WO2020217626A1 - 電動工具 - Google Patents

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WO2020217626A1
WO2020217626A1 PCT/JP2020/003299 JP2020003299W WO2020217626A1 WO 2020217626 A1 WO2020217626 A1 WO 2020217626A1 JP 2020003299 W JP2020003299 W JP 2020003299W WO 2020217626 A1 WO2020217626 A1 WO 2020217626A1
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magnetic flux
control
current
control unit
motor
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PCT/JP2020/003299
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文生 米田
賢治 花村
中原　雅之
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • B25B23/147—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers specially adapted for electrically operated wrenches or screwdrivers
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to electric tools in general, and more particularly to electric tools equipped with electric motors.
  • Patent Document 1 an electric tool capable of controlling the rotation speed of an electric motor is known (for example, Patent Document 1).
  • the power tool described in Patent Document 1 includes a brushless DC motor (electric motor), a battery voltage detection unit, a rotation position detection unit, and a control unit.
  • the battery voltage detection unit detects the voltage of the battery used to drive the brushless DC motor.
  • the rotation position detection unit detects the rotation position of the brushless DC motor.
  • the control unit controls the drive output to the brushless DC motor by the signal from the rotation position detection unit.
  • the control unit sends the brushless DC motor to the brushless DC motor so that the rotation speed or energizing current of the brushless DC motor becomes the target value corresponding to the battery voltage detected by the battery voltage detection unit. Control the energization angle or advance angle.
  • the object of the present disclosure is to provide an electric tool capable of increasing the rotation speed of an electric motor.
  • the power tool includes an electric motor and a control unit.
  • the electric motor has a permanent magnet and a coil.
  • the control unit controls the operation of the electric motor.
  • the control of the control unit includes a weakening magnetic flux control. In the weakening magnetic flux control, the control unit causes the coil to flow a weakening magnetic flux current.
  • the weakening magnetic flux current is a current for generating a magnetic flux that weakens the magnetic flux of the permanent magnet in the coil.
  • FIG. 1 is a block diagram of a power tool according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic view of the same power tool.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an operation example of the same power tool.
  • FIG. 4 is a graph showing an operation example of the same power tool.
  • FIG. 2 described in the following embodiment is a schematic view, and the ratio of the size and the thickness of each component in the figure does not necessarily reflect the actual dimensional ratio. ..
  • the power tool 1 of the present embodiment is used as, for example, an impact driver, a drill driver, or an impact wrench.
  • the electric tool 1 includes an AC electric motor 15 (electric motor) and a control unit 4.
  • the AC motor 15 is, for example, a brushless motor.
  • the AC electric motor 15 of the present embodiment is a synchronous motor, and more specifically, a permanent magnet synchronous motor (PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor)).
  • the control unit 4 controls the operation of the AC motor 15.
  • the AC motor 15 includes a rotor 13 having a permanent magnet 131 and a stator 14 having a coil 141.
  • the rotor 13 includes an output shaft 16. Due to the electromagnetic interaction between the coil 141 and the permanent magnet 131, the rotor 13 rotates with respect to the stator 14.
  • the control unit 4 performs vector control that independently controls the weakening magnetic flux current (d-axis current) and the torque current (q-axis current) supplied to the AC motor 15.
  • the control of the control unit 4 includes a weakening magnetic flux control by vector control. In the weakened magnetic flux control, the control unit 4 causes the weakened magnetic flux current (d-axis current) to flow through the coil 141 of the AC motor 15.
  • the weakening magnetic flux current generates a magnetic flux (weakening magnetic flux) that weakens the magnetic flux of the permanent magnet 131 in the coil 141.
  • the weakening magnetic flux current causes the coil 141 to generate a magnetic flux in the direction opposite to the direction of the magnetic flux of the permanent magnet 131.
  • the rotation speed of the AC motor 15 increases.
  • control of the control unit 4 further includes normal control.
  • normal control the control unit 4 weakens the coil 141 so that the magnetic flux current does not flow. That is, in normal control, the current flowing through the coil 141 is only the torque current (q-axis current).
  • the control unit 4 weakens the control and switches from the magnetic flux control to the normal control. Therefore, when the AC motor 15 requires a relatively large torque, a relatively large torque can be obtained by normal control.
  • the power tool 1 includes an AC motor 15, a power supply 32, a drive transmission unit 18, an impact mechanism 17, a socket 23, a trigger volume 29, and a control unit 4.
  • a torque measuring unit 26, a bit rotation measuring unit 25, and a motor rotation measuring unit 27 are provided.
  • the power tool 1 further includes a tip tool.
  • the impact mechanism 17 has an output shaft 21.
  • the output shaft 21 is a portion that rotates by a driving force transmitted from the AC motor 15.
  • the socket 23 is fixed to the output shaft 21 and is a portion to which the tip tool can be detachably attached.
  • the electric tool 1 is a tool that drives the tip tool with the driving force of the AC electric motor 15.
  • the tip tool (also referred to as a bit) is, for example, a screwdriver or a drill.
  • a tip tool according to the application is attached to the socket 23 and used.
  • the tip tool may be mounted directly on the output shaft 21.
  • the AC motor 15 is a drive source for driving the tip tool.
  • the AC electric motor 15 has an output shaft 16 that outputs rotational power.
  • the power supply 32 is an AC power supply that supplies an electric current for driving the AC electric motor 15.
  • the power supply 32 includes, for example, one or more secondary batteries.
  • the drive transmission unit 18 adjusts the rotational power of the AC motor 15 to output a desired torque.
  • the drive transmission unit 18 includes a drive shaft 22 which is an output unit.
  • the drive shaft 22 of the drive transmission unit 18 is connected to the impact mechanism 17.
  • the impact mechanism 17 converts the rotational power of the AC motor 15 received via the drive transmission unit 18 into pulsed torque to generate an impact force.
  • the impact mechanism 17 includes a hammer 19, an anvil 20, an output shaft 21, and a spring 24.
  • the hammer 19 is attached to the drive shaft 22 of the drive transmission unit 18 via a cam mechanism.
  • the anvil 20 is coupled to the hammer 19 and rotates integrally with the hammer 19.
  • the spring 24 pushes the hammer 19 toward the anvil 20.
  • the anvil 20 is integrally formed with the output shaft 21.
  • the anvil 20 may be formed separately from the output shaft 21 and fixed to the output shaft 21.
  • the trigger volume 29 is an operation unit that receives an operation for controlling the rotation of the AC motor 15. By pulling the trigger volume 29, the AC motor 15 can be switched on and off. Further, the rotation speed of the output shaft 21, that is, the rotation speed of the AC motor 15, can be adjusted by the pull-in amount of the operation of pulling the trigger volume 29. The larger the pull-in amount, the faster the rotation speed of the AC motor 15.
  • the control unit 4 rotates or stops the AC motor 15 according to the pull-in amount of the operation of pulling the trigger volume 29, and also controls the rotation speed of the AC motor 15.
  • the tip tool is attached to the socket 23. Then, the rotation speed of the tip tool is controlled by controlling the rotation speed of the AC motor 15 by operating the trigger volume 29.
  • the tip tool can be replaced according to the application, but it is not essential that the tip tool can be replaced.
  • the power tool 1 may be a power tool that can be used only with a specific tip tool.
  • the torque measuring unit 26 measures the operating torque of the AC motor 15.
  • the torque measuring unit 26 is, for example, a magnetostrictive strain sensor capable of detecting torsional strain.
  • the magnetostrictive strain sensor detects a change in the magnetostriction according to the strain generated by applying torque to the output shaft 16 of the AC motor 15 with a coil installed in the non-rotating portion of the AC motor 15, and is proportional to the strain. Outputs a voltage signal.
  • the bit rotation measuring unit 25 measures the rotation angle of the output shaft 21.
  • the rotation angle of the output shaft 21 is equal to the rotation angle of the tip tool (bit).
  • bit rotation measuring unit 25 for example, a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be adopted.
  • the motor rotation measuring unit 27 measures the rotation angle of the AC motor 15.
  • a photoelectric encoder or a magnetic encoder can be adopted.
  • Control unit 4 includes a computer system having one or more processors and memories.
  • the processor of the computer system executes the program recorded in the memory of the computer system, at least a part of the functions of the control unit 4 are realized.
  • the program may be recorded in a memory, provided through a telecommunication line such as the Internet, or may be recorded and provided on a non-temporary recording medium such as a memory card.
  • the control of the control unit 4 includes weak magnetic flux control and normal control.
  • the control unit 4 causes the weakening magnetic flux current to flow from the inverter circuit unit 51 to the coil 141 of the AC motor 15.
  • the control unit 4 weakens the coil 141 from the inverter circuit unit 51 so that the magnetic flux current does not flow.
  • the control of the control unit 4 becomes weakened magnetic flux control. It can be said that the normal control is performed so that the command value (target value) id1 of the weakening magnetic flux current is set to 0 and the weakening magnetic flux current converges to this command value side1.
  • the weakening magnetic flux control is a control performed so that the command value side1 of the weakening magnetic flux current is made larger than 0 and the weakening magnetic flux current converges to this command value side1.
  • the command value side1 of the weakening magnetic flux current becomes larger than 0, the weakening magnetic flux current flows through the AC motor 15, and the weakening magnetic flux is generated.
  • the control unit 4 includes a command value generation unit 41, a speed control unit 42, a current control unit 43, a first coordinate converter 44, a second coordinate converter 45, and a magnetic flux. It has a control unit 46, an estimation unit 47, and a step-out detection unit 48. Further, the power tool 1 includes an inverter circuit unit 51 and a plurality of current sensors 61 and 62 (two in FIG. 1). The control unit 4 is used together with the inverter circuit unit 51, and controls the operation of the AC motor 15 by feedback control.
