[发明专利]电动工具的无传感器电机控制

说明书

用于无传感器电机控制的方法和电动工具。一个实施例提供了一种用于驱动电动工具(100)的无传感器电机(150)的自动控制切换方法。该方法包括使用电机控制器(224)基于用户输入(232)确定第一负载点，以及使用电机控制器(224)确定对应于第一负载点的第一电机控制技术。该方法还包括基于第一电机控制技术驱动电机(150)。该方法还包括使用电机控制器(224)确定从第一负载点到第二负载点的变化，以及使用电机控制器(224)确定对应于第二负载点的第二电机控制技术。该方法包括基于第二电机控制技术驱动电机(150)。

相关申请

本申请要求于2019年4月15日提交的申请号为62/833,834的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文描述的实施例涉及电动工具中的无传感器电机控制。

背景技术

在电动工具中使用无刷直流(BLDC)电机可提高效率和功率输出。这些电机由具有电力开关元件的逆变桥供电。电动工具的控制器控制电力开关元件(例如，使用脉冲宽度调制(PWM)驱动信号)来操作电机。可以改变PWM信号的占空比以改变电机的旋转速度。

发明内容

与有刷电机不同，可以确定转子的位置以控制BLDC电机的操作。例如，具有BLDC电机的系统可以使用传感器(例如，霍尔传感器)或编码器(例如，旋转编码器)来检测转子中的磁铁的位置，从而控制到电力开关元件的驱动信号的时序。

在BLDC电机中，包含转子位置传感器会增加成本并增加电动工具的尺寸，以及会降低驱动电机的效率。因此，至少出于这些原因，需要以下至少一种或多种：无传感器电机，用于检测无传感器电机的转子位置的方法，以及用于操作无传感器电机的技术。

本文描述的方法提供了用于驱动电动工具的无传感器电机的切换的自动控制。该方法包括使用电机控制器基于用户输入确定第一负载点，以及使用电机控制器确定对应于第一负载点的第一电机控制技术。该方法还包括基于第一电机控制技术驱动电机。该方法还包括使用电机控制器确定从第一负载点到第二负载点的变化，以及使用电机控制器确定对应于第二负载点的第二电机控制技术。该方法包括基于第二电机控制技术驱动电机。

本文描述的电动工具提供包括无传感器电机，被配置为向电机提供操作电力的逆变桥，以及联接到逆变桥的电机控制器。电机控制器被配置为基于用户输入确定第一个负载点，以及确定对应于第一负载点的第一电机控制技术。电机控制器还被配置为使用逆变桥基于第一电机控制技术驱动电机。电机控制器还被配置为确定从第一个负载点到第二个负载点的变化，以及确定对应于第二负载点的第二电机控制技术。电机控制器被配置为使用逆变桥基于第二电机控制技术驱动电机。

本文描述的方法提供了用于驱动电动工具的无传感器电机的切换的自动控制。该方法包括使用电机控制器检测电动工具操作参数，以及使用电机控制器基于电动工具操作参数确定电动工具的负载点。该方法还包括使用电机控制器确定对应于负载点的电机控制技术，以及使用电机控制器基于电机控制技术驱动电机。

本文描述的电动工具包括无传感器电机，被配置为向电机提供操作电力的逆变桥，以及联接到逆变桥的电机控制器。电机控制器被配置为检测电动工具操作参数，以及基于电动工具操作参数确定电动工具的负载点。电机控制器还被配置为确定与负载点对应的电机控制技术，以及使用逆变桥基于电机控制技术的驱动电机。

本文描述的方法提供了用于在电动工具的无传感器电机的高频注入转子位置检测。该方法包括使用耦合电路将高频注入信号耦合到电机以及使用去耦电路检测对高频注入信号的电机响应。该方法还包括：使用电机控制器基于电机响应确定转子位置同时在逆变桥上保持较低的切换频率；以及使用电机控制器基于检测到的转子位置驱动电机。