TWI313535B - - Google Patents

Description

1313535 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係與驅轉電動工具機之刀具的馬達有關，特別 是指一種自動控制該馬達轉速的系統及方法。 5【先前技術】 按，習知之電動工具機，例如桌鋸機，主要係藉由驅 轉一馬達來帶動一刀具，以對一工件進行加工。該些電動 I 工具機的馬達於啟動後，無論該刀具目前是否作用於該工 件上，一般皆被同一電壓驅轉，以進行加工作業，並且該 10電壓必須高到使該刀具有效加工該工件的程度，然而於加 工作業中，該刀具並非一直接觸該工件，反而經常處於有 空轉的狀態，此時若仍以如此高之電壓驅轉該馬達，將造 成電力的浪費。 目前市售上另有一種可變速的電動工具機，該電動工 15具機的馬達可依使用者的切換而有多段轉速的功能，其可 I 讓使用者能針對不同材質的工件，選擇適當的電壓驅轉該 馬達，達到該刀具以適當的效能加工該工件的效果。然而， 此種電動工具機的刀具於空轉時，該電動工具機仍舊無法 自動降低驅轉該馬達的電壓，造成電力的浪費。 20 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供一種控制馬達轉速的系統 及方法，以解決習知問題。 該馬達係應用於一電動工具機中，用以旋轉該電動工