  • Each of the plurality of current sensors 61 and 62 includes, for example, a Hall element current sensor or a shunt resistance element.
  • the plurality of current sensors 61 and 62 measure the current supplied from the power supply 32 to the AC motor 15 via the inverter circuit unit 51.
  • a three-phase current (U-phase current, V-phase current, and W-phase current) is supplied to the AC electric motor 15, and the plurality of current sensors 61 and 62 measure at least two-phase currents.
  • the current sensor 61 measures the U-phase current and outputs the measured current value i u 1
  • the current sensor 62 measures the V-phase current and outputs the measured current value i v 1.
  • the estimation unit 47 calculates the angular velocity ⁇ 1 (angular velocity of the output shaft 16) of the AC motor 15 by time-differentiating the rotation angle ⁇ 1 of the AC motor 15 measured by the motor rotation measurement unit 27.
  • the second coordinate converter 45 uses the current measured values i u 1 and i v 1 measured by the plurality of current sensors 61 and 62 based on the rotation angle ⁇ 1 of the AC electric motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27. And the current measurement values id1 and iq1 are calculated. That is, the second coordinate converter 45, the current measured value current measured value i u 1, i v 1 corresponding to the two-phase currents of the three-phase current, corresponding to the magnetic field component (d-axis current) id1 And the current measurement value iq1 corresponding to the torque component (q-axis current).
  • the command value generation unit 41 generates the command value c ⁇ 1 of the angular velocity of the AC motor 15.
  • the command value generation unit 41 generates, for example, the command value c ⁇ 1 according to the pull-in amount of the operation of pulling the trigger volume 29 (see FIG. 2). That is, the command value generation unit 41 increases the command value c ⁇ 1 of the angular velocity as the pull-in amount increases.
  • the speed control unit 42 generates the command value ciq1 based on the difference between the command value c ⁇ 1 generated by the command value generation unit 41 and the angular velocity ⁇ 1 calculated by the estimation unit 47.
  • the command value ciq1 is a command value that specifies the magnitude of the torque current (q-axis current) of the AC motor 15.
  • the speed control unit 42 determines the command value ciq1 so as to reduce the difference between the command value c ⁇ 1 and the angular velocity ⁇ 1.
  • the magnetic flux control unit 46 commands based on the angular velocity ⁇ 1 calculated by the estimation unit 47, the command value cvq1 (described later) generated by the current control unit 43, and the current measurement value iq1 (q-axis current). Generate the value cid1.
  • the command value cid1 is a command value that specifies the magnitude of the weakening magnetic flux current (current component that generates the magnetic flux in the d-axis direction) of the AC motor 15.
  • the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46 is a command value for reducing the weakening magnetic flux current to 0.
  • the magnetic flux control unit 46 determines the command value cid1 by a determination process described later.
  • the current control unit 43 generates the command value cvd1 based on the difference between the command value cyd1 generated by the magnetic flux control unit 46 and the current measurement value id1 calculated by the second coordinate converter 45.
  • the command value cvd1 is a command value that specifies the magnitude of the d-axis voltage of the AC motor 15.
  • the current control unit 43 determines the command value cvd1 so as to reduce the difference between the command value cid1 and the current measurement value id1.
  • the current control unit 43 generates the command value cvq1 based on the difference between the command value iq1 generated by the speed control unit 42 and the current measurement value iq1 calculated by the second coordinate converter 45.
  • the command value cvq1 is a command value that specifies the magnitude of the q-axis voltage of the AC motor 15.
  • the current control unit 43 generates the command value cvq1 so as to reduce the difference between the command value xiq1 and the current measurement value iq1.
  • the first coordinate converter 44 converts the command values cvd1 and cvq1 into coordinates based on the rotation angle ⁇ 1 of the AC motor 15 measured by the motor rotation measuring unit 27, and the command values cv u 1, cv v 1, cv. Calculate w 1. That is, the first coordinate converter 44 sets the command value cvd1 corresponding to the magnetic field component (d-axis voltage) and the command value cvq1 corresponding to the torque component (q-axis voltage) to the command value corresponding to the three-phase voltage. Convert to cv u 1, cv v 1, cv w 1.
  • the command value cv u 1 corresponds to the U-phase voltage
  • the command value cv v 1 corresponds to the V-phase voltage
  • the command value cv w 1 corresponds to the W-phase voltage.
  • the inverter circuit unit 51 supplies the AC motor 15 with a three-phase voltage according to the command values cv u 1, cv v 1, and cv w 1.
  • the control unit 4 controls the electric power supplied to the AC motor 15 by controlling the inverter circuit unit 51 by PWM (Pulse Width Modulation).
  • the AC motor 15 is driven by the electric power (three-phase voltage) supplied from the inverter circuit section 51 to generate rotational power.
  • control unit 4 controls the weakening magnetic flux current so that the weakening magnetic flux current flowing through the coil 141 of the AC motor 15 has a magnitude corresponding to the command value cid1 generated by the magnetic flux control unit 46. Further, the control unit 4 controls the angular velocity of the AC motor 15 so that the angular velocity of the AC motor 15 becomes the angular velocity corresponding to the command value c ⁇ 1 generated by the command value generation unit 41.
  • the step-out detection unit 48 steps out the AC motor 15 based on the current measurement values id1 and iq1 acquired from the second coordinate converter 45 and the command values cvd1 and cvq1 obtained from the current control unit 43. To detect. When step-out is detected, the step-out detection unit 48 transmits a stop signal cs1 to the inverter circuit unit 51 to stop the power supply from the inverter circuit unit 51 to the AC motor 15.
  • the d-axis current generally stays at 0 amperes or less except when the power tool 1 is started (see FIG. 4), and when the d-axis current is a negative value, a weak magnetic flux is generated.
  • the d-axis current is a negative value, and the larger the absolute value of the d-axis current, the larger the weakening magnetic flux.
  • the magnetic flux control unit 46 determines the command value cid1 of the d-axis current at predetermined time intervals (for example, every several tens of ⁇ s) by the determination process shown in FIG.
  • the switching condition includes the condition that the AC motor 15 is operating in the high speed range.
  • the fact that the AC motor 15 operates in the high-speed range generally means that the rotation speed of the AC motor 15 is relatively high.
  • the definition that "the AC motor 15 is operating in the high speed range" is defined as the rotation speed of the AC motor 15 being equal to or higher than the predetermined rotation speed R1 (see FIG. 4) and the inverter circuit unit 51.
  • the duty of the PWM control of the control unit 4 with respect to is equal to or more than a predetermined value. That is, the high-speed range is an operating range in which the rotation speed of the AC motor 15 is equal to or higher than the predetermined rotation speed R1.
  • the high-speed range is an operating range in which the PWM control duty (modulation degree) is equal to or higher than a predetermined value (hereinafter, referred to as “duty threshold value”).
  • the duty of the PWM control is a value obtained by dividing the ON period in one cycle of the PWM signal by the length of one cycle.
  • the rotation speed of the AC motor 15 is substantially proportional to the duty.
  • the duty threshold is, for example, about 0.9 or 0.95.
  • the switching condition includes a condition that the torque current value (q-axis current value) flowing through the coil 141 of the AC motor 15 is equal to or less than the predetermined current value J1 (see FIG. 4).
  • the control unit 4 uses the current measurement value iq1 as the torque current value in order to determine whether or not the switching condition is satisfied.
  • the control unit 4 may use the command value ciq1 of the torque current value as the torque current value.
  • the switching conditions are that the angular velocity ⁇ 1 is equal to or greater than the reference value, the current measurement value iq1 is equal to or less than the predetermined current value J1, and the command value cvq1 is equal to or greater than the reference voltage.
  • the reference voltage is a value obtained by converting the above duty threshold value into a voltage.
  • the control unit 4 uses the angular velocity ⁇ 1 calculated by the estimation unit 47 as a value corresponding to the rotation speed of the AC motor 15. That is, as shown in FIG. 3, the control unit 4 compares the angular velocity ⁇ 1 with the reference value (step ST1) to determine whether or not the rotation speed of the AC motor 15 is equal to or higher than the predetermined rotation speed R1. ..
  • the reference value is a value obtained by converting a predetermined rotation speed R1 into an angular velocity.
  • the reference value is, for example, pre-recorded in the memory of the microcontroller that constitutes the control unit 4.
  • step ST1 When the angular velocity ⁇ 1 is less than the reference value (step ST1: YES), the control unit 4 continues to compare the angular velocity ⁇ 1 with the reference value. On the other hand, when the angular velocity ⁇ 1 is equal to or higher than the reference value (step ST1: NO), the control unit 4 removes the pulsating component of the current measurement value iq1 of the q-axis current (step ST2). Specifically, the control unit 4 removes the pulsating component of the current measurement value iq1 by a low-pass filter having a cutoff frequency of several tens of Hz (for example, 20 Hz).
  • the control unit 4 compares the measured current value iq1 with the predetermined current value J1 (see FIG. 4) (step ST3).
  • the magnetic flux control unit 46 increases the command value cid1 that specifies the d-axis current by a predetermined amount ⁇ i (step ST4). That is, the magnetic flux control unit 46 generates a command value cid1 that specifies a d-axis current that is larger than the command value cid1 at the time before comparing the measured current value iq1 with the predetermined current value J1.
  • the predetermined amount ⁇ i is a predetermined fixed value, and is recorded in advance in, for example, the memory of the microcontroller constituting the control unit 4.
  • the magnetic flux control unit 46 performs limit processing of the command value cid1 (step ST5). Specifically, in the limit processing here, when the command value side1 is less than the predetermined lower limit value J2 (see FIG. 4), the command value side1 is changed to the predetermined lower limit value J2, and the command value side1 is the predetermined upper limit. If it is larger than the value, it is a process of changing the command value id1 to the above-mentioned predetermined upper limit value.
  • the predetermined upper limit here is 0 amperes.
