[发明专利]电动工具调速系统及方法

说明书

本发明公开了一种电动工具调速系统及方法，所述电动工具调速系统包括电源、逆变器、控制器、无刷电机及调速开关，控制器通过比较pwm设定占空比与pwm运行占空比的大小、pwm预设周期与pwm运行周期的大小来控制无刷电机加速；控制器通过比较pwm设定占空比与pwm运行占空比的大小、pwm运行占空比与pwm预设占空比的大小来控制无刷电机减速，其中，pwm启动周期大于pwm预设周期。本发明控制器通过增加pwm启动周期来减小pwm启动占空比，突破pwm最小占空比的限制，进而促使电动工具启动时，母线电流缓慢上升，不易触发电流保护，保证电机正常启动的稳定性与可靠性，同时使得工具在加速或减速过程中平稳且顺畅，极大地提高了用户的舒适度与体验感。

【技术领域】

本发明涉及电动工具领域，特别涉及一种电动工具调速系统及方法。

【背景技术】

无刷无感电机驱动过程中，需要通过AD实时采样反电动势，并通过检测反电动势过零点来控制电机换相，进而控制电机运转。

然而在反电动势检测过程中，由于AD采样反电动势需要满足最小采样时间，在固定pwm载波频率的驱动下，pwm最小占空比无法做到很小，尤其对于高电转速电机来说，为了解决换相滞后问题需要把pwm载波频率提高，在此情形下，pwm最小占空比更难做小，导致pwm最小占空比受到限制，如假设电机驱动的pwm载波频率为20KHZ(即pwm预设频率)，则pwm预设周期为50us (该pwm预设周期满足电机最高转速时不影响其换相的周期)，而AD最小采样时间一般为10us，即pwm最小有效脉宽为10us，则电机的pwm最小占空比为10us/50us＝20％，若以20％占空比启动电动工具，易导致电动工具的母线电流急剧上升，易触发电流保护，直接停机，最终导致电机无法启动。

此外，当电动工具以pwm最小占空比启动时，由于pwm最小占空比较大，工具启动加速冲击过快，使得电动工具壳体抖动明显且噪声大，极大地降低了客户使用工具时的舒适度与体验感，同时电动工具在减速过程中，由于pwm最小占空比受到限制，无法做到最小，导致无法满足客户对工具极低转速的需求。

【发明内容】

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电动工具调速系统及方法，具体技术方案如下：

一种电动工具调速系统，包括电源、逆变器、控制器、无刷电机及调速开关，所述电源与所述逆变器相连，所述逆变器与所述无刷电机相连，所述控制器与所述逆变器相连，所述调速开关与所述控制器相连，所述控制器存储有pwm 启动占空比、pwm预设占空比，所述pwm启动占空比为pwm启动脉宽与pwm 启动周期的比值，所述pwm预设占空比为pwm预设脉宽与pwm预设周期的比值，所述pwm启动周期大于所述pwm预设周期；

所述控制器用于实时获取所述无刷电机的pwm运行脉宽、pwm运行周期及 pwm运行占空比；所述调速开关用以向所述控制器发送调速信号，所述控制器用于根据所述调速信号生成pwm设定占空比；

所述控制器用于通过比较所述pwm设定占空比与pwm运行占空比的大小、所述pwm预设周期与所述pwm运行周期的大小来控制所述无刷电机加速；所述控制器用于通过比较所述pwm设定占空比与pwm运行占空比的大小、所述 pwm运行占空比与所述pwm预设占空比的大小来控制所述无刷电机减速。

进一步地，所述pwm启动脉宽、所述pwm预设脉宽均等于pwm最小有效脉宽，所述pwm运行周期设置成当所述无刷电机启动时等于所述pwm启动周期。

进一步地，所述pwm预设周期为pwm载波周期且为所述无刷电机运转时 pwm载波的最大频率。

进一步地，当所述无刷电机加速时，所述pwm运行占空比在所述pwm启动占空比基础上以特定占空比逐级增加；当所述无刷电机减速时，所述pwm运行占空比以所述特定占空比逐级减少。