WO2024140465A1 - 电动工具及其控制方法 - Google Patents

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徐天啸
邵现京
王海龙
沈远远
高庆
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B23/00—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor
    • B24B23/02—Portable grinding machines, e.g. hand-guided; Accessories therefor with rotating grinding tools; Accessories therefor
    • B24B23/028—Angle tools

Definitions

  • Brushless DC motors are widely used in the field of power tools due to their energy saving, low noise, compact structure, and long life.
  • brushless DC motors use position sensors to determine the rotor position, but the use of position sensors not only increases the application cost and the complexity of the motor production process, but also reduces the system reliability and anti-interference ability. Therefore, the field of power tools has begun to use brushless DC motors without position sensors.
  • Brushless DC motors without position sensors are usually used in high-speed products with low loads. If used in HDVC (High Voltage Direct Current) angle grinders, the motor may generate high current spikes due to excessive load, and even cause motor demagnetization.
  • HDVC High Voltage Direct Current
  • High-voltage brushless motors are becoming increasingly popular in the field of power tools, especially heavy-duty power tools, due to their high power and small size.
  • High-voltage brushless motors are powered by AC mains rather than DC battery packs.
  • High-voltage brushless motors use semiconductor switching devices to achieve electronic commutation, that is, electronic switching devices are used instead of traditional contact commutators and brushes. It has the advantages of high reliability, no commutation sparks, and low mechanical noise, and is widely used in various power tools.
  • the power tool needs a feedback mechanism to remind the user to remove the load, otherwise it may cause irreversible damage to the motor.
  • the present application provides an electric tool and a control method for the electric tool, which can better achieve sensorless control of a brushless motor.
  • the first aspect of the present application provides an electric tool, which includes a motor, a power supply module, a drive circuit, a control module and a detection module.
  • the motor includes a rotor and a multi-phase stator winding, and the motor is a sensorless brushless motor.
  • the power supply module includes a power supply for powering the motor.
  • the drive circuit is electrically connected to the motor and the power supply module, and is used to load the voltage of the power supply module to the motor.
  • the control module is electrically connected to the drive circuit, and is used to output a control signal to the drive circuit to control the drive circuit.
  • the detection module is electrically connected to the multi-phase stator winding. The control module is used to detect the electrical parameters of the multi-phase stator windings during the operation of the motor.
  • the motor has a coasting state without power supply in the open-loop control mode, and the detection module detects the electrical parameters of the multi-phase stator windings of the motor in the coasting state.
  • the control module is configured to control the motor to switch from the open-loop control mode to the closed-loop control mode when the electrical parameters detected by the detection module reach the preset electrical parameter values.
  • the duty cycle and the speed of the motor in the open-loop control mode are smaller than the duty cycle and the speed of the motor in the closed-loop control mode.
  • the motor includes a driving state and a coasting state in an open-loop control mode: in the driving state, the control module controls the power supply to provide power to the multi-phase stator winding; in the coasting state, the control module controls the power supply to stop providing power to the multi-phase stator winding.
  • the electrical parameter is a voltage or a current, or a slope and/or a derivative of a voltage.
  • the power source is a DC battery pack.
  • the power source is alternating current
  • the driving circuit further includes a rectifier module for converting the alternating current into direct current.
  • control module is configured to: when the motor operates in a first mode, obtain the current load parameters of the motor; when the current load parameters meet a first condition, control the motor to operate in a second mode and control the duty cycle of the pulse width modulation signal to drop to a first duty cycle; wherein the first duty cycle is less than or equal to a preset duty cycle, and the preset duty cycle is the minimum duty cycle of the pulse width modulation signal in the second mode.
  • control module is further configured to: when the current load parameter does not satisfy the second condition, control the motor to operate in the first mode.
  • control module is further configured to: control the duty cycle of the pulse width modulation signal After falling to the second duty cycle, the duty cycle of the pulse width modulation signal is increased at a second preset rate; when the current load parameter meets the third condition and the autonomous commutation of the motor is not detected within a preset time period, the motor is controlled to enter a forced commutation state.
  • control module is further configured to: when the current load parameter does not satisfy the third condition, control the motor to operate in the first mode.
  • the current load parameters include the current speed and/or the current current; when the current load parameters include the current speed, the third condition includes the current speed being less than the third speed; when the current load parameters include the current current, the third condition includes the current current being greater than or equal to the third current.
  • the second aspect of the present application provides an electric tool, which includes a motor, a power supply module, a drive circuit, a control module and a detection module.
  • the motor includes a rotor and a multi-phase stator winding, and the motor is a sensorless brushless motor.
  • the power supply module includes a power supply for powering the motor.
  • the drive circuit is electrically connected to the motor and the power supply module, and is used to load the voltage of the power supply module to the motor.
  • the control module is electrically connected to the drive circuit, and is used to output a control signal to the drive circuit to control the drive circuit.
  • the detection module is electrically connected to the multi-phase stator winding, and is used to detect the electrical parameters of the multi-phase stator winding during the operation of the motor.
  • control module is configured to output a control signal with a preset duty cycle at a preset frequency to control the multi-phase stator winding to conduct and commutate according to a preset commutation timing.
  • control module is configured to: when the motor operates in a first mode, obtain the current load parameters of the motor; when the current load parameters meet a first condition, control the motor to operate in a second mode and control the duty cycle of the pulse width modulation signal to drop to a first duty cycle; wherein the first duty cycle is less than or equal to a preset duty cycle, and the preset duty cycle is the minimum duty cycle of the pulse width modulation signal in the second mode.
  • control module is further configured to: after controlling the duty cycle of the pulse width modulation signal to drop to a first duty cycle, increase the duty cycle of the pulse width modulation signal at a first preset rate; when the current load parameters meet a second condition, control the duty cycle of the pulse width modulation signal to drop to a second duty cycle.
  • the sub-winding is electrically connected to detect the electrical parameters of the multi-phase stator winding during the operation of the motor.
  • the control method includes: when a start signal is detected, controlling the motor to enter an open-loop control mode; in the open-loop control mode, detecting the electrical parameters of the multi-phase stator winding of the motor in a coasting state without power; when the detected electrical parameters reach a preset threshold value of the electrical parameters, controlling the motor to switch from the open-loop control mode to the closed-loop control mode.