  • the magnetic flux control unit 46 outputs the command value cid1 after the limit processing is performed.
  • the magnetic flux control unit 46 compares the command value cvq1 that specifies the q-axis voltage with the reference voltage (step ST6).
  • the reference voltage is, for example, pre-recorded in the memory of the microcontroller that constitutes the control unit 4.
  • the magnetic flux control unit 46 reduces the command value side1 that specifies the d-axis current by a predetermined amount ⁇ i (step ST7), and performs limit processing (step ST5). ), The command value cid1 is output.
  • step ST7 When the weakening magnetic flux current does not flow through the coil 141 of the AC motor 15, the command value side1 decreases in step ST7, so that the weakening magnetic flux current starts to flow through the coil 141. That is, the control of the control unit 4 is switched from the normal control to the weakened magnetic flux control.
  • the switching conditions for starting the weakening magnetic flux control are that the angular velocity ⁇ 1 is equal to or higher than the reference value (step ST1: NO) and the current measurement value iq1 is equal to or lower than the predetermined current value J1 (step ST3: NO).
  • the condition is that the command value cvq1 is equal to or higher than the reference voltage (step ST6: NO).
  • the reference voltage is a value obtained by converting the above-mentioned duty threshold value of the PWM control duty into a voltage. That is, the magnetic flux control unit 46 determines whether or not the duty of PWM control is equal to or greater than the duty threshold value by comparing the command value cvq1 with the reference voltage. If the command value cvq1 is equal to or higher than the reference voltage, it can be considered that the duty of PWM control is equal to or higher than the duty threshold value.
  • step ST6 when the command value cvq1 is less than the reference voltage (step ST6: YES), the magnetic flux control unit 46 increases the count number by 1 (step ST8) and sets the count number to a predetermined value (here, 100). Compare with (step ST9).
  • the count number here is the count number of the number of times that the determination result that the command value cvq1 is less than the reference voltage is derived.
  • step ST9: NO the magnetic flux control unit 46 performs limit processing (step ST5) without increasing or decreasing the command value side1 and outputs the command value side1.
  • step ST9 when the count number is larger than 100 (step ST9: YES), the count number is initialized to 0 (step ST10), and the magnetic flux control unit 46 increases the command value cid1 by a predetermined amount ⁇ i (step ST11). ). After that, limit processing is performed (step ST5), and the command value id1 is output.
  • steps ST3 to ST11 are summarized below.
  • the command value cid1 of the d-axis current is increased from a negative value so as to approach 0 (step ST4). .. This reduces the weakening magnetic flux.
  • the second condition that the current measurement value iq1 of the q-axis current is equal to or less than the predetermined current value J1 and the command value cvq1 of the q-axis voltage is equal to or higher than the reference voltage is satisfied.
  • the value side1 is decremented from 0 or a negative value (step ST7). This increases the weakening magnetic flux.
  • the third condition that the current measurement value iq1 of the q-axis current is equal to or less than the predetermined current value J1 and the command value cvq1 of the q-axis voltage is less than the reference voltage is satisfied. Is satisfied 100 times, the command value cid1 of the d-axis current is increased from a negative value so as to approach 0 (step ST11). This reduces the weakening magnetic flux.
  • the number of counts for the number of times the third condition is satisfied is 100 or less, the command value cid1 of the d-axis current is maintained.
  • the control unit 4 has a function of changing the magnitude of the weakening magnetic flux current in the weakening magnetic flux control.
  • the control unit 4 performs gradual increase control in which the absolute value of the weakening magnetic flux current is increased with the passage of time in step ST7.
  • the control unit 4 performs gradual reduction control in which the absolute value of the weakening magnetic flux current is reduced with the passage of time in steps ST8 to ST11.
  • step ST4 ST7 or ST11 the command value cid1 of the d-axis current changes by a predetermined amount ⁇ i, and step ST4, ST7 or ST11 is repeated a plurality of times to finally stabilize the weakening magnetic flux current.
  • the rotation speed of the AC motor 15 also gradually changes. As a result, even if the rotation speed is automatically changed by the control of the control unit 4, it is possible to reduce the possibility that the operator using the power tool 1 feels uncomfortable.
  • step ST6 when the command value cvq1 is less than the reference voltage (when the second condition is satisfied), the control unit 4 elapses the absolute value of the weakening magnetic flux current (d-axis current) in step ST7. Control to increase the size (gradual increase control) is performed.
  • step ST6 when the command value cvq1 is equal to or higher than the reference voltage (when the second condition is not satisfied and the third condition is satisfied), the control unit 4 controls the absolute value of the weakening magnetic flux current in steps ST8 to ST11. Is controlled to decrease with the passage of time (gradual reduction control).
  • the rate of change of the command value cid1 in steps ST8 to ST11 is smaller than the rate of change of the command value cid1 in steps ST4 and ST7. That is, the rate of increase of the command value pid1 by the gradual decrease control when the third condition is continuously satisfied is the rate of increase of the command value cyd1 when the first condition is continuously satisfied, and the second condition is continuously satisfied. It is smaller than the rate of decrease of the command value side1 by the gradual increase control when the condition is satisfied.
  • the rate of change of the weakening magnetic flux current during the gradual decrease control is smaller than the rate of change of the weakening magnetic flux current during the gradual increase control.
  • the length of the period when the command value cvq1 of the q-axis voltage is less than the reference voltage and the length of the period when the command value cvq1 is equal to or more than the reference voltage are about the same, when viewed on a time scale of a certain degree or more, the weak magnetic flux The current decreases. Therefore, the pulsation (hunting) of the weakened magnetic flux current can be suppressed.
  • FIG. 4 shows an example of the temporal transition of each parameter of the power tool 1 when the AC motor 15 is controlled based on the process shown in FIG.
  • the "battery current” refers to the output current of the power supply 32 of the embodiment
  • the “battery voltage” refers to the output voltage of the power supply 32 of the embodiment
  • iq1 refers to the power tool 1 of the embodiment. Refers to the current measurement value iq1.
  • “id1” refers to the current measurement value id1 in the power tool 1 of the embodiment
  • r1 refers to the rotation speed of the AC motor 15 of the power tool 1 of the embodiment.
  • r2 refers to the rotation speed of the AC electric motor of the electric tool according to the comparative example with the electric tool 1 of the embodiment.
  • the power tool according to the comparative example is always maintained in a state of weakening the AC motor and not causing magnetic flux to flow. That is, in the power tool according to the comparative example, the control of the control unit is always normal control.
  • the power tool 1 is used for screw tightening as an impact driver or a drill driver. That is, a screwdriver is attached to the socket 23 (see FIG. 2) of the power tool 1.
  • the operator inserts the driver into the screw at a time point before the time point T0.
  • the operator pulls the trigger volume 29 of the power tool 1, whereby the q-axis current (torque current) starts to flow in the AC motor 15, and the AC motor 15 starts rotating.
  • the rotation speed r1 gradually increases according to the pull-in amount with respect to the trigger volume 29.
  • the pull-in amount with respect to the trigger volume 29 is the maximum. Therefore, the rotation speed r1 increases up to the upper limit within the adjustable range.
  • the power tool of the comparative example is also used as an impact driver or a drill driver like the power tool 1 of the embodiment. Then, also in the power tool of the comparative example, the rotation speed r2 gradually increases according to the pull-in amount with respect to the trigger volume, and increases to the upper limit within the adjustable range.
  • the control of the control unit 4 is switched from the normal control to the weak magnetic flux control, and the d-axis current (weak magnetic flux current) starts to flow. That is, after the time point T2, the current measurement value id1 of the d-axis current gradually decreases from 0.
  • a larger q-axis current may be required to further screw the screw.
  • the q-axis current increases, the loss of internal resistance of the power supply 32 (battery) increases, so that the battery voltage decreases. Therefore, the decrease in the rotation speed r1 due to the decrease in the battery voltage can be compensated for by passing a d-axis current (weak magnetic flux current). That is, it is possible to suppress a decrease in the rotation speed r1 as compared with the case where the d-axis current is not passed.
  • the rotation speed r1 is larger than the rotation speed r2 according to the comparative example while the d-axis current is flowing.
  • the magnitude of the current measurement value id1 of the d-axis current becomes a value near the predetermined lower limit value J2. Due to the limit processing (see step ST5), the current measurement value id1 of the d-axis current changes within a range not falling below the lower limit value J2.
  • the current measurement value iq1 of the q-axis current becomes larger than the predetermined current value J1 (step ST3: YES). Therefore, the current measurement value id1 of the d-axis current increases from a negative value toward 0. Further, the screw is seated on the member near the time point T4.
  • the predetermined current value J1 is set to be smaller than the measured current value iq1 of the q-axis current (torque current) when the screw is seated on the member. That is, when the screw is seated on the member and the torque becomes relatively large, the current measured value iq1 of the q-axis current exceeds the predetermined current value J1, and the control unit 4 responds to the absolute value of the d-axis current. To reduce. In other words, the control unit 4 reduces the weakening magnetic flux current. As a result, the weakening magnetic flux decreases. By reducing the weakening magnetic flux, the AC motor 15 can be driven with a larger torque.
  • the rotation speed of the AC motor 15 can be increased as compared with the case where the weakening magnetic flux current is not passed. As a result, it is possible to shorten the time required for work such as screw tightening using the power tool 1. Further, when the power tool 1 is used as a drill, the possibility that the shape of the hole formed in the member to be drilled is distorted can be reduced by increasing the rotation speed.
  • the operating characteristics of the power tool 1 may vary due to the variation of the induced electromotive voltage due to the manufacturing error of the AC motor 15 or the variation of the voltage (battery voltage) of the power supply 32.
  • the magnitude of the weakening magnetic flux current it is possible to correct the variation in the operating characteristics of the power tool 1.
  • the weakening magnetic flux is reduced and finally becomes 0.
