动力工具系统及其电机转速控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种动力工具系统及其电压转速控制系统。该电机转速控制系统，用于控制动力工具电机的转速，变频器与电机连接，电机转速控制系统包括主开关、调速元件及变频器，主开关与变频器连接，用于控制电机启动和关闭；调速元件安装在动力工具上，其与变频器连接，调节调速元件，调速元件输出调速信号，变频器接收调速信号，根据调速信号获得期望的驱动频率和驱动电压，并根据其与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号，再输出控制信号给动力工具的电机，电机根据该控制信号调至相应的转速。上述动力工具系统及其电压转速控制系统，不仅能实现对电机的转速的调节，以适应不同转速需求的工况，且使用者无需来回移动，降低安全隐患。
【专利说明】
动力工具系统及其电机转速控制系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及动力工具技术领域，特别是涉及一种电机转速控制系统及具有该电机转速控制系统的动力工具系统。
【背景技术】
[0002]动力工具，如变频角磨机，在使用过程中，为了满足实际工作的多档转速需求，需要对动力工具的转速进行调节。
[0003]一般地，通过变频电源控制器控制对动力工具的电机的转速进行调节，动力工具和变频电源控制器通过电源线连接，通过变频电源控制器上的操作界面来控制电机的转速。而变频电源控制器通常与动力工具相隔较远，在动力工具工作过程中，使用者需要来回移动来调节电机转速，比较不便。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对使用者无需来回移动调节动力工具的电机的转速问题，提供一种电机转速控制系统及具有该电机转速控制系统的动力工具系统。
[0005]一种电机转速控制系统，用于控制动力工具的电机的转速所述变频器与所述电机连接，其中，所述电机转速控制系统包括:
[0006]主开关，所述主开关与变频器连接，所述主开关设置在所述动力工具上，所述主开关用于控制所述电机的启动和关闭；
[0007]调速元件，所述调速元件安装在所述动力工具上，所述调速元件用于输出调速信号;及
[0008]变频器，所述变频器分别与所述调速元件和所述电机相连接，所述变频器用于接收所述调速信号，并控制所述电机的转速，
[0009]其中，通过调节所述调速元件，所述调速元件输出调速信号;所述变频器接收所述调速信号，根据所述调速信号获得期望的驱动频率和驱动电压，根据期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号，所述变频器将所述控制信号传输给所述电机，所述电机根据所述控制信号调至相应的转速。
[0010]在其中一个实施例中，所述电机转速控制系统还包括控制板，所述控制板设置在所述动力工具中，所述控制板与所述调速元件连接，且所述控制板与所述变频器连接，所述控制板用于接收所述调速元件输出的调速信号，对所述调速信号进行处理，并将所述处理后的调速信号传输给所述变频器。
[0011]在其中一个实施例中，所述控制板包括降电压模块和控制处理模块，所述降电压模块与所述控制处理模块连接，所述降电压模块用于提供电压给所述控制处理模块，所述控制处理模块与所述调速元件连接，且所述控制处理模块包括输出端口，所述输出端口与所述变频器连接，所述控制处理模块用于接收所述调速元件输出的调速信号，对所述调速信号进行处理，得到速度信号，并将所述速度信号传输给所述变频器。
[0012]在其中一个实施例中，所述降电压模块包括整流器和稳压器，所述整流器的第一端和第二端分别与电源连接，所述整流器的第三端接地，所述整流器的第四端与所述稳压器的一端连接，所述稳压器的另一端与所述控制处理模块连接。
[0013]在其中一个实施例中，所述调速元件为可变电阻式开关。
[0014]在其中一个实施例中，所述可变电阻式开关为vr调速开关或带拨钮的电位器。
[0015]在其中一个实施例中，所述调速元件为旋转编码开关。
[0016]在其中一个实施例中，所述变频器包括采样单元、与所述采样单元连接的转换单元以及与所述转换单元连接的放大单元，所述采样单元用于接收所述调速元件传输的信号，所述转换单元用于根据所述调速元件获得期望的驱动频率和驱动电压，并根据所述期望的驱动频率和驱动电压和当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，得到驱动脉宽调制信号，所述放大单元用于将所述驱动脉宽调制信号进行放大并传输给所述电机。
[0017]—种动力工具系统，所述动力工具系统包括动力工具，所述动力工具包括电机和壳体，其中，所述动力工具还包括上述电机转速控制系统，所述主开关与所述调速元件均安装在所述壳体上，所述主开关与所述调速元件均与所述变频器连接，所述电机与所述变频器连接。
[0018]在其中一个实施例中，所述主开关与所述调速元件均安装在所述壳体上的用于手握的位置处。