  • the fourth aspect of the present application provides a control method for an electric tool, the electric tool comprising a motor, a power supply module, a drive circuit, a control module and a detection module.
  • the motor comprises a rotor and a multi-phase stator winding, and the motor is a sensorless brushless motor.
  • the power supply module comprises a power supply for supplying power to the motor.
  • the drive circuit is electrically connected to the motor and the power supply module, and is used to load the voltage of the power supply module to the motor.
  • the control module is electrically connected to the drive circuit, and is used to output a control signal to the drive circuit to control the drive circuit.
  • the benefit of the present application lies in that the electric tool provided by the present application can accurately identify the timing of switching the brushless motor from an open-loop control mode to a closed-loop control mode under sensorless control, thereby avoiding causing high current spikes and extending the service life of the electric tool.
  • FIG9 is a flow chart of a method for controlling an electric tool provided in an embodiment of the present application.
  • FIG12 is a flow chart of another method for controlling an electric tool provided in an embodiment of the present application.
  • relative terms e.g., "about,””approximately,””substantially,” etc.
  • the relative terms include at least the degree of error associated with the measurement of the specific value, the tolerance caused by manufacturing, assembly, use, etc. associated with the specific value.
  • Such terms should also be regarded as disclosing a range defined by the absolute values of the two endpoints.
  • Relative terms may refer to plus or minus a certain percentage (e.g., 1%, 5%, 10% or more) of the indicated value.
  • Numerical values that are not in relative terms should also be disclosed as specific values with tolerances.
  • the terms “device”, “module” or “unit” may be implemented in the form of hardware or software to achieve specific functions.
  • the position of the rotor which refers to the rotational position of the rotor relative to the stator.
  • the related technology is divided into two different technologies for detecting the rotor position: one is sensory control, that is, using a position sensor to directly detect the position of the rotor and generate a corresponding control signal; the other is sensorless control, that is, judging the position of the rotor or the change of the position according to the change of the electrical parameters of the winding and then controlling the start-up commutation of the brushless motor.
  • the switch element is an IGBT tube
  • the collector and emitter of each switch element are connected to the stator winding of the brushless motor 12.
  • the switch elements Q1-Q6 receive control signals from the control module 104 to change their respective conduction states, thereby changing the current loaded on the stator winding of the brushless motor 12 by the power supply module 101.
  • the detection module 103 is electrically connected to the multi-phase stator winding of the brushless motor 12, and is used to detect the electrical parameters of the multi-phase stator winding during the operation of the brushless motor 12.
  • the electrical parameters can be electrical parameters that can be directly detected, such as voltage or current, or can be parameters calculated based on the voltage or current, such as slope or derivative.
  • the brushless motor 12 includes a driving state and a coasting state in the open-loop control mode.
  • the control module 104 controls the power supply to provide power to the multi-phase stator winding, and the brushless motor 12 rotates under the drive of the power.
  • the control module 104 controls the power supply to stop providing power to the multi-phase stator winding, but the brushless motor 12 continues to rotate due to inertia.
  • the detection module 103 detects the electrical parameters of the multi-phase stator winding of the brushless motor 12 in the coasting state.
  • the control module 204 is electrically connected to at least the detection module 203 and the driving circuit 202 , and is used to control the conduction status of the switch element of the driving circuit 202 , thereby controlling the working mode and driving state of the brushless motor 12 .
  • the power supply module 201 includes an AC power source.
  • the circuit system 200 also includes a rectifier module 205 for converting AC power into DC power.
  • the present application also provides a control method S300 for an electric tool, which can accurately identify the timing of controlling the brushless motor 12 to switch from an open-loop control mode to a closed-loop control mode, thereby avoiding causing a high current spike.
  • this embodiment only describes the differences from the above-mentioned embodiments, and the same or similar components as the above-mentioned embodiments are numbered the same.
  • the parts of the above-mentioned embodiments that are compatible with the present embodiment can all be applied to the present embodiment, and only the differences between the present embodiment and the above-mentioned embodiments are described below.
  • the control method S300 of the electric tool comprises the following steps:
  • step S320 is executed, otherwise the detection is continued.
  • the start signal can be generated by the user through triggering an operation switch or other methods to control the electric tool to generate a start signal.
  • the electrical parameter may be an electrical parameter that can be directly detected, such as voltage or current, or may be calculated based on the voltage or current, such as a slope or derivative.
  • the present application provides an electric tool using a brushless motor, which can reduce high current spikes caused by rotor recognition errors under heavy load conditions (such as electric angle grinders).
  • the brushless motor is a high-voltage brushless motor without a position sensor.
  • control module 104 controls the electrical signal of the driving circuit by outputting a pulse width modulation (PWM) signal to the switching element of the driving circuit 102 .
  • PWM pulse width modulation
  • the first mode may be a constant speed mode, that is, the electric tool is controlled to operate at a constant speed. It should be noted that when the electric tool is started normally and reaches a stable operation of the motor speed, it is usually in the first mode.
  • the "constant speed” here does not necessarily mean that the motor speed is completely unchanged, but means that the motor speed can fluctuate slightly around a constant value.
  • the maximum current of the motor does not exceed the current threshold, wherein the current threshold is the maximum current allowed in the constant current mode.
  • the first duty cycle is less than or equal to the preset duty cycle, and the preset duty cycle is the minimum duty cycle of the pulse width modulation signal in the second mode.
  • the minimum duty cycle of the pulse width modulation signal in the second mode is 20%.
  • the first duty cycle can be 8%. It can be understood that the smaller the value of the first duty cycle, that is, the greater the difference between the preset duty cycle and the first duty cycle, when the duty cycle of the pulse width modulation signal drops to the first duty cycle, the easier it is for the user to feel the change in the speed of the motor, so as to prompt the user to remove the load.
  • the first condition can be that the current load parameter of the motor is greater than the load threshold of the motor.
  • the duty cycle of the modulation signal that controls the pulse width is reduced to the first duty cycle, so that the motor can be continuously driven with the first duty cycle.