  • the torque of the AC motor 15 is relatively large, a larger torque can be output.
  • the magnitude of the torque can be secured by setting the weakening magnetic flux to 0 or making it relatively small.
  • the rotation speed can be further increased by passing a weak magnetic flux current. That is, by passing the weak magnetic flux current, the AC motor 15 can be rotated at a rotation speed even higher than the upper limit of the rotation speed when the weak magnetic flux current is not passed.
  • the power tool 1 may include an operation unit that accepts an operation for setting parameters related to the operation of the power tool 1.
  • the operation unit may include, for example, a touch panel display that accepts operation inputs and displays related to operations.
  • the weakening magnetic flux control and the normal control of the control unit 4 may be manually switched by operating an operation unit different from the trigger volume 29.
  • the control of the control unit 4 may be switchable by operating the touch panel display described above.
  • the rotor 13 may have the coil 141, and the permanent magnet 131 may have the stator 14.
  • the power tool 1 is not limited to an impact driver, a drill driver or an impact wrench. Further, the power tool 1 may be a screwdriver or a wrench that does not have the impact mechanism 17. Further, the power tool 1 may be a milling cutter, a grinder, a cleaner, or a power tool of other types.
  • the definition that "the AC motor 15 is operating in the high speed range” may be that the rotation speed of the AC motor 15 is a predetermined rotation speed R1 or more, and the duty of the PWM control is equal to or more than the duty threshold. It may be.
  • the magnetic flux control unit 46 increases the rate of increase of the command value side1 of the d-axis current when the first condition is satisfied, and is larger than the rate of decrease of the command value side1 of the d-axis current when the second condition is satisfied. You may. This can reduce the possibility of the d-axis current pulsating. In such a configuration, for example, the command value cid1 of the d-axis current is increased each time the first condition is satisfied, and the command value cid1 of the d-axis current is decreased each time the second condition is satisfied a plurality of times. Can be realized with.
  • the condition for switching the control of the control unit 4 to the weakening magnetic flux control may be one of the following plurality of conditions, or may be a condition in which two or more of the following plurality of conditions are appropriately combined.
  • the plurality of conditions are, for example, a condition relating to the rotation speed of the AC motor 15, a condition relating to the duty of PWM control, a condition relating to the q-axis current of the AC motor 15, and a condition relating to the q-axis voltage of the AC motor 15. ..
  • the electric tool 1 includes an AC electric motor 15 (electric motor) and a control unit 4.
  • the AC motor 15 has a permanent magnet 131 and a coil 141.
  • the control unit 4 controls the operation of the AC motor 15.
  • the control of the control unit 4 includes a weakening magnetic flux control.
  • the control unit 4 causes the coil 141 to flow the weakened magnetic flux current in the weakened magnetic flux control.
  • the weakening magnetic flux current is a current for generating a magnetic flux that weakens the magnetic flux of the permanent magnet 131 in the coil 141.
  • the control unit 4 weakens and controls the AC electric motor 15 (electric motor), so that the rotation speed of the AC electric motor 15 can be increased as compared with the case where the weakening magnetic flux control is not executed.
  • the control of the control unit 4 includes a weakening magnetic flux control and a normal control.
  • the control unit 4 weakens the coil 141 so that the magnetic flux current does not flow.
  • the control of the control unit 4 becomes weakened magnetic flux control.
  • the weakening magnetic flux current does not flow in the coil 141, so that the torque of the AC motor 15 (motor) is increased as compared with the case where the control of the control unit 4 is the weakening magnetic flux control. Can be done.
  • the switching condition includes the condition that the AC electric motor 15 (electric motor) is operating in the high speed range.
  • control of the control unit 4 can be automatically switched according to the rotation speed of the AC motor 15 (motor).
  • the high-speed range is an operating range in which the rotation speed of the AC electric motor 15 (electric motor) is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
  • control unit 4 controls the electric power supplied to the AC electric motor 15 (electric motor) by PWM control.
  • the high-speed range is an operating range in which the PWM control duty is equal to or higher than a predetermined value.
  • the duty of the PWM control is relatively large, so that the rotation speed of the AC motor 15 can be further increased when the rotation speed of the AC motor 15 (motor) is relatively large.
  • the switching condition includes the condition that the torque current value flowing through the coil 141 is a predetermined current value J1 or less. ..