1313535 具機之一刀具，加工一工件，致使該馬達承受一負載，該 控制馬達轉速的系統包含有：一感知電路，係偵測關於該 馬達轉矩之一變數，輸出一對應該變數的變數信號；一微 處理器，其内預設有一第一設定值及一第二設定值，該微 5 處理器係接收及處理該變數信號，於比較該變數信號所對 應之該變數與該第一設定值後，將輸出一第一觸發信號， 於比較該變數與該第二設定值後，將輸出一第二觸發信 號；一電壓控制元件，係接收該等觸發信號，當接收該第 一觸發信號時，係回應輸出一第一電壓驅轉該馬達，當接 10收該第二觸發信號時，係回應輸出一第二電壓驅轉該馬 達；以及一供電模組，係分別供應電壓予該微處理器及該 電壓控制元件。 若將關於該馬達轉矩之變數應用為該馬達的一轉速， 則本發明係於啟動該馬達後開始進行偵測該馬達的轉速， 15 當該轉速低於該第一設定值時，即判定該刀具作用於該工 件，該馬達承受負載，該微處理器將會產生該第一觸發信 號，用以觸發該功率半導體元件產生該第一電壓來驅轉該 馬達，藉此將該馬達的轉速切換至高速。而若該馬達之轉 速超過該第二設定值時，即判定該刀具未作用於該工件， 20 該馬達未承受負載，該微處理器將會產生該第二觸發信 號，用以觸發該電壓控制元件產生該第二電壓來驅轉該馬 達，藉此將該馬達的轉速切換至低速。 由上可知，本發明之系統可自動判斷該刀具作用於該 工件與否，而自動對該馬達進行加速或減速，當該刀具作 5 1313535 馬達，使加 係自動降低 ’節省電力，並可降低該電動工具機所 用於缸件4 ’係自動提供充足的電壓驅轉請 ，過程順暢’而當該刀具已與該工件分離時， 該馬達的驅轉電壓 產生的噪音。 【實施方式】 為了詳細說明本發明之構造及特點所在， 較佳實施例並配合圖式說明如后，其中： i〇 f 一圖係本發明之控制馬達轉速系統的電路結構圖。 1〇 帛f圖係本發明之控制馬達轉速系統的系統流程圖。 ，第圖所示，本發明提供一種控制馬達轉速的系統 °亥馬達91係應用於一電動工具機中，例如桌鑛機、切 斷，、包m、磨砂機或鑽孔機等，用以旋轉該電動工具機 15 刀具’加工一工件，致使該馬達91承受-負載，該馬 η 1 一般皆為固定轉矩的形式’其關於該馬S 91轉矩的 變數包含該馬達91的—轉速及—電流，以下所揭示之内容 係=補速作為該控制馬達轉速的系統1G所彳貞測及比較的 一變數為例進行說明，且依據相同之概念，目前技術也可 2〇將該變數應用為該電流，同樣可達到控制該馬達91轉速的 20 f的’另’讀電動工具機係屬習知，該工件僅為本發明在 貫㈣明中之配合物件，容不於圖式中表示。該系統10主 要由感知電路u ’ —微處理器2ι，—電壓 以及-供電模組41所組成。 σ玄供電模紐41係分別供應電壓予該微處理器21及該 6 電壓:控制元件31。該供雪始 穩壓整流電路44啟^ 41包H流電源42、一 接該電幽⑽3!，^^ %，該交流電源42係連 吣與娜整流電路C係串接於該交流電源 該微處理H 2丨的1位22\錢縣流電路44連接於 的二極體m、-稽納二極體如具有—連接該啟動開關46 並聯之電容α。當該啟動^4及—與該稽納二極體ZD1 短路時，該交流電源42係直回應作業人員之操作而 U Άί- r- 接供龟予該電壓控制元件31， 10 =理1=整流電路44轉換為-直流電流後，供電予該 4感知電路11具有—霍耳元件12，用以感測_裝設於 :"、、達91上且隨該馬達91旋轉的磁性物質，產生一對應 該馬達91之轉逮的變數信號。 #〜該微處理器21中預設有相關該馬達91轉速的一第一 15 5又疋值及一第二設定值，該第二設定值係大於該第一設定 值，以桌鋸機為例，其可分別設為〗44〇rpm及33〇〇rpm， 該微處理器21係提供一腳位20與該感知電路u連接，以 接收該變數信號，該微處理器21並遵循一預定的系統流程 處理該變數信號，該系統流程將詳述於後，當該變數信號 2〇所對應之該轉速小於該第一設定值時，輸出一第一觸發信 號，當該轉速大於該第二設定值時，輸出一第二觸發信號。 該電壓控制元件31係連接該馬達91，用以提供電壓將 其驅轉，本實施例中係以一功率半導體元件進行說明，該 功率半導體元件可應用為TRIAC雙向石夕控體，該電壓控制 7 1313535 #τ,Ιο.%%Έ 替換頁 元件31並連接該微處理器21的一腳位24，用以接收該等 觸發信號，該等觸發信號係進行相位控制，以控制該電^控 制元件31之導通角，進而控制該電壓控制元件31的輪出電 壓。當該電壓控制元件31係接收該第一觸發信號時，係回 5應輸出一第一電壓驅轉該馬達91，當其接收該第二觸發信 號時’係回應輸出一第二電壓驅轉該馬達91。其中，該第 二電壓並且為該馬達91啟動時之啟動電壓，該第一電壓係 大於該第二電壓。 請參閱第二圖，本發明之系統流程係如下述，該控制 10馬達轉速的方法，包含有下列步驟： 步驟S10 :該啟動開關46短路。 步驟si2:該感知電路η於一穩定時間後，偵測該馬 達91的轉速，產生對應該轉速的變數信號，並重複之。 步驟S14 :該微處理器21產生該第二觸發信號。 15 步驟S16 :該電壓控制元件31回應該第二觸發信號， 產生該第二電壓驅轉該馬達。 步驟S18 :該微處理器21比較該變數信號所對應之該 轉速是否小於該預設的第一設定值，若是，則進行步驟 S20，若否’則進行步驟S14。 1〇 步驟幻〇:該微處理器21產生該第一觸發信號。 步驟S22 :該電壓控制元件31回應該第一觸發信號， 產生該第一電壓驅轉該馬達91。 步驟S24 :該微處理器21比較該變數信號所對應之該 轉速是否大於該預設的第二設定值，若是，則進行步驟 1313535 S14 ’若否，則進行步驟幻〇。 工 件，IIS:係用以判定該刀具是否已作用於該 t力以刀具作祕紅件㈣貞柄，制具將承受一 阻力，而導致該馬達91的轉速低 當該變數作轳所斟庙夕兮姑 、助日寸之轉迷措此 明夕ΐ 對應之該轉速小於該第-設定值時，本發 =即可推斷此時該刀具已作用於該工件，因此應增 且：、丨/的驅轉電壓’提升該馬達19的轉速，使該刀 順暢地加工該工件。相對而言，於增大該馬達19的 二，：[後、：“亥刀具與該工件分離時，該刀具因解除負 二阻力4失’將導朗科91的轉速高於加工時之轉 ，於步驟似+，當該變數信號所對應之該轉速 弟二設定值時，本發明之系統即可推斷此時該刀具 已與該工件分離’因此應降低該馬達驅轉電壓，節省 電力。 15 由上可知，本發明之系統可自動判斷該刀具作用於該 工件與否自動對該馬達進行加速或減速，當該刀具作 用於該工㈣’係自動提供充足的電壓驅轉該馬達91，使 加工過私順暢’而當該刀具已與該工件分離時，係自動降 低該馬達91的驅轉電壓，節省電力，並可降低該電動工具 2〇機所產生的噪音。 本發明於前揭諸實施例中所揭露的構成元件及方法步 驟，僅係為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，本案之 $巳圍仍應以申請專利範圍為準，其他等效元件或步驟的替 代或’交化’亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。 1313535 【圖式簡單說明】 第一圖係本發明之控制馬達轉速系統的電路結構圖。 第二圖係本發明之控制馬達轉速系統的系統流程圖。