  • the user can be prompted that the current load is too large, so that the user can remove the load in time, thereby preventing damage to the drive circuit or demagnetization of the motor, thereby improving the reliability of the power tool; compared with the solution in the related art that directly switches the state of the motor to a forced commutation state or directly shuts down when overloaded, the user's feel of the angle grinder in the overload stage is optimized.
  • control module 104 is further configured to: after controlling the duty cycle of the pulse width modulation signal to drop to a first duty cycle, increase the duty cycle of the pulse width modulation signal at a first preset rate; when the current load parameters meet a second condition, control the duty cycle of the pulse width modulation signal to drop to a second duty cycle.
  • the first preset rate can be determined according to the performance parameters of the motor.
  • the second condition can be that the current load parameter is greater than the load threshold of the motor.
  • the current load parameter of the motor may include the current speed of the motor, at which point the second condition includes that the current speed is less than the second speed.
  • the second speed is greater than or equal to the minimum speed allowed by the motor at the current duty cycle, and exemplarily, the second speed can be 4000rpm/min.
  • the current load parameter of the motor may include the current current of the motor, at which point the second condition includes that the current current is greater than or equal to the second current.
  • the second current is less than or equal to the minimum current allowed by the motor at the current duty cycle, and exemplarily, the second current can be 16A.
  • the current load parameter of the motor may include the current speed and current current of the motor, at which point the second condition includes that the current speed is less than the second speed, and the current current is greater than or equal to the second current, so that it can more accurately determine whether the user is unloading, further improving the reliability of the power tool.
  • control module 104 is further configured to control the motor to return to the first mode when the current load parameter does not meet the second condition.
  • the third current is less than or equal to the minimum current allowed by the motor at the current duty cycle, and in some embodiments, the third current may be equal to the second current.
  • the current load parameter of the motor may include the current speed and current current of the motor, at which point the third condition includes that the current speed is less than the third speed, and the current current is greater than or equal to the third current.
  • the second condition when the current load parameter of the motor includes the current power of the motor, the second condition may be that the current power of the motor is greater than a threshold power, wherein the threshold power is the maximum power that the motor can reach under the current current; illustratively, the second condition may be that the current power of the motor is greater than 2600 W. It is understandable that the current load parameter satisfies the second condition, that is, the user has not removed the load. At this time, by controlling the current of the motor to continuously decrease or maintain the second current, the speed of the motor is continuously reduced, thereby continuously reminding the user to remove the load.
  • control module 104 is further configured to: obtain the speed and current of the motor; start timing when the obtained current is greater than or equal to the second current and the obtained speed is less than the first speed; determine the stop time of the motor based on the timing time and the obtained speed, wherein the speed is always greater than zero.
  • control module 104 is further configured to: after the motor is started, if the acquired temperature of the motor is lower than the second temperature, stop judging whether the electrical parameter is higher than the preset electrical parameter.
  • the third temperature is greater than the first temperature.
  • the third temperature may be 70°C.
  • the judgment of whether the electrical parameters are greater than the preset electrical parameters can be stopped, thereby saving the computing power of the control module 104. If the temperature of the motor is less than the first temperature when the start signal is detected, the temperature of the motor can be monitored after the motor is started. When the temperature of the motor is greater than or equal to the third temperature, the motor can be controlled to stop to prevent the motor from being damaged by overheating, which is beneficial to improving the service life of the angle grinder.
  • control module 104 is also configured to: obtain the voltage of the motor in real time, and determine the width of the positioning pulse according to the voltage of the motor.
  • the first end of J4 and the second end of the temperature sensor J4 are connected to the input end of the first transistor Q25, and the output end of the first transistor Q25 is grounded; the first end of the temperature sensor J4 is also connected to the detection analog unit AD-TEMP of the MCU; the control end of the second transistor Q26 is connected to the I/O port TEM_CON of the MUC through the resistor R99, the input end of the second transistor Q26 is connected to the second power supply VCC33 through the resistor R99, and the output end of the second transistor Q26 is grounded; the control end of the third transistor Q27 is connected to the I/O port TEM_CON of the MUC through the resistor R100, the input end of the third transistor Q27 is connected to the second power supply VCC33 through the resistor R99, and the output end of the third transistor Q26 is grounded; The output end of transistor Q27 is grounded; thus, in the detection circuit provided by this embodiment, when the I/O port TEM_CON of the MUC is at a low level, Q27
  • the power tool enters a second mode different from the first mode to operate.
  • the first duty cycle is less than or equal to the preset duty cycle, which is the minimum duty cycle of the pulse width modulation signal in the second mode.
  • the motor In the forced commutation state, the motor is controlled to be forced to commutate at a fixed period.
  • any two or three of the first condition, the second condition and the third condition involved in the present application may use the same load parameter for judgment.
  • the specific value of the load parameter may be the same or different.
  • S720 Determine whether the acquired current value is greater than the first current value.
  • S750 Determine the stop time of the motor according to the timing time and the acquired rotation speed.
  • the motor shutdown time is determined according to the timing time and the rotation speed, including: when the timing time reaches the set time, judging whether the rotation speeds at each time obtained are all less than the set rotation speed; if the rotation speeds at each time obtained are all less than the set rotation speed, the motor is controlled to shut down.
  • the rotation speed here is always greater than zero.