  • the control unit 4 has a function of changing the magnitude of the weakening magnetic flux current in the weakening magnetic flux control. More specifically, in the weakening magnetic flux control, the control unit 4 changes the magnitude of the weakening magnetic flux current when the condition (increasing condition or decreasing condition) is satisfied.
  • the rotation speed of the AC motor 15 (motor) can be controlled more finely than in the case where the magnitude of the weakening magnetic flux current is constant.
  • control unit 4 sets the absolute value of the weakening magnetic flux current with the passage of time when a predetermined increase condition is satisfied in the weakening magnetic flux control. Gradually increase control is performed.
  • the change in the rotation speed of the AC motor 15 is slower than in the case where the weakening magnetic flux current is switched to a binary value, for example, so that the operator can work with the power tool 1. It becomes easier to do.
  • control unit 4 sets the absolute value of the weakening magnetic flux current over time when a predetermined reduction condition is satisfied in the weakening magnetic flux control. A gradual decrease control is performed to reduce the size accordingly.
  • the change in the rotation speed of the AC motor 15 is slower than in the case where the weakening magnetic flux current is switched to a binary value, for example, so that the operator can work with the power tool 1. It becomes easier to do.
  • the control unit 4 sets the absolute value of the weakening magnetic flux current with the passage of time when a predetermined reduction condition is satisfied in the weakening magnetic flux control. Performs gradual reduction control to reduce the size.
  • the predetermined decrease condition is a condition different from the predetermined increase condition.
  • the rate of change of the weakening magnetic flux current during the gradual decrease control is smaller than the rate of change of the weakening magnetic flux current during the gradual increase control.
  • Configurations other than the first aspect are not essential configurations for the power tool 1, and can be omitted as appropriate.
  • Control unit 15 AC motor (electric motor) 131 Permanent magnet 141 Coil J1 Predetermined current value

Abstract

本開示は、電動機の回転数を増加させることができる電動工具を提供することを目的とする。電動工具（１）は、交流電動機（１５）（電動機）と、制御部（４）と、を備える。交流電動機（１５）は、永久磁石（１３１）及びコイル（１４１）を有する。制御部（４）は、交流電動機（１５）の動作を制御する。制御部（４）の制御は、弱め磁束制御を含む。制御部（４）は、弱め磁束制御において、コイル（１４１）に弱め磁束電流を流させる。弱め磁束電流は、永久磁石（１３１）の磁束を弱める磁束をコイル（１４１）に発生させるための電流である。

Description

電動工具
　本開示は一般に電動工具に関し、より詳細には、電動機を備える電動工具に関する。
　従来、電動機の回転数を制御可能な電動工具が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の電動工具は、ブラシレスＤＣモータ（電動機）と、バッテリ電圧検出部と、回転位置検出部と、制御部と、を備える。バッテリ電圧検出部は、ブラシレスＤＣモータの駆動に用いるバッテリの電圧を検出する。回転位置検出部は、ブラシレスＤＣモータの回転位置を検出する。制御部は、回転位置検出部からの信号により、ブラシレスＤＣモータへの駆動出力を制御する。制御部は、ブラシレスＤＣモータへの駆動出力制御時に、ブラシレスＤＣモータの回転数若しくは通電電流が、バッテリ電圧検出部にて検出されたバッテリ電圧に対応した目標値になるよう、ブラシレスＤＣモータへの通電角若しくは進角を制御する。
特開２０１４－１４４４９６号公報
　本開示は、電動機の回転数を増加させることができる電動工具を提供することを目的とする。
　本開示の一態様に係る電動工具は、電動機と、制御部と、を備える。前記電動機は、永久磁石及びコイルを有する。前記制御部は、前記電動機の動作を制御する。前記制御部の制御は、弱め磁束制御を含む。前記制御部は、前記弱め磁束制御において、前記コイルに弱め磁束電流を流させる。前記弱め磁束電流は、前記永久磁石の磁束を弱める磁束を前記コイルに発生させるための電流である。
図１は、一実施形態に係る電動工具のブロック図である。 図２は、同上の電動工具の概略図である。 図３は、同上の電動工具の動作例を示すフローチャートである。 図４は、同上の電動工具の動作例を示すグラフである。
　以下、実施形態に係る電動工具１について、図面を用いて説明する。ただし、下記の実施形態は、本開示の様々な実施形態の１つに過ぎない。下記の実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。また、下記の実施形態において説明する図２は、模式的な図であり、図中の各構成要素の大きさ及び厚さそれぞれの比が必ずしも実際の寸法比を反映しているとは限らない。
　（１）概要
　本実施形態の電動工具１は、例えば、インパクトドライバ、ドリルドライバ又はインパクトレンチとして用いられる。電動工具１は、図１に示すように、交流電動機１５（電動機）と、制御部４と、を備えている。交流電動機１５は、例えばブラシレスモータである。特に、本実施形態の交流電動機１５は、同期電動機であり、より詳細には、永久磁石同期電動機（PMSM（Permanent Magnet Synchronous Motor））である。制御部４は、交流電動機１５の動作を制御する。
　交流電動機１５は、永久磁石１３１を有する回転子１３と、コイル１４１を有する固定子１４と、を含んでいる。回転子１３は、出力軸１６を含む。コイル１４１と永久磁石１３１との電磁的相互作用により、回転子１３は、固定子１４に対して回転する。制御部４は、交流電動機１５に供給される弱め磁束電流（ｄ軸電流）とトルク電流（ｑ軸電流）とを独立に制御するベクトル制御を行う。制御部４の制御は、ベクトル制御による弱め磁束制御を含む。弱め磁束制御では、制御部４は、交流電動機１５のコイル１４１に弱め磁束電流（ｄ軸電流）を流させる。弱め磁束電流は、永久磁石１３１の磁束を弱める磁束（弱め磁束）をコイル１４１に発生させる。言い換えると、弱め磁束電流は、永久磁石１３１の磁束の向きに対して反対向きの磁束をコイル１４１に発生させる。これにより、交流電動機１５の回転数（出力軸１６の回転数）が増加する。
　また、制御部４の制御は、通常制御を更に含む。通常制御では、制御部４は、コイル１４１に弱め磁束電流を流させない。つまり、通常制御においてコイル１４１に流れる電流は、トルク電流（ｑ軸電流）のみとなる。制御部４は、交流電動機１５のトルク電流が比較的大きくなった場合（例えば、トルク電流の大きさが所定値を超えた場合）に、制御を弱め磁束制御から通常制御に切り替える。そのため、交流電動機１５に比較的大きなトルクが必要となる場合に、通常制御により比較的大きなトルクを得ることができる。
　（２）電動工具
　図２に示すように、電動工具１は、交流電動機１５と、電源３２と、駆動伝達部１８と、インパクト機構１７と、ソケット２３と、トリガボリューム２９と、制御部４と、トルク測定部２６と、ビット回転測定部２５と、モータ回転測定部２７と、を備えている。また、電動工具１は、先端工具を更に備えている。
　インパクト機構１７は、出力軸２１を有している。出力軸２１は、交流電動機１５から伝達された駆動力により回転する部分である。ソケット２３は、出力軸２１に固定されており、先端工具が着脱自在に取り付けられる部分である。電動工具１は、先端工具を交流電動機１５の駆動力で駆動する工具である。先端工具（ビットとも言う）は、例えば、ドライバ又はドリル等である。各種の先端工具のうち用途に応じた先端工具が、ソケット２３に取り付けられて用いられる。なお、出力軸２１に直接に先端工具が装着されてもよい。
　交流電動機１５は、先端工具を駆動する駆動源である。交流電動機１５は、回転動力を出力する出力軸１６を有している。電源３２は、交流電動機１５を駆動する電流を供給する交流電源である。電源３２は、例えば、１又は複数の２次電池を含む。駆動伝達部１８は、交流電動機１５の回転動力を調整して所望のトルクを出力する。駆動伝達部１８は、出力部である駆動軸２２を備えている。
　駆動伝達部１８の駆動軸２２は、インパクト機構１７に接続されている。インパクト機構１７は、駆動伝達部１８を介して受け取った交流電動機１５の回転動力をパルス状のトルクに変換してインパクト力を発生する。インパクト機構１７は、ハンマ１９と、アンビル２０と、出力軸２１と、ばね２４と、を備えている。ハンマ１９は、駆動伝達部１８の駆動軸２２にカム機構を介して取り付けられている。アンビル２０はハンマ１９に結合されており、ハンマ１９と一体に回転する。ばね２４は、ハンマ１９をアンビル２０側に押している。アンビル２０は、出力軸２１と一体に形成されている。なお、アンビル２０は、出力軸２１とは別体に形成されて出力軸２１に固定されていてもよい。
　出力軸２１に所定の大きさ以上の負荷（トルク）がかかっていないときには、カム機構により連結された駆動軸２２とハンマ１９とが一体に回転し、さらにハンマ１９とアンビル２０とが一体に回転するので、アンビル２０と一体に形成された出力軸２１が回転する。一方で、出力軸２１に所定の大きさ以上の負荷がかかった時には、ハンマ１９がカム機構による規制を受けながらばね２４に抗して後退し（つまり、アンビル２０から離れ）、ハンマ１９とアンビル２０との結合が外れた時点で、ハンマ１９は回転しながら前進してアンビル２０に回転方向の打撃衝撃を与え、出力軸２１を回転させる。