[0019]上述电机转速控制系统及具有该电机转速控制系统的动力工具系统，通过设置调速元件和主开关来实现对电机转速的调节，主开关与变频器连接，而变频器和电源连接，主开关控制电机的启动和关闭，调速元件安装在动力工具上，且调速元件和变频器连接，调节调速元件，调速元件输出调速信号给变频器，变频器接收该调速信号，并根据该调速信号获得期望的驱动频率和驱动电压，并根据该期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号，再输出该控制信号给动力工具的电机，电机根据该控制信号调至相应的转速，调速元件安装在动力工具上，使用者只需操作动力工具上的主开关和调速元件，就能实现对电机的转速的调节，以适应不同转速需求的工况，且使用者无需来回移动，降低安全隐患。
【附图说明】
[0020]图1为一实施例的电机转速控制系统的结构示意图；
[0021]图2为另一实施例的电机转速控制系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，一实施例的电机转速控制系统100包括主开关110、调速元件120及变频器130。电机转速控制系统100用于控制动力工具的电机200的转速，变频器130和电机200连接。
[0023]具体地，在本实施例中，动力工具为变频角磨机，电机200为三相电机。主开关110和变频器130连接，变频器130和电源连接，三相电机的三个引出端U、V及W分别与变频器130的三个端口 U、V及W对应连接，闭合主开关110，变频器130控制电机200启动，打开主开关110，变频器130控制电机200停止工作。
[0024]调速元件120安装在动力工具上，调速元件120和变频器130连接，调速元件120用于输出调速信号。调速元件120输出调速信号给变频器130，变频器130根据该调速信号获得期望的驱动频率和驱动电压，再根据该期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号，再将控制信号发送给电机200，电机200的根据该控制信号调节其转速至相应值。
[0025]在本实施例中，变频器130包括采样单元、与采样单元连接的转换单元以及与转换单元连接的放大单元。采样单元用于接收调速元件120传输的信号。转换单元用于根据采样单元接收的信号获得期望的驱动频率和驱动电压，并根据该期望的驱动频率和驱动电压和当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，得到驱动脉宽调制信号。放大单元用于将该驱动脉宽调制信号进行放大并传输给电机200。
[0026]在本实施例中，从图1中可知，调速元件120为旋转编码开关。
[0027]当调速元件120为旋转编码开关时，该旋转编码开关包括第一端子、第二端子及第三端子，第一端子和第二端子均与变频器130连接，第三端子接地，旋转该旋转编码开关，使得第一端子和第二端子之间的脉冲信号有90度的相位差，并将该脉冲信号发送给变频器130，变频器130中的采样单元采集到该脉冲信号，转换单元接收该脉冲信号，并对该脉冲信号进行处理，得到减速或加速信号，并根据该减速或加速信号，获得期望的驱动频率和驱动电压。将期望的驱动频率和驱动压力和当前的驱动频率和驱动电压进行比较，对期望的驱动频率进行积分运算，得到当前所需的驱动角度，该驱动角度和期望的驱动电压经过调制后得到电机的驱动脉宽调制信号。放大单元将该驱动脉宽调制信号进行功率放大，得到高压和大电流信号，并将该高压和大电流信号传输给电机200。该高压和大电流信号通过电机200的定子线圈做功驱动电机200，使得电机200的转速调整到相应值。
[0028]通过将调速元件120安装在动力工具上，使用者只需操作动力工具上的主开关110和调速元件120，就能实现对电机200的转速的调节，以适应不同转速需求的工况，且使用者无需来回移动，降低安全隐患。
[0029]在其他实施例中，调速元件120也可以为可变电阻式开关。
[0030]当调速元件120为可变电阻式开关时，可变电阻式开关包括可变电阻器和按钮，可变电阻器包括第一端、第二端以及滑动端，第一端、第二端及滑动端分别与变频器130连接，且滑动端与按钮连接，按钮用于滑动该滑动端。通过按钮滑动该滑动端，产生不同的阻值，进而产生不同的电压，变频器130接收到该电压信号，对该电压信号进行处理，将其转换为控制信号，再将该控制信号发送给电机200，调节电机200的转速。
[0031]需要说明的是，可变电阻式开关可以为vr调速开关、带拨钮的电位器等。
[0032]上述电机转速控制系统100中的调速元件120和变频器130直接连接，不管调速元件120是可变电阻式开关，还是霍尔传感器或脉冲编码开关等，都有多根线连出来和变频器130连接，从而使得变频器130和动力工具之间的连接线比较多。
[0033]为了减少变频器130和动力工具之间的连接线，如图2所示，另一实施例的电机转速控制系统400包括主开关410、调速元件420、变频器430以及控制板440。电机转速控制系统400用于控制动力工具的电机200的转速变频器430和电机200连接。
[0034]具体地，在本实施例中，动力工具为变频角磨机，电机200为三相电机。主开关410和变频器430连接，变频器430和电源连接，三相电机的三个弓I出端分别与变频器430的对应的三个端口连接，闭合主开关410，变频器430控制电机200启动，打开主开关410，变频器430控制电机200停止工作。