  • the motor if the temperature of the motor is less than the first temperature when the start signal is detected, then after the motor is started, it is determined whether the temperature of the motor is greater than or equal to the third temperature; if the temperature of the motor is greater than or equal to the third temperature, the motor is controlled to stop. Wherein, the third temperature is greater than the first temperature. In some embodiments, if after the motor is started, if the temperature of the motor is less than the second temperature, the determination of whether the electrical parameter is greater than the preset electrical parameter is stopped. Wherein, the second temperature is less than the first temperature.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本申请公开了一种电动工具和电动工具的控制方法，电动工具包括电机、供电模块、驱动电路、控制模块和检测模块。本申请提供的电动工具在无感控制下能够准确识别控制无刷电机从开环控制模式切换至闭环控制模式的时机，避免引起高电流尖峰，延长电动工具的使用寿命。

Description

电动工具及其控制方法
本申请要求在2022年12月27日提交中国专利局、申请号为202211683061.3，及申请日为2023年11月30日、申请号为202311635608.7的中国专利申请的优先权，该申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及工具领域，具体涉及一种电动工具和电动工具的控制方法。
背景技术
直流无刷电机因其节能、噪音小、结构紧凑、寿命长等特点在电动工具领域得到广泛应用。通常，直流无刷电机一般采用位置传感器来确定转子位置，但位置传感器的使用不仅提高了应用成本、增加了电机生产工艺的复杂程度，而且降低了系统可靠性和抗干扰能力，因此，电动工具领域开始使用无位置传感器的直流无刷电机。无位置传感器的直流无刷电机，通常应用在低负载的高速产品中，如果应用于如HDVC(High Voltage Direct Current，高压直流输电)角磨机，电机可能会因为负载过大产生较高的电流尖峰，甚至引起电机退磁。
高压无刷电机因其功率大，体积小的优势，在电动工具领域，尤其是重载类电动工具领域的应用逐渐普及。高压无刷类电机由交流市电供电，而非由直流电池包进行供电。高压无刷电机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于各类电动工具中。当电动工具的负载较大时，电动工具需要有一种反馈机制来提醒用户进行撤载，否则可能对电机造成不可逆转的伤害。
本部分提供了与本申请相关的背景信息，这些背景信息不一定是相关技术。
发明内容
本申请提供一种电动工具和电动工具的控制方法，能够较好地实现对无刷电机的无感控制。
本申请第一方面提供一种电动工具，电动工具包括电机、供电模块、驱动电路、控制模块和检测模块。电机包括转子和多相定子绕组，电机为无传感器的无刷电机。供电模块包括用于为电机供电的电源。驱动电路与电机和供电模块电连接，用于将供电模块的电压加载至电机。控制模块与驱动电路电连接，用于输出控制信号至驱动电路以控制驱动电路。检测模块与多相定子绕组电连 接，用于检测电机运转过程中多相定子绕组的电参数。其中，电机在开环控制模式下具有未通电的滑行状态，检测模块检测电机在滑行状态下多相定子绕组的电参数。控制模块被配置为：当检测模块检测的电参数达到预设电参数值时，控制电机从开环控制模式切换至闭环控制模式。
在一些实施例中，电机在开环控制模式下的占空比和转速小于电机在闭环控制模式的占空比和转速。
在一些实施例中，电机在开环控制模式下包括驱动状态和滑行状态：在驱动状态下，控制模块控制电源为多相定子绕组提供电力；在滑行状态下，控制模块控制电源停止为多相定子绕组提供电力。
在一些实施例中，电参数为电压或电流，或者是电压的斜率和/或导数。
在一些实施例中，控制模块被配置为按照预设频率输出预设占空比的控制信号以控制多相定子绕组按照预设换相时序导通换相。
在一些实施例中，电源为直流电池包。
在一些实施例中，电源为交流电，驱动电路还包括整流模块，用于将交流电转换为直流电。
在一些实施例中，控制模块被配置为：当电机以第一模式运行时，获取电机的当前负载参数；在当前负载参数满足第一条件时，控制电机以第二模式运行并控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比；其中，第一占空比小于或者等于预设占空比，预设占空比为第二模式下脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
在一些实施例中，当前负载参数包括当前转速或当前电流；当当前负载参数包括当前转速时，第一条件包括当前转速小于第一转速；当当前负载参数包括当前电流时，第一条件包括当前电流大于第一电流。
在一些实施例中，控制模块还被配置为：控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比之后，以第一预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比；当当前负载参数满足第二条件时，控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比。
在一些实施例中，控制模块还被配置为：当当前负载参数不满足第二条件时，控制电机以第一模式运行。
在一些实施例中，当前负载参数包括当前转速和/或当前电流；当当前负载参数包括当前转速时，第二条件包括当前转速小于或等于第二转速；当当前负载参数包括当前电流时，第二条件包括当前电流大于或等于第二电流。