　トリガボリューム２９は、交流電動機１５の回転を制御するための操作を受け付ける操作部である。トリガボリューム２９を引く操作により、交流電動機１５のオンオフを切替可能である。また、トリガボリューム２９を引く操作の引込み量で、出力軸２１の回転速度、つまり交流電動機１５の回転速度を調整可能である。上記引込み量が大きいほど、交流電動機１５の回転速度が速くなる。制御部４は、トリガボリューム２９を引く操作の引込み量に応じて、交流電動機１５を回転又は停止させ、また、交流電動機１５の回転速度を制御する。この電動工具１では、先端工具がソケット２３に取り付けられる。そして、トリガボリューム２９への操作によって交流電動機１５の回転速度が制御されることで、先端工具の回転速度が制御される。
　なお、実施形態の電動工具１はソケット２３を備えることで、先端工具を用途に応じて交換可能であるが、先端工具が交換可能であることは必須ではない。例えば、電動工具１は、特定の先端工具のみ用いることができる電動工具であってもよい。
　トルク測定部２６は、交流電動機１５の動作トルクを測定する。トルク測定部２６は、例えば、ねじり歪みの検出が可能な磁歪式歪センサである。磁歪式歪センサは、交流電動機１５の出力軸１６にトルクが加わることにより発生する歪みに応じた透磁率の変化を、交流電動機１５の非回転部分に設置したコイルで検出し、歪みに比例した電圧信号を出力する。
　ビット回転測定部２５は、出力軸２１の回転角を測定する。ここでは、出力軸２１の回転角は、先端工具（ビット）の回転角に等しい。ビット回転測定部２５としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。
　モータ回転測定部２７は、交流電動機１５の回転角を測定する。モータ回転測定部２７としては、例えば、光電式エンコーダ又は磁気式エンコーダを採用することができる。
　（３）制御部
　制御部４は、１以上のプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムを、コンピュータシステムのプロセッサが実行することにより、制御部４の少なくとも一部の機能が実現される。プログラムは、メモリに記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通して提供されてもよく、メモリカード等の非一時的記録媒体に記録されて提供されてもよい。
　制御部４の制御は、弱め磁束制御と、通常制御と、を含む。制御部４は、弱め磁束制御では、インバータ回路部５１から交流電動機１５のコイル１４１に弱め磁束電流を流させる。制御部４は、通常制御では、インバータ回路部５１からコイル１４１に弱め磁束電流を流させない。後述する切替条件が満たされる場合に、制御部４の制御は弱め磁束制御となる。通常制御は、弱め磁束電流の指令値（目標値）ｃｉｄ１を０にし、弱め磁束電流がこの指令値ｃｉｄ１に収束するように行う制御と言える。弱め磁束制御は、弱め磁束電流の指令値ｃｉｄ１を０より大きくし、弱め磁束電流がこの指令値ｃｉｄ１に収束するように行う制御と言える。弱め磁束電流の指令値ｃｉｄ１が０より大きくなると、交流電動機１５に弱め磁束電流が流れ、弱め磁束が発生する。
　図１に示すように、制御部４は、指令値生成部４１と、速度制御部４２と、電流制御部４３と、第１の座標変換器４４と、第２の座標変換器４５と、磁束制御部４６と、推定部４７と、脱調検出部４８と、を有している。また、電動工具１は、インバータ回路部５１と、複数（図１では２つ）の電流センサ６１、６２と、を備えている。制御部４は、インバータ回路部５１と共に用いられ、フィードバック制御により交流電動機１５の動作を制御する。
　複数の電流センサ６１、６２はそれぞれ、例えば、ホール素子電流センサ又はシャント抵抗素子を含んでいる。複数の電流センサ６１、６２は、電源３２からインバータ回路部５１を介して交流電動機１５に供給される電流を測定する。ここで、交流電動機１５には、３相電流（Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流）が供給されており、複数の電流センサ６１、６２は、少なくとも２相の電流を測定する。図１では、電流センサ６１がＵ相電流を測定して電流測定値ｉｕ１を出力し、電流センサ６２がＶ相電流を測定して電流測定値ｉｖ１を出力する。
　推定部４７は、モータ回転測定部２７で測定された交流電動機１５の回転角θ１を時間微分して、交流電動機１５の角速度ω１（出力軸１６の角速度）を算出する。
　第２の座標変換器４５は、複数の電流センサ６１、６２で測定された電流測定値ｉｕ１、ｉｖ１を、モータ回転測定部２７で測定された交流電動機１５の回転角θ１に基づいて座標変換し、電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１を算出する。すなわち、第２の座標変換器４５は、３相電流のうちの２相の電流に対応する電流測定値ｉｕ１、ｉｖ１を、磁界成分（ｄ軸電流）に対応する電流測定値ｉｄ１と、トルク成分（ｑ軸電流）に対応する電流測定値ｉｑ１とに変換する。
　指令値生成部４１は、交流電動機１５の角速度の指令値ｃω１を生成する。指令値生成部４１は、例えば、トリガボリューム２９（図２参照）を引く操作の引込み量に応じた指令値ｃω１を生成する。すなわち、指令値生成部４１は、上記引込み量が大きいほど、角速度の指令値ｃω１を大きくする。
　速度制御部４２は、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１と推定部４７で算出された角速度ω１との差分に基づいて、指令値ｃｉｑ１を生成する。指令値ｃｉｑ１は、交流電動機１５のトルク電流（ｑ軸電流）の大きさを指定する指令値である。速度制御部４２は、指令値ｃω１と角速度ω１との差分を小さくするように指令値ｃｉｑ１を決定する。
　磁束制御部４６は、推定部４７で算出された角速度ω１と、電流制御部４３で生成される指令値ｃｖｑ１（後述する）と、電流測定値ｉｑ１（ｑ軸電流）と、に基づいて、指令値ｃｉｄ１を生成する。指令値ｃｉｄ１は、交流電動機１５の弱め磁束電流（ｄ軸方向の磁束を発生させる電流成分）の大きさを指定する指令値である。制御部４の制御が通常制御の場合は、磁束制御部４６で生成される指令値ｃｉｄ１は、弱め磁束電流を０にするための指令値となる。制御部４の制御が弱め磁束制御の場合は、磁束制御部４６は、後述する決定プロセスにより指令値ｃｉｄ１を決定する。
　電流制御部４３は、磁束制御部４６で生成された指令値ｃｉｄ１と第２の座標変換器４５で算出された電流測定値ｉｄ１との差分に基づいて、指令値ｃｖｄ１を生成する。指令値ｃｖｄ１は、交流電動機１５のｄ軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部４３は、指令値ｃｉｄ１と電流測定値ｉｄ１との差分を小さくするように指令値ｃｖｄ１を決定する。
　また、電流制御部４３は、速度制御部４２で生成された指令値ｃｉｑ１と第２の座標変換器４５で算出された電流測定値ｉｑ１との差分に基づいて、指令値ｃｖｑ１を生成する。指令値ｃｖｑ１は、交流電動機１５のｑ軸電圧の大きさを指定する指令値である。電流制御部４３は、指令値ｃｉｑ１と電流測定値ｉｑ１との差分を小さくするように指令値ｃｖｑ１を生成する。
　第１の座標変換器４４は、指令値ｃｖｄ１、ｃｖｑ１を、モータ回転測定部２７で測定された交流電動機１５の回転角θ１に基づいて座標変換し、指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１を算出する。すなわち、第１の座標変換器４４は、磁界成分（ｄ軸電圧）に対応する指令値ｃｖｄ１と、トルク成分（ｑ軸電圧）に対応する指令値ｃｖｑ１とを、３相電圧に対応する指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１に変換する。指令値ｃｖｕ１はＵ相電圧に、指令値ｃｖｖ１はＶ相電圧に、指令値ｃｖｗ１はＷ相電圧に対応する。
　インバータ回路部５１は、指令値ｃｖｕ１、ｃｖｖ１、ｃｖｗ１に応じた３相電圧を交流電動機１５に供給する。制御部４は、インバータ回路部５１をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御することにより、交流電動機１５に供給される電力を制御する。
　交流電動機１５は、インバータ回路部５１から供給された電力（３相電圧）により駆動され、回転動力を発生させる。
　この結果、制御部４は、交流電動機１５のコイル１４１に流れる弱め磁束電流が、磁束制御部４６で生成された指令値ｃｉｄ１に対応した大きさとなるように弱め磁束電流を制御する。また、制御部４は、交流電動機１５の角速度が、指令値生成部４１で生成された指令値ｃω１に対応した角速度となるように交流電動機１５の角速度を制御する。
　脱調検出部４８は、第２の座標変換器４５から取得した電流測定値ｉｄ１、ｉｑ１と、電流制御部４３から取得した指令値ｃｖｄ１、ｃｖｑ１と、に基づいて、交流電動機１５の脱調を検出する。脱調が検出された場合は、脱調検出部４８は、インバータ回路部５１に停止信号ｃｓ１を送信して、インバータ回路部５１から交流電動機１５への電力供給を停止させる。
　（４）弱め磁束制御の詳細
　次に、磁束制御部４６による指令値ｃｉｄ１の決定プロセスについて説明する。ここでは、弱め磁束が発生するときのｄ軸電流を、マイナスの電流として扱う。
　指令値ｃｉｄ１が大きいほど、指令値ｃｉｄ１に応じて調整されたｄ軸電流は大きくなる。ｄ軸電流は、電動工具１の始動時以外は、概ね０アンペア以下で推移し（図４参照）、ｄ軸電流がマイナスの値のとき弱め磁束が発生する。ｄ軸電流がマイナスの値であって、ｄ軸電流の絶対値が大きいほど、弱め磁束が大きい。磁束制御部４６は、図３に示す決定プロセスにより、所定の時間間隔で（例えば、数十μｓごとに）ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１を決定する。
　所定の切替条件が満たされる場合に、制御部４は、交流電動機１５のコイル１４１に弱め磁束電流を流す。すなわち、切替条件が満たされる場合に、制御部４の制御は弱め磁束制御となる。切替条件は、交流電動機１５が高速域で動作しているという条件を含む。交流電動機１５が高速域で動作しているとは、概略的には、交流電動機１５の回転数が比較的大きいということである。本実施形態では、「交流電動機１５が高速域で動作している」ということの定義は、交流電動機１５の回転数が所定の回転数Ｒ１（図４参照）以上で、かつ、インバータ回路部５１に対する制御部４のＰＷＭ制御のデューティが所定値以上であることである。すなわち、高速域は、交流電動機１５の回転数が所定の回転数Ｒ１以上となる動作範囲である。また、高速域は、ＰＷＭ制御のデューティ（変調度）が所定値（以下、「デューティ閾値」と称す）以上となる動作範囲である。ＰＷＭ制御のデューティは、ＰＷＭ信号の１周期中のオン期間を１周期の長さで割った値である。交流電動機１５の回転数は、デューティに略比例する。デューティ閾値は、例えば、０．９又は０．９５程度である。
　また、切替条件は、交流電動機１５のコイル１４１に流れるトルク電流値（ｑ軸電流値）が所定の電流値Ｊ１（図４参照）以下であるという条件を含む。本実施形態では、制御部４は、切替条件を満たすか否かを判定するために、トルク電流値として電流測定値ｉｑ１を用いる。ただし、制御部４は、トルク電流値として、トルク電流値の指令値ｃｉｑ１を用いてもよい。
　以下で説明するように、結局、切替条件は、角速度ω１が基準値以上、かつ、電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１以下、かつ、指令値ｃｖｑ１が基準電圧以上という条件である。ここで、基準電圧は、上記のデューティ閾値を電圧に換算した値である。
　制御部４は、交流電動機１５の回転数に相当する値として、推定部４７で算出された角速度ω１を用いる。すなわち、図３に示すように、制御部４は、角速度ω１を基準値と比較する（ステップＳＴ１）ことで、交流電動機１５の回転数が所定の回転数Ｒ１以上であるか否かを判定する。基準値は、所定の回転数Ｒ１を角速度に換算した値である。基準値は、例えば、制御部４を構成するマイクロコントローラのメモリに予め記録されている。制御部４は、角速度ω１が基準値未満の場合（ステップＳＴ１：ＹＥＳ）は、角速度ω１と基準値との比較を続ける。一方で、制御部４は、角速度ω１が基準値以上の場合（ステップＳＴ１：ＮＯ）、ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１の脈動成分を除去する（ステップＳＴ２）。具体的には、制御部４は、数十Ｈｚ（例えば、２０Ｈｚ）のカットオフ周波数を有するローパスフィルタにより、電流測定値ｉｑ１の脈動成分を除去する。