[0035]调速元件420安装在动力工具上，控制板440设置在所述动力工具中，控制板440与调速元件420连接，且控制板440与变频器430连接，控制板440用于接收调速元件420输出的调速信号，对调速信号进行解码处理，得到速度信号，该速度信号为加速或减速信号，并将该速度信号传输给变频器430中的处理器，变频器430中的处理器接收该速度信号，并根据该速度信号调节电机200的转速。
[0036]在本实施例中，控制板440包括降电压模块441和控制处理模块442，降电压模块441和控制处理模块442连接，降电压模块441的一端与电源开关连接，闭合电源开关，提供电压，通过降电压模块441对该电压进行降压，且降电压模块441给控制处理模块442供电。电源所提供的电压为15V，对于控制处理模块442，电源直接供给的电压相对较高，从而需要进该电压进行降压，将其降至5V。
[0037]其中，降电压模块441包括整流器和稳压器，整流器的第一端和第二端分别与电源连接，整流器的第三端接地，整流器的第四端与稳压器的一端连接，稳压器的另一端与控制处理模块442连接，电源输出的15V电压通过整流器和稳压器，电压降至5V，而稳压器的另一端与控制处理模块442连接，从而给控制处理模块442提供稳定的5V电压。
[0038]此外，调速元件420和控制处理模块442连接，调速元件420输出调速信号给控制处理模块442，控制处理模块442对该调速信号进行解码处理，得到速度信号，再将速度信号通过通讯线发送给变频器430中的处理器，处理器根据该控制信号调节电机200的转速至相应值。
[0039]在本实施例中，调速元件420为旋转编码开关。当调速元件420为旋转编码开关时，该旋转编码开关包括第一端子、第二端子及第三端子，第一端子和第二端子均与控制处理模块442连接，第三端子接地。旋转该旋转编码开关，第一端子和第二端子之间的脉冲信号有90度的相位差并输出电压信号给控制处理模块442，控制处理模块442对该脉冲信号进行解码处理，得到加速或减速信号。控制处理模块442将该加速或减速信号通过通讯线传输给变频器430中的采样单元。
[0040]采样单元接收该加速或减速信号。转换单元根据该加速或减速信号和变频器430和当前的驱动频率和驱动电压，获得期望的驱动频率和驱动电压。对期望的驱动频率进行积分运算，得到当前所需的驱动角度，该驱动角度和期望的驱动电压经过调制后得到电机的驱动脉宽调制信号。放大单元将该驱动脉宽调制信号进行功率放大，得到高压和大电流信号，并将该高压和大电流信号传输给电机200。该高压和大电流信号通过电机200的定子线圈做功驱动电机200，使得电机200的转速调整到相应值。
[0041]在其他实施例中，调速元件420也可以为可变电阻式开关，可变电阻式开关包括可变电阻器和按钮，可变电阻器包括第一端、第二端以及滑动端，第一端、第二端及滑动端分别与控制处理模块442连接，且滑动端与按钮连接，按钮用于滑动该滑动端。通过按钮滑动该滑动端，产生不同的阻值，进而产生不同的电压，控制处理模块442接收到该电压值，对该电压值进行处理，将其转换为控制信号，再将该控制信号发送给变频器300的处理器，变频器300的处理器控制调节电机200的转速。
[0042]需要说明的是，可变电阻式开关可以为vr调速开关、带拨钮的电位器等。
[0043]通过将调速元件420安装在动力工具上，使用者只需操作动力工具上的主开关410和调速元件420，就能实现对电机200的转速的调节，以适应不同转速需求的工况，且使用者无需来回移动，降低安全隐患。此外，还通过在动力工具中设置控制板430，减少动力工具和变频器430之间的连接线的根数，更加利于管理，也降低安全隐患。
[0044]一实施例的动力工具系统，包括动力工具该动力工具包括上述的电机转速控制系统、电机以及壳体，电机转速控制系统包括主开关、调速元件及变频器，主开关和调速元件安装在壳体上，优选的，主开关与调速元件均安装在壳体上的用于手握的位置处，利于操作者操作。主开关与调速元件均与变频器连接，电机与变频器连接。调节调速元件，调速元件输出调速信号给变频器，变频器接收对该调速信号。根据该调速信号，获得期望的驱动频率和驱动电压，根据期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号。变频器将控制信号传输给电机，电机根据控制信号调至相应的转速。
[0045]此外，变频器包括采样单元、与采样单元连接的转换单元以及与转换单元连接的放大单元，采样单元用于调速元件传输的信号传输的信号。转换单元用于根据调速元件传输的信号获得期望的驱动频率和驱动电压，根据期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，得到驱动脉宽调制信号。放大单元用于将驱动脉宽调制信号进行放大并传输给电机，控制调节电机的转速。
[0046]在另一实施例中，电机转速控制系统还包括控制板，控制板设置在动力工具中，控制板与调速元件连接，且控制板与变频器连接，控制板用于接收调速元件输出的调速信号，对调速信号进行解码处理，得到速度制信号，并将该速度信号传输给变频器中的处理器，变频器中的处理器接收该速度信号，并根据该速度信号调节电机的转速。