在一些实施例中，控制模块还被配置为：控制脉冲宽度调制信号的占空比 降至第二占空比之后，以第二预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比；当当前负载参数满足第三条件，且在一预设时间段内未检测到电机的自主换相时，控制电机进入强制换相状态。
在一些实施例中，控制模块还被配置为：当当前负载参数不满足第三条件时，控制电机以第一模式运行。
在一些实施例中，当前负载参数包括当前转速和/或当前电流；当当前负载参数包括当前转速时，第三条件包括当前转速小于第三转速；当当前负载参数包括当前电流时，第三条件包括当前电流大于或等于第三电流。
本申请第二方面提供一种电动工具，电动工具包括电机、供电模块、驱动电路、控制模块和检测模块。电机包括转子和多相定子绕组，电机为无传感器的无刷电机。供电模块包括用于为电机供电的电源。驱动电路与电机和供电模块电连接，用于将供电模块的电压加载至电机。控制模块与驱动电路电连接，用于输出控制信号至驱动电路以控制驱动电路。检测模块与多相定子绕组电连接，用于检测电机运转过程中多相定子绕组的电参数。其中，检测模块被配置为：检测接入电源的定子绕组的端电压，将该端电压定义为调制端电压；检测未接入电源的定子绕组的端电压，将该端电压定义为悬空端电压。控制模块被配置为：当调制端电压和悬空端电压的变化幅度和趋势满足预设条件时，控制电机从开环控制模式切换至闭环控制模式。
在一些实施例中，控制模块被配置为按照预设频率输出预设占空比的控制信号以控制多相定子绕组按照预设换相时序导通换相。
在一些实施例中，控制模块被配置为：当电机以第一模式运行时，获取电机的当前负载参数；在当前负载参数满足第一条件时，控制电机以第二模式运行并控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比；其中，第一占空比小于或者等于预设占空比，预设占空比为第二模式下脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
在一些实施例中，控制模块还被配置为：控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比之后，以第一预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比；当当前负载参数满足第二条件时，控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比。
本申请第三方面提供一种电动工具的控制方法，电动工具包括电机、供电模块、驱动电路、控制模块和检测模块。电机包括转子和多相定子绕组，电机为无传感器的无刷电机。供电模块包括用于为电机供电的电源。驱动电路与电机和供电模块电连接，用于将供电模块的电压加载至电机。控制模块与驱动电路电连接，用于输出控制信号至驱动电路以控制驱动电路。检测模块与多相定 子绕组电连接，用于检测电机运转过程中多相定子绕组的电参数。其中，控制方法包括：在检测到启动信号时，控制电机进入开环控制模式；在开环控制模式下，检测电机在未通电的滑行状态下多相定子绕组的电参数；当检测的电参数达到预设电参数的阈值时，控制电机从开环控制模式切换至闭环控制模式。
在一些实施例中，当电机以第一模式运行时，获取电机的当前负载参数；判断当前负载参数是否满足第一条件；当当前负载参数满足第一条件时，控制电机以第二模式运行，并控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比；其中，第一占空比小于或者等于预设占空比，预设占空比为第二模式下脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
本申请第四方面提供一种电动工具的控制方法，电动工具包括电机、供电模块、驱动电路、控制模块和检测模块。电机包括转子和多相定子绕组，电机为无传感器的无刷电机。供电模块包括用于为电机供电的电源。驱动电路与电机和供电模块电连接，用于将供电模块的电压加载至电机。控制模块与驱动电路电连接，用于输出控制信号至驱动电路以控制驱动电路。检测模块与多相定子绕组电连接，用于检测电机运转过程中多相定子绕组的电参数。其中，控制方法包括：在检测到启动信号时，控制电机进入开环控制模式；检测接入电源的定子绕组的端电压，将该端电压定义为调制端电压；检测未接入电源的定子绕组的端电压，将该端电压定义为悬空端电压；当调制端电压和悬空端电压的变化幅度和趋势满足预设条件时，控制电机从开环控制模式切换至闭环控制模式。
本申请的有益之处在于：本申请提供的电动工具在无感控制下能够准确识别控制无刷电机从开环控制模式切换至闭环控制模式的时机，避免引起高电流尖峰，延长电动工具的使用寿命。
附图说明
图1是本申请一实施方式提供的角磨机的立体图；
图2是本申请一实施方式提供的角磨机去掉部分外壳后的立体图；
图3是本申请一实施方式提供的电路系统框图；
图4是本申请一实施方式提供的电路系统框图；
图5是本申请一实施方式提供的电动工具的无刷电机的控制方法的流程图；
图6是本申请一实施方式提供的电动工具的无刷电机的控制方法的流程图；
图7是本申请一实施例提供的角磨机的立体图；
图8为本申请实施例提供的一种检测电路的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种电动工具的控制方法的流程图；
图10为本申请实施例提供的另一种电动工具的控制方法的流程图；
图11为与图10中实施例相关联的控制方法的流程图；
图12为本申请实施例提供的另一种电动工具的控制方法的流程图；
图13为本申请实施例提供的又一种电动工具的控制方法的流程图。
具体实施方式
在详细解释本申请的任何实施方式之前，应当理解，本申请不限于其应用到以下描述中阐述的或以上附图中所示的结构细节和组件布置。
在本申请中，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请中，术语“和/或”，是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“和/或”的关系。
本申请中，术语“连接”、“结合”、“耦合”、“安装”可以是直接连接、结合、耦合或安装，也可以是间接连接、结合、耦合或安装。其中，进行举例示范，直接连接指的是两个零件或组件之间不需设置中间件而连接在一起，间接连接指的是两个零件或组件分别与至少一个中间件连接，这两个零件或组件通过中间件实现连接。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合，并且可以包括电连接或耦合。