　制御部４は、次に、電流測定値ｉｑ１を所定の電流値Ｊ１（図４参照）と比較する（ステップＳＴ３）。電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１より大きい場合（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）、磁束制御部４６は、ｄ軸電流を指定する指令値ｃｉｄ１を所定量Δｉだけ増加させる（ステップＳＴ４）。すなわち、磁束制御部４６は、電流測定値ｉｑ１と所定の電流値Ｊ１とを比較する前の時点の指令値ｃｉｄ１よりも大きいｄ軸電流を指定する指令値ｃｉｄ１を生成する。所定量Δｉは、予め決められた固定値で、例えば、制御部４を構成するマイクロコントローラのメモリに予め記録されている。
　その後、磁束制御部４６は、指令値ｃｉｄ１のリミット処理を行う（ステップＳＴ５）。ここでのリミット処理は、具体的には、指令値ｃｉｄ１が所定の下限値Ｊ２（図４参照）未満の場合は指令値ｃｉｄ１を所定の下限値Ｊ２に変更し、指令値ｃｉｄ１が所定の上限値より大きい場合は指令値ｃｉｄ１を上記所定の上限値に変更する処理である。上記所定の上限値は、ここでは、０アンペアである。磁束制御部４６は、リミット処理を行った後の指令値ｃｉｄ１を出力する。
　また、電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１以下の場合（ステップＳＴ３：ＮＯ）、磁束制御部４６は、ｑ軸電圧を指定する指令値ｃｖｑ１を基準電圧と比較する（ステップＳＴ６）。基準電圧は、例えば、制御部４を構成するマイクロコントローラのメモリに予め記録されている。磁束制御部４６は、指令値ｃｖｑ１が基準電圧以上の場合（ステップＳＴ６：ＮＯ）、ｄ軸電流を指定する指令値ｃｉｄ１を所定量Δｉだけ減少させ（ステップＳＴ７）、リミット処理を行い（ステップＳＴ５）、指令値ｃｉｄ１を出力する。交流電動機１５のコイル１４１に弱め磁束電流が流れていない場合に、ステップＳＴ７により指令値ｃｉｄ１が減少することで、コイル１４１に弱め磁束電流が流れ始める。すなわち、制御部４の制御が通常制御から弱め磁束制御に切り替わる。結局、弱め磁束制御が開始されるための切替条件は、角速度ω１が基準値以上（ステップＳＴ１：ＮＯ）、かつ、電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１以下（ステップＳＴ３：ＮＯ）、かつ、指令値ｃｖｑ１が基準電圧以上（ステップＳＴ６：ＮＯ）という条件である。
　既に述べたように、基準電圧は、ＰＷＭ制御のデューティの上記のデューティ閾値を電圧に換算した値である。つまり、磁束制御部４６は、ＰＷＭ制御のデューティがデューティ閾値以上であるか否かを、指令値ｃｖｑ１と基準電圧とを比較することで判定する。指令値ｃｖｑ１が基準電圧以上であれば、ＰＷＭ制御のデューティがデューティ閾値以上であると見做せる。
　ステップＳＴ６において、指令値ｃｖｑ１が基準電圧未満の場合（ステップＳＴ６：ＹＥＳ）、磁束制御部４６は、カウント数を１だけ増加させ（ステップＳＴ８）、カウント数を所定の値（ここでは、１００）と比較する（ステップＳＴ９）。ここでのカウント数は、指令値ｃｖｑ１が基準電圧未満であるという判定結果を導出した回数のカウント数である。カウント数が１００以下の場合（ステップＳＴ９：ＮＯ）は、磁束制御部４６は、指令値ｃｉｄ１を増加も減少もさせずに、リミット処理を行い（ステップＳＴ５）、指令値ｃｉｄ１を出力する。一方で、カウント数が１００より大きい場合（ステップＳＴ９：ＹＥＳ）は、カウント数が０に初期化され（ステップＳＴ１０）、磁束制御部４６は、指令値ｃｉｄ１を所定量Δｉだけ増加させる（ステップＳＴ１１）。その後、リミット処理を行い（ステップＳＴ５）、指令値ｃｉｄ１を出力する。
　以下、ステップＳＴ３～ＳＴ１１の内容をまとめる。ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１より大きいという、第１条件を満たした場合は、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１を負の値から０に近づくように増加させる（ステップＳＴ４）。これにより弱め磁束が減少する。一方で、ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１以下であり、かつ、ｑ軸電圧の指令値ｃｖｑ１が基準電圧以上という、第２条件を満たした場合は、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１を０又は負の値から減少させる（ステップＳＴ７）。これにより弱め磁束が増加する。また、一方で、ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１以下であり、かつ、ｑ軸電圧の指令値ｃｖｑ１が基準電圧未満という、第３条件を満たした場合は、第３条件を１００回満たすごとに、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１を負の値から０に近づくように増加させる（ステップＳＴ１１）。これにより弱め磁束が減少する。第３条件を満たした回数のカウント数が１００以下の場合は、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１が維持される。
　このように、制御部４は、弱め磁束制御において、弱め磁束電流の大きさを変化させる機能を有している。制御部４は、弱め磁束制御において、第２条件（所定の増加条件）が満たされると、ステップＳＴ７により、弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って大きくする漸増制御を行う。一方で、制御部４は、弱め磁束制御において、第３条件（所定の減少条件）が満たされると、ステップＳＴ８～ＳＴ１１により、弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う。ここで、「時間経過に伴って」とは、制御対象である弱め磁束電流を１度のステップで変化させ、弱め磁束電流がその変化後の電流値で安定するのではなく、複数のステップで弱め磁束電流を変化させてから弱め磁束電流の値が安定するような態様を含む。本実施形態では、ステップＳＴ４、ＳＴ７又はＳＴ１１では、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１が所定量Δｉだけ変化し、ステップＳＴ４、ＳＴ７又はＳＴ１１が複数回繰り返されることで、最終的に弱め磁束電流が安定する。弱め磁束電流の絶対値が時間経過に伴って徐々に変化することで、交流電動機１５の回転数も徐々に変化する。これにより、制御部４の制御により回転数が自動的に変化しても、電動工具１を使用している作業者が違和感を感じる可能性を低減できる。
　ここで、ステップＳＴ６において、指令値ｃｖｑ１が基準電圧未満の場合（第２条件を満たした場合）は、制御部４は、ステップＳＴ７において、弱め磁束電流（ｄ軸電流）の絶対値を時間経過に伴って大きくする制御（漸増制御）を行う。一方で、ステップＳＴ６において、指令値ｃｖｑ１が基準電圧以上の場合（第２条件を満たさなくなり第３条件を満たした場合）は、制御部４は、ステップＳＴ８～ＳＴ１１において、弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って小さくする制御（漸減制御）を行う。上述の通り、第３条件を満たした回数のカウント数が１００以下の場合は、ｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１が維持される。そのため、ステップＳＴ８～ＳＴ１１における指令値ｃｉｄ１の変化速度は、ステップＳＴ４、ＳＴ７における指令値ｃｉｄ１の変化速度よりも小さい。つまり、第３条件を継続して満たす場合の、漸減制御による指令値ｃｉｄ１の増加速度は、第１条件を継続して満たす場合の指令値ｃｉｄ１の増加速度、及び、第２条件を継続して満たす場合の漸増制御による指令値ｃｉｄ１の減少速度よりも小さい。要するに、漸減制御の際の弱め磁束電流の変化速度は、漸増制御の際の弱め磁束電流の変化速度よりも小さい。これにより、例えば、ｑ軸電圧の指令値ｃｖｑ１が基準電圧未満となる期間の長さと基準電圧以上となる期間の長さとが同程度である場合は、ある程度以上の時間スケールで見ると、弱め磁束電流は減少する。そのため、弱め磁束電流の脈動（ハンチング）を抑制できる。
　図３に示す処理に基づいて交流電動機１５を制御する場合の、電動工具１の各パラメータの時間的な推移の一例を、図４に示す。図４において、「電池電流」は、実施形態の電源３２の出力電流を指し、「電池電圧」は、実施形態の電源３２の出力電圧を指し、「ｉｑ１」は、実施形態の電動工具１における電流測定値ｉｑ１を指す。また、図４において、「ｉｄ１」は、実施形態の電動工具１における電流測定値ｉｄ１を指し、「ｒ１」は、実施形態の電動工具１の交流電動機１５の回転数を指す。また、図４において、「ｒ２」は、実施形態の電動工具１との比較例に係る電動工具の交流電動機の回転数を指す。比較例に係る電動工具は、交流電動機に弱め磁束を流さない状態を常時維持する。すなわち、比較例に係る電動工具では、制御部の制御が常に通常制御である。
　ここでは、電動工具１は、インパクトドライバ又はドリルドライバとして、ねじ締めのために用いられるとする。すなわち、電動工具１のソケット２３（図２参照）には、ドライバが装着されている。作業者は、時点Ｔ０よりも前の時点に、ドライバをねじに挿しこむ。時点Ｔ０において、作業者は、電動工具１のトリガボリューム２９を引く操作をし、これにより交流電動機１５にｑ軸電流（トルク電流）が流れ始め、交流電動機１５が回転を開始する。その後、トリガボリューム２９に対する引込み量に応じて、回転数ｒ１は徐々に増加する。ここでは、トリガボリューム２９に対する引込み量は最大である。そのため、回転数ｒ１は、調整可能な範囲内で上限まで増加する。比較例の電動工具も、実施形態の電動工具１と同様に、インパクトドライバ又はドリルドライバとして用いられるとする。そして、比較例の電動工具においても、トリガボリュームに対する引込み量に応じて、回転数ｒ２は徐々に増加し、調整可能な範囲内で上限まで増加する。
　時点Ｔ１において、回転数ｒ１は、所定の回転数Ｒ１に達する。その後、時点Ｔ２において、上述の切替条件が満たされる。そのため、実施形態の電動工具１では、制御部４の制御が通常制御から弱め磁束制御に切り替わり、ｄ軸電流（弱め磁束電流）が流れ始める。すなわち、時点Ｔ２以降、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１が０から徐々に減少する。
　ねじを部材にねじ込むにつれて、ねじを更にねじ込むために、より大きなｑ軸電流（トルク電流）が必要となる場合がある。ｑ軸電流が増加するにつれて、電源３２（電池）の内部抵抗の損失が増加するため、電池電圧は低下する。そこで、電池電圧の低下による回転数ｒ１の低下を、ｄ軸電流（弱め磁束電流）を流すことで補うことができる。すなわち、ｄ軸電流を流さない場合と比較して、回転数ｒ１の低下を抑制することができる。言い換えると、実施形態に係る交流電動機１５では、ｄ軸電流が流れている間は、回転数ｒ１が、比較例に係る回転数ｒ２よりも大きくなる。
　実施形態の電動工具１では、時点Ｔ３において、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１の大きさが所定の下限値Ｊ２付近の値になる。リミット処理（ステップＳＴ５参照）により、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１は下限値Ｊ２を下回らない範囲で推移する。