[0047]需要说明的是，调速元件可以为可变电阻式开关或旋转编码开关等。
[0048]上述电机转速控制系统及具有该电机转速控制系统的动力工具系统，通过设置调速元件和主开关来实现对电机转速的调节，主开关与变频器连接，而变频器和电源连接，主开关控制电机的启动和关闭，调速元件安装在动力工具上，且调速元件和变频器连接，调节调速元件，调速元件输出调速信号给变频器，变频器接收该调速信号，并根据该调速信号获得期望的驱动频率和驱动电压，并根据该期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号，再输出该控制信号给动力工具的电机，电机根据该控制信号调至相应的转速，调速元件安装在动力工具上，使用者只需操作动力工具上的主开关和调速元件，就能实现对电机的转速的调节，以适应不同转速需求的工况，且使用者无需来回移动，降低安全隐患。
[0049]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0050]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种电机转速控制系统，用于控制动力工具的电机的转速，其特征在于，所述电机转速控制系统包括: 主开关，所述主开关与变频器连接，所述主开关设置在所述动力工具上，所述主开关用于控制所述电机的启动和关闭； 调速元件，所述调速元件安装在所述动力工具上，所述调速元件用于输出调速信号;及 变频器，所述变频器分别与所述调速元件和所述电机相连接，所述变频器用于接收所述调速信号，并控制所述电机的转速， 其中，通过调节所述调速元件，所述调速元件输出调速信号;所述变频器接收所述调速信号，根据所述调速信号获得期望的驱动频率和驱动电压，根据期望的驱动频率和驱动电压与当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，生成控制信号，所述变频器将所述控制信号传输给所述电机，所述电机根据所述控制信号调至相应的转速。2.根据权利要求1所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述电机转速控制系统还包括控制板，所述控制板设置在所述动力工具中，所述控制板与所述调速元件连接，且所述控制板与所述变频器连接，所述控制板用于接收所述调速元件输出的调速信号，对所述调速信号进行处理，并将所述处理后的调速信号传输给所述变频器。3.根据权利要求2所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述控制板包括降电压模块和控制处理模块，所述降电压模块与所述控制处理模块连接，所述降电压模块用于提供电压给所述控制处理模块，所述控制处理模块与所述调速元件连接，且所述控制处理模块包括输出端口，所述输出端口与所述变频器连接，所述控制处理模块用于接收所述调速元件输出的调速信号，对所述调速信号进行处理，得到速度信号，并将所述速度信号传输给所述变频器。4.根据权利要求3所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述降电压模块包括整流器和稳压器，所述整流器的第一端和第二端分别与电源连接，所述整流器的第三端接地，所述整流器的第四端与所述稳压器的一端连接，所述稳压器的另一端与所述控制处理模块连接。5.根据权利要求1-4中任一项所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述调速元件为可变电阻式开关。6.根据权利要求5所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述可变电阻式开关为vr调速开关或带拨钮的电位器。7.根据权利要求1-4中任一项所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述调速元件为旋转编码开关。8.根据权利要求1所述的电机转速控制系统，其特征在于，所述变频器包括采样单元、与所述采样单元连接的转换单元以及与所述转换单元连接的放大单元，所述采样单元用于接收所述调速元件传输的信号，所述转换单元用于根据所述调速元件传输的信号获得期望的驱动频率和驱动电压，并根据所述期望的驱动频率和驱动电压和当前的驱动频率和驱动电压的比较结果，得到驱动脉宽调制信号，所述放大单元用于将所述驱动脉宽调制信号进行放大并传输给所述电机。9.一种动力工具系统，所述动力工具系统包括动力工具，所述动力工具包括电机和壳体，其特征在于，所述动力工具还包括权利要求1-8中任一项所述的电机转速控制系统，所述主开关与所述调速元件均安装在所述壳体上，所述主开关与所述调速元件均与所述变频器连接，所述电机与所述变频器连接。10.根据权利要求9所述的动力工具系统，其特征在于，所述主开关与所述调速元件均安装在所述壳体上的用于手握的位置处。
【文档编号】B25F5/00GK205572350SQ201620114576
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】万德康
【申请人】苏州宝时得电动工具有限公司