在本申请中，本领域普通技术人员将理解，结合数量或条件使用的相对术语(例如，“约”，“大约”，“基本”等)为包括所述值并且具有上下文所指示的含义。例如，该相对术语至少包括与特定值的测量相关的误差程度，与特定值相关的由制造，组装，使用造成的公差等。这种术语也应被视为公开了由两个端点的绝对值限定的范围。相对术语可指代所指示的值的一定百分比(例如1％，5％，10％或更多)的加或减。未采用相对术语的数值，也应该被揭示为具有公差的特定值。此外，“基本”在表达相对的角度位置关系时(例如，基本平行，基本 垂直)，可指代在所指示的角度的基础上加或减一定度数(例如1度，5度，10度或更多)。
在本申请中，本领域普通技术人员将理解，由组件执行的功能可以为由一个组件，多个组件，一个零件，或多个零件执行。同样的，由零件执行的功能也可以由一个零件，一个组件，或多个零件组合来执行。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位词是以附图所示的方位和位置关系来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。还应当理解的，上侧、下侧、左侧、右侧、前侧、后侧等方位词不仅代表正方位，也可以理解为侧方位。例如，下方可以包括正下方、左下方、右下方、前下方以及后下方等。
在本申请中，术语“控制器”、“处理器”、“中央处理器”、“CPU”、“MCU”可以互换。在使用单元“控制器”、“处理器”、“中央处理器”、“CPU”、或“MCU”来执行特定功能，除非另有说明，否则这些功能则可以由单个上述单元或多个上述单元来执行。
在本申请中，术语“装置”、“模块”或“单元”为了实现特定的功能，它们可以通过硬件或软件的形式来实现。
在本申请中，术语“计算”、“判断”、“控制”、“确定”、“识别”等指的是计算机系统或类似电子计算设备(例如，控制器，处理器等)的操作和过程。
为了实现对无刷电机的控制，需要检测转子的位置，转子的位置指的是转子相对定子的转动位置。相关技术对转子位置的检测分为两种不同的技术：一种是有感控制，即采用位置传感器，直接检测转子的位置，并产生相应的控制信号；另一种是无感控制，即根据绕组的电参数变化来判断转子的位置或位置的变化情况然后再控制无刷电机的启动换相。
采用有感控制虽然可以简化控制逻辑使控制变得更直接，但是在由于装配或其他问题引起位置传感器本身位置不准确时，会对无刷电机的驱动造成较大的影响。
采用无感控制的成本更低，现有的无感控制往往采用先不根据转子的位置，强制驱动转子转动起来，在转子具有一定速度后逐渐按照转子的换相控制不断切换直至与转子位置对应的驱动状态，然后进行正常的驱动。即无刷电机先开环控制以强拖转子转动，再闭环运行以进行正常的驱动。
现有的无感控制方法在进行强制驱动时转子虽然转动，但由于驱动状态与转子位置不对应，无刷电机不能输出足够的扭矩；并且这种控制方法依赖于转子能够先以一定的初速度转动起来，在无刷电机的转子因为一些原因，不能或难以转动时，该控制方法难以使无刷电机处于正确的驱动状态。
在电动工具领域，带载启动和负载较大的情况是比较常见的，所以现有的无感控制的无刷电机并不能很好的适用于电动工具。特别对于现有的角磨机等磨具类电动工具来说，由于磨片的转动惯量大，使用无感启动时，如果转子的初始位置未找准，很容易致使电机启动失败，电机内产生较高的电流尖峰，甚至引起电机退磁。而在重载阶段，由于磨片的转动惯量大，如果不能准确及时地识别转子位置，也容易产生较高的电流尖峰，导致停机保护。
本申请提供一种电动工具，采用无位置传感器的直流无刷电机，其能够在重负载的工况(比如电动角磨机)，减少因转子识别错误产生的高电流尖峰。
如图1所示，电动工具可以为角磨机10，在其它实施例中，电动工具还可以是具有重负载的其它电动工具，例如打磨机、砂光机等磨砂类或打磨类工具。为了方便说明，电动工具以一个角磨机作为实例，当然电动工具也可以是其它能将输出的扭矩转化为其他形式运动的工具，这些工具可能用来打磨工件，比如砂光机；这些工具也可能用来切割工件，比如往复锯、圆锯、曲线锯；这些工具也可能用来做冲击使用，比如电锤；这些工具也可能是园林类工具，比如修枝机、链锯；这些工具也可能是车辆型电动工具，例如，骑乘式割草机；另外这些工具也可能作为其它用途，比如搅拌机。只要这些电动工具包括驱动其工作部件运动的电机，即可采用以下披露的技术方案的实质内容。
角磨机10主要能够用于切割、研磨以及刷磨金属与石材等。图1中前侧、后侧、上侧、下侧、左侧及右侧的方位描述均是以电动工具在使用时其相对于用户的方位。
如图1和图2所示，角磨机10包括外壳11、无刷电机12、电池包结合部13、电池包14和控制主板(未图示)。控制主板用于驱动无刷电机12转动以实现电动工具的作业。无刷电机12为不包括位置传感器的直流电机。无刷电机12支撑在外壳11上，电池包结合部13与外壳11连接或形成于外壳11上，电池包结合部13在电路上与控制主板电连接。电池包14用于为整个电动工具供电，且电池包14通过与电池包结合部13相配合实现安装。电池包14、无刷电机12均与控制主板电连接。本实施例中，如图1和图2所示，外壳1从前至后依次包括电机壳110、握持部120和电池壳130。无刷电机12安装在电机壳110内，握持部120用于用户握持，电池包14与电池壳130可拆卸连接。作为一个可选的方案，握持部120和电池壳130构成一个整体，该整体由左、右两个半 壳扣合而成，电机壳110由前、后两个半壳扣合拼接而成。本实施例的角磨机10的无刷电机12可以为无位置传感器的直流无刷电机。
电动工具的电路系统100可以是如图3所示的电路，包括：无刷电机12，供电模块101，驱动电路102，检测模块103和控制模块104。
其中，无刷电机12可以包括：组成Y型连接的三相绕组u、v、w，它们的接线端分别定义为相接入端A、相接入端B和相接入端C。在其它实施例中，无刷电机12的三相绕组还可以是三角形连接。
驱动电路102与供电模块101电连接，驱动电路102包括多个开关元件。驱动电路102电连接至控制模块104和无刷电机12，其能够根据控制模块104输出的控制信号控制无刷电机12运行。作为一种实施方式，无刷电机12为三相电机，其具有三相绕组，驱动电路102具体与无刷电机12的三相绕组电连接。驱动电路102具体包括有开关电路，开关电路用于根据控制模块104的控制信号驱动电机的转子运转。为了使电机转动，驱动电路102具有多个驱动状态，在一个驱动状态下电机的定子绕组会产生一个磁场，控制模块104被配置为依据无刷电机12的转子转动位置输出相应的驱动信号至驱动电路102以使驱动电路102切换驱动状态，从而改变加载在无刷电机12的绕组上的电压和/或电流的状态，产生交变的磁场驱动转子转动，进而实现对电机的驱动。
