專利名稱：變頻電動工具的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于電動工具，尤其涉及一種應用數碼智能電子變頻技術和 變頻電動^/L的變頻電動工具。
技術背景目前公知的電動工具，主要有單相串激電動工具和三相異步電動工具，另外還有三相150HZ、 200HZ、 300HZ、 400HZ四種三相42V中頻電源的中頻 電動工具。電動工具的使用，主要為手持式，則要求使用電源方便，攜帶輕 巧，力大，安全，單相串激電動工具基本上滿足了上述使用要求，由于使用 面廣，因此發展和需求量很大。單相串激電動工具，也存在許多缺點，主要 有空載噪音大，有換向火花，產生無線電、電視干擾，需經常更換磨損的電 刷，有大量碳粉塵埃逸出，起動、制動電流大，影響電網中其它電器的使用， 軸承，開關，電樞易損壞，影響使用壽命。大功率電動工具更易損壞，壽命 更短。三相異步電動工具的使用壽命長，使用功率可大，其缺點體積大、 重量重、單位重量出力小，只能適用移動式，大功率電動工具，不太適合手 持式。其它四種三相150HZ、 200HZ、 300HZ、 400HZ中頻電動工具，工作 電壓為42V,使用安全、工作壽命長、體積小、重量輕、使用方便，其主要 缺點使用工作電源的電壓、頻率與電網上供電不一致，需用專用中頻電源， 一種頻率工具需一種頻率設備， 一種頻率工具只有一種速度，因此使用范圍 受限制，只適于少量工廠的專用生產線上使用，而且中頻工具價;格昂貴。業 內亟待開發一種解決上述電動工具各有的缺點，又把它們各自優點集于一體，并且有節能，環保，智能運行和多種保護功能，更安全，更方便，更可靠，使用壽命更長的電動工具屮實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種采用了先進的 數碼智能電子變頻技術和變頻電機結合一體的變頻電動工具，它可以根據實 際使用所需的功率大小，智能地自動反饋信每，調整變頻模塊輸出頻率，可 從空載設走的頻率，調整到所需頻率范圍內，使變頻電動機輸出相應的轉速 與功率，達到自動適應負載變化的功能，既可滿足實際工況所需的功率要求， 又達到節能的目的。本實用新型為實現上述目的，采用以下技術方案 一種變頻電動工具，包括機殼、手柄和具有轉子與定子的電機，其特征是所述機殼內置有電子變頻模塊及依次連接的控制模塊并與變頻電機連接。所述變頻模塊由依次連接的整流電路、濾波電路及逆變器組成。 所述控制模塊包括依次連接的控制回路和過載保護、過熱保護、失速保護、泄漏電流保護、短路保護、過壓保護及欠壓保護電路組成的保護電路，并與開關元件連接。所述開關元件包括依次連接的數顯屏、按鈕、指示燈及開關。 所述變頻模塊采用直流變頻模塊與三相變頻同步電機連接或采用交流變頻模塊與三相變頻異步電機連接。所述變頻電機轉子前端連接風扇及傳動副。所述變頻電機轉子前端連接的傳動副采用角度齒輪傳動副、直齒或斜齒 齒輪傳動副或皮帶傳動副。本實用新型有益效果變頻電動工具可廣泛應用于多個領域，它具有獨特的節能、環保、使用安全、方便、效率高、壽命長、智能運行、運行故障 判斷智能化保護、適應性廣，制造簡單、維修方便等優點，是將數碼智能電 子變頻技術和變頻電動機技術應用到電動工具中。它克服單相串激電動工 具，空載轉速高，噪音大，起動電流大，影響電網上其它電器的使用，有火 花，有無線電、電視干擾，有碳粉塵埃逸出空氣中等影響環保的缺點，以及 經常更換磨損電刷的麻煩，軸承、開關、電樞易損壞，影響產品的使用壽命， 結構復雜，制造工藝繁瑣，大功率電動工具噪音更大，壽命更短的缺點。
圖l是本實用新型的結構示意圖； 圖2是交流變頻的電路原理圖； 圖3是直流變頻的電路原理圖。圖中l.變速箱，2.中間蓋，3.風扇，4.轉子，5.定子，6.機殼， 7.變頻功率模塊，8.變頻功率模塊散熱器9.大開關10.手柄ll.電纜，12.軸承。
