JP5814151B2 - 電動工具 - Google Patents
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Description
本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、動力源として誘導電動機を備えた電動工具において、電源部やインバータ部からなる駆動装置を工具本体と一体化することで、電動工具の使い勝手を向上することを目的とする。
このため、本発明の電動工具によれば、電源部及びインバータ部を内蔵した駆動装置を工具本体と別体で構成した従来装置に比べ、使い勝手を向上できる。
ところで、従来の電動工具では、電源部からインバータ部への電源電圧の出力経路に、電圧平滑化用のコンデンサや、力率改善回路が設けられている。そして、これら各部には、誘導電動機の駆動電流に対応した電流が流れ、高電圧が印加されることから、高耐圧で体格の大きい電子部品が使用されている。
そこで、本発明の電動工具においては、電源部を、交流電圧を全波整流する整流回路にて構成し、インバータ部には、整流回路からの出力をそのまま入力するようにされている。
しかし、工具本体の小型化のために、単にこのような対策を施しただけでは、インバータ部へ入力される電源電圧が、交流電源からの交流電圧に応じて変化する。このため、誘導電動機には、その電源電圧のピーク付近でだけ電流が流れることになり、誘導電動機に回転変動が生じてしまう。
この結果、本発明の電動工具によれば、電圧平滑用のコンデンサや力率改善回路を削除することにより、工具本体が大型化するのを防止できるだけでなく、スイッチング回路に入力される電源電圧が変動しても、誘導電動機に安定して電流を流すことができる。
次に、滑り周波数設定手段は、電源部を構成する整流回路から出力される電源電圧を検出し、その電源電圧の電圧変動に応じて、滑り周波数を設定するようにしてもよい。
このため、本発明の電動工具には、ゼロクロス検出回路を設け、滑り周波数設定手段は、そのゼロクロス検出回路にて検出されたゼロクロス点から、電源部にて生成される電源電圧の変化を検出し、滑り周波数を設定するようにしてもよい。
図1に示すように、本実施形態の電動工具は、グラインダ2であり、モータハウジング4とギヤハウジング6とからなるハウジング内に、各種機能部品を組み込むことにより構成されている。
図2に示すように、電源部30は、4つの整流用ダイオード36、37、38、39からなる全波整流回路にて構成されている。
一方、インバータ部40は、モータ10の各相巻線への通電状態を切り換えるスイッチング回路50と、このスイッチング回路50を構成するスイッチング素子Q1〜Q6のオン・オフ状態を制御することで、モータ10を駆動制御する制御回路60とから構成されている。
例えば、駆動周波数演算回路66は、まず、目標回転速度と滑り周波数とに基づき、モータ10を目標回転速度で駆動するのに要する駆動周波数を算出し、その算出した駆動周波数を、実回転速度と目標回転速度との差に基づき補正することで、制御に用いる駆動周波数を設定する。
ゲート駆動信号生成回路70は、正弦波テーブル68から正弦波データを読み出し、スイッチング回路50内の各スイッチング素子Q1〜Q6の駆動タイミングを設定し、各スイッチング素子Q1〜Q6のゲート駆動信号を生成するものである。
なお、制御回路60には、バス電流検出回路48からの検出信号に基づき、モータ10に過電流が流れたことを検出する過電流検出回路72が設けられている。そして、過電流検出回路72にて過電流が検出されると、ゲート駆動信号生成回路70による各スイッチング素子Q1〜Q6の駆動が停止される。
従って、本実施形態のグラインダ2によれば、平滑コンデンサや力率改善回路を構成するインダクタ等、体格の大きな電子部品を利用することなく、電源部30及びインバータ部40を構成することができ、これら各部を小型化できる。
例えば、上記実施形態の制御回路60は、各種演算回路を利用して構成することができるが、CPU、ROM、RAM等を中心に構成される周知のマイクロコンピュータを用いて構成することもできる。
なお、このモータ駆動制御処理は、マイクロコンピュータの起動後、記憶媒体であるROM内に予め記憶された制御プログラムの一つをCPUが繰り返し実行することにより実現されるものである。
S180では、S170にて算出されたモータ10の実回転速度と、S130にて設定された目標回転速度との差に基づき、実回転速度を目標回転速度に制御するのに必要な駆動周波数の補正量を算出し、その補正量にて、S160にて算出された駆動周波数を補正することで、制御に用いる駆動周波数を求める。
以上説明したように、制御回路60をマイクロコンピュータにて構成しても、上記モータ駆動制御をマイクロコンピュータのCPUに実行させることで、図2に示した制御回路60と同様に機能させることができる。
Claims (3)
- 動力源となる誘導電動機と、
外部の交流電源から供給される交流電圧を整流して電源電圧を生成する電源部と、
前記電源部から電源供給を受けて、前記誘導電動機を駆動するインバータ部と、
を備え、
前記電源部及び前記インバータ部は、前記誘導電動機と共に、工具本体に一体的に組み付けられ、
前記電源部は、前記交流電圧を全波整流する整流回路にて構成されており、
前記インバータ部は、
前記整流回路からの出力を前記誘導電動機の各相巻線に印加する複数のスイッチング素子からなるスイッチング回路と、
前記誘導電動機の回転速度が所定速度となるよう前記スイッチング回路の各スイッチング素子を駆動制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記誘導電動機の回転速度と滑り周波数とに基づき、前記誘導電動機の駆動周波数を設定する駆動周波数演算手段と、
該駆動周波数演算手段にて設定された駆動周波数に応じて、前記スイッチング回路を駆動する駆動手段と、
前記電源部にて生成される電源電圧の変化に応じて、前記滑り周波数を設定する滑り周波数設定手段と、
を備えたことを特徴とする電動工具。 - 前記交流電源から供給される交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出回路を備え、
前記滑り周波数設定手段は、前記ゼロクロス検出回路にて検出されたゼロクロス点から、前記電源部にて生成される電源電圧の変化を検出し、前記滑り周波数を設定することを特徴とする請求項1に記載の電動工具。 - 前記誘導電動機の実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、
前記誘導電動機の目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段と、
を備え、
前記駆動周波数演算手段は、前記目標回転速度設定手段にて設定された目標回転速度、前記実回転速度検出手段にて検出された実回転速度、及び、前記滑り周波数設定手段にて設定された滑り周波数に基づき、前記誘導電動機の実回転速度が目標回転速度となるよう、前記誘導電動機の駆動周波数を設定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電動工具。
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