在一种实施例中，驱动电路102包括开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。其中，Q1、Q3、Q5为高侧开关元件，Q2、Q4、Q6为低侧开关元件。无刷电机12的任意一相定子绕组连接一个高侧开关元件和一个低侧开关元件。驱动电路102中每个开关元件的栅极端与控制模块104电连接，用于接收来自控制模块104的控制信号，该控制信号可以是PWM信号。在一种实施例中，若开关元件为一种MOS管，每个开关元件的漏极或源极与无刷电机12的定子绕组连接。在一种实施例中，若开关元件为一种IGBT管，每个开关元件的集电极和发射极与无刷电机12的定子绕组连接。开关元件Q1-Q6接收来自控制模块104的控制信号改变各自的导通状态，从而改变供电模块101加载在无刷电机12的定子绕组上的电流。
检测模块103与无刷电机12的多相定子绕组电连接，用于检测无刷电机12运转过程中多相定子绕组的电参数。具体而言，电参数可以是能被直接检测出的电学参数，比如电压或电流，也可以是根据电压或电流而计算出的参量，比如斜率或导数。
控制模块104至少与检测模块103和驱动电路102电连接，用于控制驱动电路102的开关元件的导通状况，从而控制无刷电机12的工作模式和驱动状态。在一些实施例中，控制模块104采用专用的控制器，例如一些专用的控制芯片 (例如，MCU，Microcontroller Unit)。控制模块104集成有信号处理单元，其中，信号处理单元用于对获取相关参数信号进行处理，其具有计算、比较、判断等功能，信号处理单元对信号进行处理后，能够生成控制信号输出给驱动电路102以驱动无刷电机12运行。
供电模块101包括电源，电源可以是直流电源或交流电源。在一些实施例中，电源可以是直流电源，直流电源具体可以为电池包14，电池包14可以包括一个具有正极和负极的电池。电池包14可以可拆卸的安装至电动工具，也可以不可拆卸的安装在电动工具上。可以理解的，电池包14可以反复充放电。在一种实施例中，电源是交流市电。
如图3所示，在一个实施例中，控制模块104控制电子开关Q1和电子开关Q6使它们导通，而使其余的电子开关Q2，电子开关Q3，电子开关Q4和电子开关Q5断开。此时，供电模块101中电池包14的正极通过电子开关Q1连接到相接入端A，而电池包14的负极通过电子开关Q6连接到相接入端B，由于电子开关Q2和Q5均处于断开(或单向断开)的状态，使得相接入端C并没有连接到电池的正极或负极；驱动电路102中电子开关的导通状态使供电模块101向相接入端A和相接入B施加电压，而使相接入端C悬空。也就是说，绕组u、v导通，而绕组w悬空。在本实施例中，定义接入电源的定子绕组的端电压为调制端电压，未接入电源的定子绕组即悬空相的端电压为悬空端电压。为了简化说明，可以将电路系统的这种状态定义为驱动电路102输出驱动状态AB。
需要说明的是，这里所指的相接入端处于“悬空”，是指相接入端没有连接至电源，而并不是指相接入端完全没有连接任何其他电路，比如相接入端还连接至电压或电流的检测模块103。
如图3所示可知，以类似方式去控制驱动电路102中的电子开关，驱动电路100还可以输出驱动状态BA、驱动状态BC、驱动状态CB、驱动状态AC和驱动状态CA。
检测模块103分别连接到相接入端为A、相接入端B和相接入端C。检测模块103主要用于检测所连接处的电压或电流。
控制模块104用于接收检测模块103的信号，并通过向驱动电路102中相应的电子开关发送控制信号从而控制驱动状态的实现和切换。具体地，控制模块104可以与检测模块103构成连接，控制模块104可以通过与驱动电路102构成连接实现控制信号的传输，更具体地，控制模块104可以分别连接至电子开关Q1至Q6的控制端。另外，控制模块104可以连接至供电模块101从而使供电模块101为控制模块104提供电源。
为了方便说明，本申请的描述中将驱动状态AB、驱动状态AC、驱动状态BC、驱动状态BA、驱动状态CA、驱动状态CB简单表示为AB、AC、BC、BA、CA、CB。在无刷电机12正常驱动无刷电机12转动时，控制模块104控制驱动电路102周期性的输出驱动状态：AB、AC、BC、BA、CA、CB。控制模块104通过切换不同驱动状态使无刷电机12的各相绕组产生变化的磁场从而驱动转子转动。当然，控制模块104也可以控制驱动电路102周期性的输出以下驱动状态：AB、CB、CA、BA、BC、AC。
无位置传感器的直流无刷电机12具有开环控制模式和闭环控制模式两种工作模式。由于没有位置传感器，因此无刷电机在启动后需要先通过开环控制模式来找准转子的位置，当确认转子的位置后，控制模块104能够控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式。
控制模块104在控制驱动电路102驱动无刷电机12时其所输出的驱动状态应当与无刷电机12的转子的位置相适配才能使转子获得较大的转矩，也就是说，控制模块104需要根据转子的位置控制驱动状态的切换。当驱动状态与转子位置不对应时，会造成无刷电机12的效率和能力的损失。
在开环控制模式下，检测模块103检测多相定子绕组的电参数，并通过电参数判断转子的位置。在闭环控制模式下，检测模块103可以不检测多相定子绕组的电参数，控制模块104控制无刷电机12转动以正常驱动磨片等工作附件转动，从而满足用户的工作需求。在一个实施例中，无刷电机12在开环控制模式下的占空比和转速小于无刷电机12在闭环控制模式的占空比和转速。
无刷电机12在开环控制模式下包括驱动状态和滑行状态。在驱动状态下，控制模块104控制电源为多相定子绕组提供电力，无刷电机12在电力的驱动下转动。在滑行状态下，控制模块104控制电源停止为多相定子绕组提供电力，但无刷电机12因为惯性会继续转动。检测模块103检测无刷电机12在滑行状态下的多相定子绕组的电参数。
控制模块104被配置为：当检测模块103检测的电参数达到预设电参数值时，控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式。
在一些实施例中，控制模块104可以按照预设频率输出预设占空比的控制信号至驱动电路，以驱动电机的多相定子绕组按照预设换相时序换相。在本申请中，占空比和频率是事先设定的，占空比和频率可以根据需要进行变化。
控制模块104对检测模块103检测得到的电参数进行比较分析并据此确定转子当前的位置，当电参数达到预设电参数值时，控制模块104输出与转子当前位置对应的控制信号，从而控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制 模式。
经过实验发现，在各相绕组完全不施加电压时，借助外力使无刷电机12的转子转动一个电周期，在对应不同驱动状态的位置时，检测各个相接入端的电压，会发现在不同位置，电压会发生变化。因此，可以根据绕组所产生的电动势的变化趋势来判断转子的位置，进而控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式。具体地，当检测模块103检测的电参数的变化幅度和趋势满足预设条件时，控制模块104可以控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式。
