电动工具的制作方法

1.本实用新型涉及一种电动工具，具体涉及一种能接入交流电源的电动工具。


背景技术：

2.角磨机是业界常见的电动工具，工作原理输出轴围绕自身轴线作高速旋转运动。当用户在输出轴的端部安装有不同的工作头后，如砂轮片，切割片等，可以实现切割、磨削、抛光等工作需求。
3.现有的角磨机包括两类，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电能有限，对于一些大功率需求的角磨机而言，需要提供更大的能量供给。现有技术中，通过接入交流市电作为角磨机的动力来源，可以实现较大功率的输出。然而采用交流电源供电的角磨机，经过整流模块输出的母线电压波动范围很大，通常在整流模块后设置电容来稳定输出，以抑制交流电压周期性变化而产生的扭矩波动和噪音。
4.然而，对于接入交流电源的角磨机而言，频繁通断电或较大负载下工作，导致母线电压波动和纹波电流较大，因此电容使用过程中出现跳火击穿是十分常见的失效方式。
5.因此，需要设计一种安全性高、使用寿命长的接入交流电源的角磨机。


技术实现要素：

6.为解决现有问题的不足，本实用新型的目的在于提供一种安全性高的电动工具。
7.为实现上述目的，本实用新型采用如下方案：
8.一种电动工具，包括：
9.壳体，包括第一壳体部和第二壳体部；
10.供电端，连接至所述壳体，用于提供交流电源；
11.电机，由所述第一壳体部收容并支撑，具有输出轴；
12.传动组件，连接至所述输出轴；
13.控制组件，由所述第二壳体部收容并且电性连接至所述电机，用于控制所述电机，所述控制组件包括：
14.整流模块，用于将所述交流电转化为直流电；
15.逆变电路，具有多个功率器件，用于驱动所述电机；
16.至少一个电解电容，设置在所述整流模块和所述逆变电路之间，所述电解电容包括正极箔、负极箔、所述正极箔和负极箔之间的电容器纸、正极导线和负极导线，所述正极导线和所述负极导线的一端分别与所述正极箔和所述负极箔连接，所述负极导线与负极箔的连接部分贴有铝箔。
17.优选的，所述电解电容的数量为两个，两个所述电解电容的连接方式为并联。
18.优选的，在所述负极箔的延展方向上，所述铝箔的长度大于所述负极导线的长度。
19.优选的，在所述负极箔的高度方向上，所述铝箔的上边缘与所述负极箔的上边缘基本齐平。
20.优选的，在所述负极箔的高度方向上，所述铝箔的下边缘位于所述负极导线的下边缘和所述负极箔的下边缘之间。
21.优选的，所述第二壳体部大致呈圆筒状或椭圆筒状，所述电解电容大致呈圆柱体状，所述第二壳体部的外径或短轴与所述电解电容的直径的比值范围为2.5～6。
22.优选的，所述电解电容的体积与容量的比值范围为40～100mm3/μf。
23.优选的，所述铝箔采用焊接或铆接的方式连接至所述负极箔。
24.优选的，所述电解电容位于所述整流模块和所述逆变电路之间。
25.优选的，所述电动工具为角磨机，所述交流电源的电压为190～240v，所述电机为无刷直流电机。
26.本实用新型提供的电动工具，整流模块输出的脉冲直流电经电解电容稳压后，母线电压波动和纹波电流得到大幅度的降低，不仅抑制了电动工具的抖动和杂音，还提升了电动工具在恶劣工况下使用的安全性和稳定性。
附图说明
27.图1为实施方式一中角磨机的结构示意图。
28.图2a为实施方式一中控制组件的主视图。
29.图2b为实施方式一中控制组件的俯视图。
30.图3为实施方式一中电解电容的结构示意图。
31.图4为实施方式一中角磨机的电路连接示意图。
32.图5a为实施方式二中控制组件的主视图。
33.图5b为实施方式二中控制组件的俯视图。
34.图6为实施方式二中角磨机的电路连接示意图。
具体实施方式
35.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
36.需要说明的是，除非另外定义，本实用新型实施方式使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型实施方式中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
37.实施方式一：
38.本实施方式中涉及的电动工具具体是一种角磨机，但本实用新型并不限于角磨机，也可以是砂光机或多功能机等。
39.如图1所示，本实施方式中角磨机10包括：壳体1、供电端2、由壳体收容并支撑的电机3、控制组件4和传动组件5。
40.壳体1具有防护作用，能够有效避免操作人员在使用角磨机10时触及壳体1内部的零部件，保证操作人员的使用安全，提高安全性能。同时，角磨机10在工作时会产生灰尘，壳体1能够避免灰尘进入到壳体1的内部，进而避免灰尘积聚在壳体1内部的零部件上，延长角磨机10的使用寿命，提高角磨机10的工作效率。
41.具体的，壳体1包括第一壳体部11和第二壳体部12，第一壳体部11用于容纳电机、传动组件等部件，第二壳体部12用于容纳控制组件等，第二壳体部12也可供用户在使用角磨机时，单手或双手握持操作。第二壳体部12大致具有圆筒状或椭圆筒状，前后外径大致相同。
42.供电端2，与壳体1连接或设置在壳体1内，用于接入外部电源。通常，外部电源提供的交流电电压为190v～240v之间，利用供电端输入的电能，驱动电机3进行旋转。供电端2可以是由壳体内延伸的电源线，也可以是以插接口的形式设置在角磨机10后端。
43.本实施方式中，电机3为无刷直流电机，电机3具有主轴，传动组件5与主轴传动连接。传动组件5的输出端通常配置有工作头，例如砂轮片、切割片等。利用工作头的特定运动，继而实现各种作业需求。在本实施方式的角磨机10上，传动组件5为锥齿轮系统，其可将电机的绕轴旋转转变为垂直方向的旋转运动。
44.控制组件4设置在电机3后方，控制组件4用于控制电机3的驱动。更具体的，如图2a和图2b所示，控制组件包括整流模块41，整流模块41将供电端2接入的交流电转变为脉冲形式的直流电，但通常该直流电波动范围很大，造成电机空载时的抖动大，齿轮音差等问题。