　時点Ｔ４以降は、ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１よりも大きくなる（ステップＳＴ３：ＹＥＳ）。そのため、ｄ軸電流の電流測定値ｉｄ１が負の値から０に向かって増加する。また、時点Ｔ４付近において、ねじが部材に着座する。所定の電流値Ｊ１は、ねじが部材に着座した場合のｑ軸電流（トルク電流）の電流測定値ｉｑ１よりも小さい値となるように設定されている。すなわち、ねじが部材に着座してトルクが比較的大きくなったとき、ｑ軸電流の電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１を超えるので、これに応じて制御部４はｄ軸電流の絶対値を減少させる。言い換えると、制御部４は、弱め磁束電流を減少させる。その結果、弱め磁束が低下する。弱め磁束が低下することにより、交流電動機１５をより大きいトルクで駆動することができる。
　時点Ｔ５付近において、弱め磁束電流の大きさが０になる。さらに、時点Ｔ６において、作業者がトリガボリューム２９の引込み量を０にすることで、交流電動機１５が停止する。
　以上説明した実施形態によれば、交流電動機１５のコイル１４１に弱め磁束電流を流させることにより、弱め磁束電流を流させない場合と比較して、交流電動機１５の回転数を増加させることができる。これにより、電動工具１を用いてねじ締め等の作業に要する時間の短縮を図ることができる。また、電動工具１をドリルとして用いる場合に、回転数が増加することにより、穴あけ対象の部材に形成する穴の形状が歪む可能性を低減できる。
　また、交流電動機１５の製造誤差に起因する誘導起電圧のばらつき、又は、電源３２の電圧（電池電圧）の変動により、電動工具１の動作特性にばらつきが生じる可能性がある。弱め磁束電流の大きさを調整することにより、電動工具１の動作特性のばらつきを補正することができる。
　また、実施形態の電動工具１では、ｑ軸（トルク成分）の電流測定値ｉｑ１が所定の電流値Ｊ１より大きい場合に弱め磁束が低減され、最終的に０となる。これにより、交流電動機１５のトルクが比較的大きい場合に、より大きいトルクを出力することができる。
　すなわち、交流電動機１５のトルクが比較的大きく回転数が比較的小さい低速域では、弱め磁束を０にする又は比較的小さくすることでトルクの大きさを確保することができる。一方で、交流電動機１５の回転数が比較的大きい（少なくとも所定の回転数Ｒ１（図４参照）よりも大きい）高速域では、弱め磁束電流を流すことで回転数を更に増加させることができる。つまり、弱め磁束電流を流すことで、弱め磁束電流を流さない場合の回転数の上限よりも更に大きい回転数で交流電動機１５を回転させることができる。
　（５）実施形態の変形例
　以下、実施形態の変形例を列挙する。以下の変形例は、適宜組み合わせて実現されてもよい。
　電動工具１は、電動工具１の動作に係るパラメータを設定する操作等を受け付ける操作部を備えていてもよい。操作部は、例えば、操作入力の受付けと操作に関わる表示とを行うタッチパネルディスプレイを含んでいてもよい。
　制御部４の弱め磁束制御及び通常制御は、トリガボリューム２９とは別の操作部への操作により手動で切り替え可能であってもよい。例えば、上記のタッチパネルディスプレイへの操作により制御部４の制御が切替え可能であってもよい。
　交流電動機１５において、回転子１３がコイル１４１を有しており、かつ、永久磁石１３１が固定子１４を有していてもよい。
　電動工具１は、インパクトドライバ、ドリルドライバ又はインパクトレンチに限らない。また、電動工具１は、インパクト機構１７を備えていないドライバ又はレンチであってもよい。また、電動工具１は、フライス、グラインダ、クリーナ又はこれら以外の種類の電動工具であってもよい。
　「交流電動機１５が高速域で動作している」ということの定義は、交流電動機１５の回転数が所定の回転数Ｒ１以上であることであってもよいし、ＰＷＭ制御のデューティがデューティ閾値以上であることであってもよい。
　磁束制御部４６は、第１条件が満たされた場合のｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１の増加速度を、第２条件が満たされた場合のｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１の減少速度よりも大きくしてもよい。これにより、ｄ軸電流が脈動する可能性を低減できる。このような構成は、例えば、第１条件が１回満たされる度にｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１を増加させ、第２条件が複数回満たされる度にｄ軸電流の指令値ｃｉｄ１を減少させることで実現できる。
　制御部４の制御を弱め磁束制御に切り替える条件は、次の複数の条件のうち１つであってもよいし、次の複数の条件の中から２つ以上を適宜組み合わせた条件であってもよい。上記複数の条件は、例えば、交流電動機１５の回転数に関する条件と、ＰＷＭ制御のデューティに関する条件と、交流電動機１５のｑ軸電流に関する条件と、交流電動機１５のｑ軸電圧に関する条件と、である。
　（６）まとめ
　以上説明した実施形態等から、以下の態様が開示されている。
　第１の態様に係る電動工具１は、交流電動機１５（電動機）と、制御部４と、を備える。交流電動機１５は、永久磁石１３１及びコイル１４１を有する。制御部４は、交流電動機１５の動作を制御する。制御部４の制御は、弱め磁束制御を含む。制御部４は、弱め磁束制御において、コイル１４１に弱め磁束電流を流させる。弱め磁束電流は、永久磁石１３１の磁束を弱める磁束をコイル１４１に発生させるための電流である。
　上記の構成によれば、制御部４が交流電動機１５（電動機）を弱め磁束制御することにより、弱め磁束制御を実行しない場合と比較して、交流電動機１５の回転数を増加させることができる。
　また、第２の態様に係る電動工具１では、第１の態様において、制御部４の制御は、弱め磁束制御と、通常制御と、を含む。制御部４は、通常制御において、コイル１４１に弱め磁束電流を流させない。所定の切替条件が満たされる場合に、制御部４の制御は弱め磁束制御となる。
　上記の構成によれば、通常制御では、コイル１４１に弱め磁束電流が流れないので、制御部４の制御が弱め磁束制御の場合と比較して、交流電動機１５（電動機）のトルクを大きくすることができる。
　また、第３の態様に係る電動工具１では、第２の態様において、切替条件は、交流電動機１５（電動機）が高速域で動作しているという条件を含む。
　上記の構成によれば、交流電動機１５（電動機）の回転数に応じて制御部４の制御を自動で切り替えられる。
　また、第４の態様に係る電動工具１では、第３の態様において、高速域は、交流電動機１５（電動機）の回転数が所定の回転数以上となる動作範囲である。
　上記の構成によれば、交流電動機１５（電動機）の回転数が比較的大きい場合に、交流電動機１５の回転数を更に高めることができる。
　また、第５の態様に係る電動工具１では、第３又は４の態様において、制御部４は、ＰＷＭ制御により交流電動機１５（電動機）に供給される電力を制御する。高速域は、ＰＷＭ制御のデューティが所定値以上となる動作範囲である。
　上記の構成によれば、ＰＷＭ制御のデューティが比較的大きく、これにより交流電動機１５（電動機）の回転数が比較的大きい場合に、交流電動機１５の回転数を更に高めることができる。
　また、第６の態様に係る電動工具１では、第２～５の態様のいずれか１つにおいて、切替条件は、コイル１４１に流れるトルク電流値が所定の電流値Ｊ１以下であるという条件を含む。
　上記の構成によれば、トルク電流値が比較的小さく、これにより交流電動機１５（電動機）の回転数が比較的大きい場合に、交流電動機１５の回転数を更に高めることができる。
　また、第７の態様に係る電動工具１では、第１～６の態様のいずれか１つにおいて、制御部４は、弱め磁束制御において、弱め磁束電流の大きさを変化させる機能を有する。より詳細には、制御部４は、弱め磁束制御において、条件（増加条件又は減少条件）が満たされると、弱め磁束電流の大きさを変化させる。
　上記の構成によれば、弱め磁束電流の大きさが一定の場合と比較して、より細かに交流電動機１５（電動機）の回転数を制御できる。
　また、第８の態様に係る電動工具１では、第７の態様において、制御部４は、弱め磁束制御において、所定の増加条件が満たされると、弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って大きくする漸増制御を行う。
　上記の構成によれば、弱め磁束電流が例えば２値的に切り替わる場合と比較して、交流電動機１５（電動機）の回転数の変化が緩やかになるので、作業者が電動工具１を用いた作業を行いやすくなる。
　また、第９の態様に係る電動工具１では、第７又は８の態様において、制御部４は、弱め磁束制御において、所定の減少条件が満たされると、弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う。
　上記の構成によれば、弱め磁束電流が例えば２値的に切り替わる場合と比較して、交流電動機１５（電動機）の回転数の変化が緩やかになるので、作業者が電動工具１を用いた作業を行いやすくなる。
　また、第１０の態様に係る電動工具１では、第８の態様において、制御部４は、弱め磁束制御において、所定の減少条件が満たされると、弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う。所定の減少条件は、所定の増加条件とは異なる条件である。漸減制御の際の弱め磁束電流の変化速度は、漸増制御の際の弱め磁束電流の変化速度よりも小さい。
　上記の構成によれば、所定の増加条件及び所定の減少条件に関わるパラメータが脈動する場合に、これに応じて弱め磁束電流が脈動する可能性を低減できる。
　第１の態様以外の構成については、電動工具１に必須の構成ではなく、適宜省略可能である。
１　電動工具
４　制御部
１５　交流電動機（電動機）
１３１　永久磁石
１４１　コイル
Ｊ１　所定の電流値

Claims (10)

  1. 　永久磁石及びコイルを有する電動機と、
    　前記電動機の動作を制御する制御部と、を備え、
    　前記制御部の制御は、前記永久磁石の磁束を弱める磁束を前記コイルに発生させるための弱め磁束電流を前記コイルに流させる弱め磁束制御を含む、
    　電動工具。
  2. 　前記制御部の制御は、前記弱め磁束制御と、前記コイルに前記弱め磁束電流を流させない通常制御と、を含み、
    　所定の切替条件が満たされる場合に、前記制御部の制御は前記弱め磁束制御となる、
    　請求項１に記載の電動工具。
  3. 　前記切替条件は、前記電動機が高速域で動作しているという条件を含む、
    　請求項２に記載の電動工具。
  4. 　前記高速域は、前記電動機の回転数が所定の回転数以上となる動作範囲である、
    　請求項３に記載の電動工具。
  5. 　前記制御部は、ＰＷＭ制御により前記電動機に供給される電力を制御し、
    　前記高速域は、前記ＰＷＭ制御のデューティが所定値以上となる動作範囲である、
    　請求項３又は４に記載の電動工具。
  6. 　前記切替条件は、前記コイルに流れるトルク電流値が所定の電流値以下であるという条件を含む、
    　請求項２～５のいずれか一項に記載の電動工具。
  7. 　前記制御部は、前記弱め磁束制御において、前記弱め磁束電流の大きさを変化させる機能を有する、
    　請求項１～６のいずれか一項に記載の電動工具。
  8. 　前記制御部は、前記弱め磁束制御において、所定の増加条件が満たされると、前記弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って大きくする漸増制御を行う、
    　請求項７に記載の電動工具。
  9. 　前記制御部は、前記弱め磁束制御において、所定の減少条件が満たされると、前記弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う、
    　請求項７又は８に記載の電動工具。
  10. 　前記制御部は、前記弱め磁束制御において、前記所定の増加条件とは異なる所定の減少条件が満たされると、前記漸増制御の際の前記弱め磁束電流の変化速度よりも小さい変化速度で前記弱め磁束電流の絶対値を時間経過に伴って小さくする漸減制御を行う、
    　請求項８に記載の電動工具。
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