具體實施方式
以下結合附圖及較佳實施例詳細說明本實用新型的具體實施方式
。 如圖所示， 一種變頻電動工具，包括機殼、手柄和具有轉子與定子的電 機，所述機殼內置有電子變頻模塊及依次連接的控制模塊并與變頻電機連 接。所述變頻模塊由依次連接的整流電路、濾波電路及逆變器組成。所述控 制模塊包括依次連接的控制回路和保護電路，并烏開關元件連接。所述開關 元件包括依次連接的數顯屏、按鈕、指示燈及開關。所述變頻電機轉子前端 連接風扇及傳動副。變頻電機轉子前端連接的傳動副采用角度齒輪傳動副、 直齒或斜齒齒輪傳動副或皮帶傳動副。工作原理詳見圖1，變速箱l是把變頻電動機轉子4的水平旋轉運動，通過角向齒輪傳動付進行減速，并改變 成垂直旋轉運動，帶動砂磨片進行工作。變頻電動機有風扇3轉子4和定子 5組成，風扇3安裝在轉子4的前端，轉子4高速旋轉帶動風扇3同時旋轉， 在手柄IO的進風口和變速箱1出風口，由變速箱1中間蓋2，機殼3和手柄 IO形成冷卻風路，轉子4定子5變頻功率模塊7變頻功率模塊散熱器8，均 在散熱冷卻風路中，強制進行冷卻。才幾殼6手柄10均為工程塑料制成，定 子5安裝在塑料機殼6之中，轉子4和中間的轉子軸之間有軸絕緣結構，形 成本實施例，主要的雙重絕緣結構。變頻功率模塊7及變頻功率模塊散熱器 8安裝在機殼6中進風口位置，轉子4兩端置有兩個軸承12。變頻功率模 塊散熱器8由鋁合金制成凹形容器，容器四周有密集的散熱筋，由進風口吸 入空氣，通過散熱筋帶走熱量，進行冷卻。為了抗沖擊，防震動和較好的導 熱性，在凹形鋁制散熱器和模塊間用導熱絕緣膠封閉，形成帶散熱器的功率 模塊組件，安裝在進風口位置，由于變頻電動機轉子帶著風扇，進行高速旋 轉，使進風口到出風口，引成較強的散熱冷卻風路，功率模塊和變頻電動機 在此風路中得到強制冷卻，冷卻條件的好壞，直接影響這些部件的熱老化程 度和工作壽命。大開關9安裝在手柄10內，是變頻電動工具指揮中心，它 不僅控制變頻功率模塊，并起著保護整個系統的安全。電纜11是由電纜線 和護套組成，安裝在手柄ll的尾部，電網電流由電纜11進入大開關9，導 通后，同時進入變頻功率模塊7和大開關9中的控制模塊，進行變頻，經變 頻后電流，輸入變頻電動機的定子5，使轉子4進行旋轉。它使用電網上的 電源，單相50HZ(60HZ)，三相50HZ(60HZ),利用數碼智能電子變頻模塊， 根據各種不同工具，輸入不同的最佳工作特性曲線，它可以根據變頻電動工 具在操作中所需的功率大小，智能地自動反饋信號，調整變頻模塊輸出頻率，可從空載設定的頻率，調整到所需頻率(一般在400HZ左右)范圍內，使變頻 電動機輸出相應的轉速與功率，達到自動適應負載變化的功能，因此既可滿 足實際工況所需的功率要求，又達到節能的目的。在模塊中，可根據需要加 入多種保護電路，如過載保護、過熱保護、失速保護、泄漏電流保護、短 路保護、過壓保護、欠壓保護等，通過指示燈顯示，停止工作，這樣達到運 行狀態故障判斷的自動化保護功能，同時通過顯示屏，顯示轉速，扭矩，正 反旋轉方向等功能，使用更安全方便，這不僅對使用者操作更安全，對工具 也起了良好的保護作用。起動采用觸發信號，無觸點啟動和正反換向，使開關只承受極小的毫安 電流，這些都設置在模塊中。由于起動電流從零開始的軟起動，使開關不會 承受大的起動電流影響，不僅保護了開關壽命，更解決了電動工具頻繁起動， 大電流對電網中其它電器使用的影響。詳見圖2-3，變頻電動工具采用無刷變頻電動機，大功率變頻電動工具 采用交流變頻^t塊和三相變頻異步電動機，小功率變頻電動工具可采用直流 變頻模塊和三相變頻同步電動機。變頻電動機沒有電刷，解決了更換電刷的 麻煩，沒有火花，沒有無線電、電視干擾和碳粉塵埃逸出，其轉子都是金屬 的實心體，沒有換向器和繞組。其工作壽命極大提高，可以經受高速，溫度 和大功率的要求。