10 【主要元件符號說明】 10控制馬達轉速的系統 11感知電路 12霍耳元件 21微處理器 31電壓控制元件 41供電模組 42交流電源 44穩壓整流電路 46啟動開關 91馬達 20、22、24腳位 D1二極體 ZD1稽納二極體 C1電容 10

Claims (1)

1. ，s35 十、申請專利範圍： L一種控制馬達轉速的系統，该馬達係應用於一電動 ，具機中，用以旋轉該電動工具機之/刀具，加工一工件， 6亥系統包含有： 一感知電路，係偵測該馬達之/轉速，輸出一對應該 轉速的變數信號； 一微處理器，其内預設有一第〆設定值及一第一设定 值，該微處理器係接收及處理該變棼信號，當該變數信號 研對應之該轉速小於該第慎時，輸出一第一觸發信 蹺，當該轉逮大於該第二設定"直時，输出一第二觸發信號； 一電壓控制元件，係接收該等觸發信號，當接收該第 〜觸發信號時，係回電壓驅轉該馬達，當接 吹該第二-信第二錢驅轉該馬 達；以及 is

   20 一供電模組，係分別供應€0該微處理 寺空制元件。 2·依據申請專利範圍第i項所述之控制馬達轉速的系 、、先，其中該第一電壓係大於該第二_電壓。 3·依據申請專利範圍第1項所述之控制馬達轉速的系 统，其中該供電模組進一步包含一交流電源、一穩壓整流 電路及啟動開關，當該啟動開關短路時’該交流電源係 直接供蕾— 〃电予該電壓控制元件，以及經該穩壓整流電路轉換 f汍電流後，供電予該微處理器。 統，复故據申請專利範圍第1項所述之控制馬達轉速的系 '、中邊電壓控制元件係為一功率半導體元件。 11 1313535 5. 依據申請專利範圍第4項所述之控制馬達轉速的系 統，其中該功率半導體元件係為一 TRIAC雙向矽控體。 6. 依據申請專利範圍第1項所述之控制馬達轉速的系 統，其中該感知電路係包含一霍耳元件。 5 7.依據申請專利範圍第1項所述之控制馬達轉速的系 統，其中該馬達係以該第二電壓啟動。

   8. —種控制馬達轉速之方法，該馬達係應用於一電動 工具機中，用以旋轉該電動工具機之一刀具，加工一工件， 該方法包含： 10 啟動該馬達； 偵測該馬達之一轉速，產生一對應該轉速的變數信號； 比較該變數信號所對應之該轉速與一預設的第一設定 值

   當該轉速小於該第一設定值時，產生一第一觸發信號； 回應該第一觸發信號，產生一第一電壓驅轉該馬達； 比較該變數信號所對應之該轉速與一預設的第二設定 當該轉速大於該第二設定值時，產生一第二觸發信 號；以及 20 回應該第二觸發信號，產生一第二電壓驅轉該馬達。 9. 依據申請專利範圍第8項所述之控制馬達轉速的方 法，其中該第一電壓係大於該第二電壓。 10. 依據申請專利範圍第8項所述之控制馬達轉速的 方法，其中該等觸發信號係觸發一功率半導體元件產生該 12 1313535 系統，其中該第一電壓係大於該第二電壓。 16. 依據申請專利範圍第14項所述之控制馬達轉速的 系統，其中該馬達係以該第二電壓啟動。 17. 依據申請專利範圍第14項所述之控制馬達轉速的 5系統，其中該變數係為該馬達之一轉速。 18. 依據申請專利範圍第14項所述之控制馬達轉速的 系統，其中該電壓控制元件係為一功率半導體元件。

   19. 依據申請專利範圍第14項所述之控制馬達轉速的 系統，其中該感知電路係包含一霍耳元件。 1〇 20.依據申請專利範圍第14項所述之控制馬達轉速的 系統，其中該微處理器於該變數信號所對應之該變數小於 該第一設定值時，輸出該第一觸發信號，於該變數大於該 第二設定值時，輸出該第二觸發信號。 14