45.为了解决上述抖动大，齿轮音差的问题，现有技术通常是在整流模块下游设置一个或多个电容。薄膜电容的容量体积比较小，角磨机往往要求结构紧凑、握持舒适，因此对于角磨机尺寸，尤其是握持部尺寸的要求较高。若是选用薄膜电容，为了达到一定的电容容量，则需要并联多个薄膜电容，会使得壳体尺寸变大，造成握持和携带不方便的问题。若是选择容量体积比相较于薄膜电容更大的电解电容，相较于薄膜电容而言，电解电容通常具有更大的esr，承受大纹波电流的能力较差。因此在角磨机负载较大时，由于纹波电流较大，电解电容容易出现跳火击穿的情况。而角磨机在高速运行中，若是电解电容突然跳火击穿，用户可能会由于突然产生的爆炸声而受到惊吓，造成意外伤害。
46.本实施方式中，在整流模块41下游设置一个电解电容42，容量不低于10μf。如图3所示，该电解电容42包括正极箔421、负极箔422、设置在正极箔和负极箔之间的电容器纸423，电容器纸内浸有电解液，正极箔和负极箔通常由铝制材料形成。正极导线424的一端连接至正极箔421，另一端延伸出电解电容42的壳体；负极导线的425的一端连接至负极箔422，另一端延伸出电解电容42的壳体。其中负极导线425与负极箔422连接的部分贴有一片铝箔426，铝箔426再通过焊接或铆接的方式固接至负极箔422。
47.更具体的，铝箔426完全覆盖负极导线425与负极箔422连接的部分。在负极箔422的延展方向上，即长度方向上，铝箔426的长度大于负极导线425的长度。在垂直于负极箔422延展的方向上，即负极箔422的高度方向上，以正极导线424和负极导线425延伸出电解电容42壳体的方向为上，相反方向为下，铝箔426的上边缘与负极箔422的上边缘基本齐平，铝箔426的下边缘位于负极导线425的下边缘和负极箔422的下边缘之间。容易理解的是，铝箔426的下边缘可与负极导线425的下边缘或负极箔422的下边缘重合。
48.采用上述结构的电解电容42，确保铝箔426能够覆盖负极导线425的有效长度，负
极导线425的单位面积电容量显著提升，承受纹波电流冲击的能力显著提升，发生跳火击穿的风险大大降低。
49.进一步的，如图2a和图2b所示，控制组件4还包括设置在电解电容42下游的逆变电路43，逆变电路包括6个igbt431，igbt431根据控制信号进行开关动作，以驱动电机。对本领域技术人员来说，很容易想到，根据电动工具的功率大小，选择其他类型的功率器件，例如mos管，可控硅等。也可根据功率大小，选择更多数量的功率器件。
50.优选的，igbt上方还设有散热片432，用于将igbt431散出的热量传导至空气中，避免igbt431由于温度过高而损坏。
51.可以看出，本实施方式中，在第二壳体部12向第一壳体部11延伸的方向上，上述控制组件4中的电器元件的排布顺序大致为整流器、电解电容、逆变电路，电解电容设置在整流器和逆变电路之间。这样有利于电器元件的冷却和电动工具的小型化设计。
52.本领域技术人员应当知道，电解电容42通常为圆柱体形状，正极导线424和负极导线425一部分延伸出电解电容42的壳体，以与其他电气组件连接。优选的，第二壳体部12的外径或短轴与电解电容42的直径的比值范围为：2.5～6。这样可在握持舒适、携带方便的前提下，最大化地优化角磨机的安全性和稳定性。
53.优选的，电解电容42的体积容量比的取值范围为：40～100mm3/μf，这样可以在满足性能要求的情况下，尽可能实现角磨机的小型化设计。
54.参照图4，为本实施方式的电路示意图，供电端2提供的交流电经整流模块41后转变成脉冲形式的直流电，该直流电经电解电容42稳压后，为逆变电路43和电机3供电。
55.本实施方式提供的角磨机10，整流模块41输出的脉冲直流电经电解电容42稳压后，母线电压波动和纹波电流得到大幅度的降低，不仅仅抑制了角磨机10的抖动和杂音，还提升了角磨机10在恶劣工况下使用的安全性和稳定性。
56.实施方式二：
57.参照图5a、图5b和图6所示，与实施方式一相比，在实施方式二中，整流模块41后方以并联方式设置两个电解电容42a和42b，与实施方式一相比，本实施方式的控制组件抑制母线电压波动和承受纹波电流冲击的能力进一步提升。而且，本领域技术人员容易想到，在特定的性能要求和空间条件下，可以通过设置更多的电解电容，以实现需要的技术效果。
58.需要说明的是，上述对本实用新型的一些实施方式进行了描述。其它实施方式在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施方式中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。
59.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施方式的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本实用新型的思路下，以上实施方式或者不同实施方式中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型实施方式的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
60.尽管已经结合了本实用新型的具体实施方式对本实用新型进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施方式的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。
61.本实用新型实施方式旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本实用新型实施方式的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。