數碼智能電子變頻模塊能使電網電源從50HZ(60HZ)變為0—400HZ電 源，使變頻電動機的轉速與功率隨頻率增加而提高，可以達到和超過現有相 似規格串激電動機額定轉速，使額定功率也同時提升。在設計工具最佳工作特性曲線時，確定了最小空載電流，最低空載轉速 的頻率，使其空載時具有低能耗，低噪音的特點，也解決了軸承在超臨界轉速，易損壞的因素，工作特性曲線頻率最高點，是工作頻率最高點，也就是 額定功率，額定的轉速最高點。在工廠和專業工具中使用較大功率和移動式電動工具時，可設計使用三相50HZ(60HZ)電源，在功率才莫塊的整流部分需 增加兩只整流二級管，其它部分都無影響。變頻電動工具，規^各功率大小， 只影響功率模塊大小和變頻電動機的大小，而控制模塊制成的大開關元件， 是基本相似的，這一大開關也是變頻模塊的通用部件，控制模塊沒有發熱元 件，不需冷卻，可以放置和功率模塊相隔的地方，如手柄，后罩，機殼外部 等位置。這樣防止功率模塊發出的熱量影響控制模塊，同時也簡化了各種不 同功率規格模塊的生產和制造。變頻電動機無論是三相變頻異步電動機或是三相變頻同步電動機，其轉 子都金屬實心體，沒有繞組，沒有換向器，經高速動平衡后，只要提高頻率， 可達到其它電動機所無法完成的高速，又不影響其壽命，這樣為變頻電動機 合理開放轉速，提高單位重量出力，提供了可靠的保證。在設計防濺型和水 密型工具時，工作電壓可釆用42V三類工具形式。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的結 構作任何形式上的限制。凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作 的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型的技術方案的范圍 內。
權利要求1、一種變頻電動工具，包括機殼、手柄和具有轉子與定子的電機，其特征是所述機殼內置有電子變頻模塊及依次連接的控制模塊并與變頻電機連接。
2、根據權利要求1所述的變頻電動工具，其特征是所述變頻模塊由 依次連接的整流電^各、濾波電路及逆變器組成。
3、 根據權利要求l所述的變頻電動工具，其特征是所述控制模塊包括 依次連接的控制回路和過載保護、過熱保護、失速保護、泄漏電流保護、短 路保護、過壓保護及欠壓保護電路組成的保護電路，并與開關元件連接。
4、 根據權利要求1所述的變頻電動工具，其特征是所述開關元件包括 依次連接的數顯屏、按鈕、指示燈及開關。
5、 根據權利要求1所述的變頻電動工具，其特征是所述變頻模塊采用 直流變頻模塊與三相變頻同步電機連接或釆用交流變頻模塊與三相變頻異步 電才幾連才妄。
6、 根據權利要求1所述的變頻電動工具，其特征是所述變頻電機轉子 前端連接風扇及傳動副。
7、 根據權利要求6所述的變頻電動工具，其特征是所述變頻電機轉子 前端連接的傳動副采用角度齒輪傳動副、直齒或斜齒齒輪傳動副或皮帶傳動副。專利摘要本實用新型涉及一種變頻電動工具，包括機殼、手柄和具有轉子與定子的電機，其特征是所述機殼內置有電子變頻模塊及依次連接的控制模塊并與變頻電機連接。有益效果變頻電動工具具有獨特的節能、環保、使用安全、方便、效率高、壽命長、智能運行、運行故障判斷智能化保護、適應性廣，制造簡單、維修方便等優點，是將數碼智能電子變頻技術和變頻電動機技術應用到電動工具中。它克服單相串激電動工具，空載轉速高，噪音大，起動電流大，影響電網上其它電器的使用，有火花，有碳粉塵埃逸出空氣中等影響環保的缺點。它無需更換電刷。軸承、開關及電樞，使用壽命較長。
文檔編號H02M5/00GK201140389SQ20082007368
公開日2008年10月29日 申請日期2008年1月18日 優先權日2008年1月18日
發明者尚壽辰 申請人:尚壽辰