电路73的结构具体可参照图10。

为了采集开关磁阻电机20的转子22的位置，从而加强对开关磁阻电机20的控制，设置所述角磨机还包括与所述开关磁阻电机20对应设置、并与所述主控制电路71连接的霍尔位置传感器75，用于检测转子22的位置；如图3所示，霍尔位置传感器75将采集到的信号直接输出给主控制电路71，主控制电路71对开关磁阻电机20绕组的通电和断开进行切换变化，在开关磁阻电机20的气隙中产生连续磁吸力，带动开关磁阻电机20中转子22的转动。

值得一提的是，本实用新型实施例中的开关磁阻电机20优选为两相开关磁阻电机20，如此，驱动电路72上的功率开关管721仅需要4个即可驱动两相开关磁阻电机20的转动，相比三相开关磁阻电机20(需要6个功率器件)或多相开关磁阻电机20，其驱动电路72电路简单，降低电路的复杂性，所以性能稳定可靠，且成本低。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种角磨机，包括具有容置腔的壳体，其特征在于，所述角磨机还包括：

开关磁阻电机，设于所述容置腔内，所述开关磁阻电机包括定子和转子，所述转子和定子的结构相对独立，所述转子插入所述定子形成开放式的电机结构，所述转子能够相对所述定子转动，以提供驱动力；

控制模块，所述控制模块包括设于电路板上的主控制电路以及与所述主控制电路和所述开关磁阻电机连接的驱动电路，所述主控制电路控制所述驱动电路以驱动所述开关磁阻电机运转。

2.如权利要求1所述的角磨机，其特征在于，所述角磨机还包括设于所述容置腔内的风叶，所述风叶与所述转子固定连接；

所述风叶具有背对设置的进风侧和出风侧，靠近所述定子的一侧为进风侧，远离所述定子的一侧为出风侧，所述容置腔中与所述进风侧相对的部分为后端，所述容置腔中与出风侧相对的部分为前端，且在形成所述前端的壳体上形成有出风口，在形成所述后端的壳体上形成有进风口。

3.如权利要求2所述的角磨机，其特征在于，所述转子具有凸出所述定子的转轴，所述转轴的凸出方向朝向所述前端设置，所述风叶与所述转轴固定连接；

所述壳体上与所述进风侧相对的侧壁为后侧壁、与所述出风侧相对的侧壁为前侧壁；

所述主控制电路设于一主控制电路板上，所述驱动电路设于一驱动电路板上；所述驱动电路板设于所述容置腔内，所述驱动电路包括功率开关管，所述角磨机还包括与所述功率开关管绝缘连接的散热片，所述散热片位于所述定子和所述后侧壁之间。

4.如权利要求3所述的角磨机，其特征在于，所述进风口相较于所述驱动电路板靠近所述后侧壁。

5.如权利要求3所述的角磨机，其特征在于，所述散热片与所述定子固定连接，且所述散热片与所述定子之间设有间隙。

6.如权利要求3所述的角磨机，其特征在于，所述主控制电路板设于所述驱动电路板和所述后侧壁之间。

7.如权利要求1所述的角磨机，其特征在于，所述控制模块还包括与所述主控制电路连接的调速电路，所述主控制电路接收所述调速电路的调速信号，控制所述开关磁阻电机的转速。

8.如权利要求1所述的角磨机，其特征在于，所述控制模块还包括与所述主控制电路和所述开关磁阻电机连接的电流检测电路，用于检测所述开关磁阻电机的电流，所述主控制电路还用于根据所述电流控制开关磁阻电机的运转。

9.如权利要求1所述的角磨机，其特征在于，所述角磨机还包括与所述开关磁阻电机对应设置并与所述主控制电路连接的霍尔位置传感器，用于检测转子的位置。

10.如权利要求1至9中任意一项所述的角磨机，其特征在于，所述开关磁阻电机为两相开关磁阻电机。