在一个具体的实施例中，控制模块104控制驱动电路102输出驱动状态AB-AC-BC-BA-CA-CB或AB-CB-CA-BA-BC-AC一段预设的时间，检测模块103检测在不同的驱动状态下各个相接入端的电压或电流的变化以获得对应的电参数。电参数可以是电压或电流。
在一些实施例中，电参数还可以为调制端电压和悬空端电压的斜率。在其它实施例中，电参数为电压的导数，既可以是一阶导数也可以是二阶以上的导数。在其它实施例中，也可以采用电压的差值代替斜率或导数来表征电压变化的程度。
如图4所示，本申请还提供一种电动工具，该电动工具的供电电源为交流电。为了便于描述，本实施例只阐述与上述实施方式的区别，与上述实施方式相同或相近的部件采用相同标号。上述实施方式中与本实施方式中相适应的部分均可以应用到本实施方式中，以下仅介绍本实施方式与上述实施方式的区别部分。
本实施例的电动工具的电路系统200包括无刷电机12、供电模块201、驱动电路202、检测模块203、控制模块204和整流模块205。
无刷电机12的三相绕组可以是Y型连接也可以是△连接。在一些实施方式中，无刷电机12可以为包括组成△型连接的三相绕组l、m、n，△型连接与Y型连接的不同之处在于它们的连接端分别连接至不同的绕组两端，即绕组l的两个连接端中的一个连接至绕组m的一个连接端，另一个连接至绕组n的连接端；按此连接方式，三相绕组l、m、n各自的连接端依次首尾相连，这样使得组成角型连接的三相绕组实质上表现为三个绕组接入端，将它们分别定义为绕组接入端D、绕组接入端E和绕组接入端F。
检测模块203与无刷电机12的多相定子绕组电连接，用于检测无刷电机12运转过程中定子绕组的电参数。在一个具体的实施例中，检测模块203可以检测无刷电机12在运转过程中，检测模块203与定子绕组的连接处的电参数。
驱动电路202与供电模块201电连接，驱动电路202包括多个开关元件。
控制模块204至少与检测模块203和驱动电路202电连接，用于控制驱动电路202的开关元件的导通状况，从而控制无刷电机12的工作模式和驱动状态。
供电模块201包括交流电源。电路系统200还包括整流模块205，用于将交流电转换为直流电。
如图5所示，本申请还提供一种电动工具的控制方法S300，该控制方法S300能准确识别控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式的时机，避免引起高电流尖峰。为了便于描述，本实施例只阐述与上述实施方式的区别，与上述实施方式相同或相近的部件采用相同标号。上述实施方式中与本实施方式中相适应的部分均可以应用到本实施方式中，以下仅介绍本实施方式与上述实施方式的区别部分。
上述电动工具的控制方法S300包括如下步骤：
S310，判断是否检测到启动信号。
若是，执行步骤S320，否则继续检测。其中，启动信号可由用户通过触发操作开关或者其他方式控制电动工具产生启动信号。
S320，控制无刷电机12进入开环控制模式。
S330，检测无刷电机12在未通电的滑行状态下多相定子绕组的电参数。
S340，判断检测的电参数是否达到预设电参数的阈值
若是，执行步骤S350，否则继续检测。其中，电参数可以是能被直接检测出的电学参数，比如电压或电流，也可以是根据电压或电流而计算出的，比如斜率或导数。
S350，控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式。
如图6所示，本申请还提供一种电动工具的控制方法S400，该控制方法S400能准确识别控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式的时机，避免引起高电流尖峰。为了便于描述，本实施例只阐述与上述实施方式的区别，与上述实施方式相同或相近的部件采用相同标号。上述实施方式中与本实施方式中相适应的部分均可以应用到本实施方式中，以下仅介绍本实施方式与上述实施方式的区别部分。
上述电动工具的控制方法S400包括如下步骤：
S410，判断是否检测到启动信号。
若是，执行步骤S420，否则继续检测。其中，启动信号可由用户通过触发 操作开关或者其他方式控制电动工具产生启动信号。
S420，控制无刷电机12进入开环控制模式。
S430，检测被接入电源的两个相接入端的电压，将该端电压定义为调制端电压；检测未接入电源的相接入端的电压，将该端电压定义为悬空端电压。
S440，判断检测调制端电压和悬空端电压的变化幅度和趋势是否满足预设条件。
若是，执行步骤S450，否则继续检测。其中，电参数可以是能被直接检测出的电学参数，比如电压或电流，也可以是根据电压或电流而计算出的参量，比如斜率或导数。
S450，控制无刷电机12从开环控制模式切换至闭环控制模式。
下面对以上描述应用的电动工具及其他方案进行介绍。
在一种实施例中，图1至图6揭示的方案应用于高压无刷电机。高压无刷电机因其功率大，体积小的优势，在电动工具领域，尤其是重载类电动工具领域的应用逐渐普及。高压无刷类电机由交流市电供电，而非由直流电池包进行供电。本申请揭示的技术方案，虽属高压无刷领域，但部分构思也可能应用在直流供电的电动工具领域。高压无刷电机是采用半导体开关器件来实现电子换向的，即用电子开关器件代替传统的接触式换向器和电刷。它具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于各类电动工具中。
如图7至图10所示，本申请提供一种采用无刷电机的电动工具，其能够在重负载的工况(比如电动角磨机)，减少因转子识别错误产生的高电流尖峰。在一种实施例中，该无刷电机为一种采用无位置传感器的高压无刷电机。
如图7所示，角磨机20包括外壳21、无刷电机22、电源线23和控制主板(未图示)。控制主板用于驱动无刷电机22转动以实现电动工具的作业。无刷电机22为无位置传感器的直流电机。无刷电机22支撑在外壳21上，电源线23连接交流电源。电源线23、无刷电机22均与控制主板电连接。本实施例的角磨机20的无刷电机22可以为无位置传感器的交流无刷电机。
继续如图3所示，无位置传感器的直流无刷电机22具有开环模式和闭环模式两种工作模式。由于无位置传感器，因此无刷电机在启动后需要先通过开环模式来找准转子的位置，当确认转子的位置后，控制模块104能够控制无刷电机22从开环模式切换至闭环模式。在一些实施例中，无刷电机重载时，若出现无法及时识别转子位置的情况，也可控制无刷电机22由闭环模式切换至开环模式，以防止产生较高的电流尖峰而损坏无刷电机22，待找准转子位置或者撤载后，再切换至闭环模式。
控制模块104在控制驱动电路102驱动无刷电机22时其所输出的驱动状态应当与无刷电机22的转子的位置相适配才能使转子获得较大的转矩，也就是说，控制模块104需要根据转子的位置控制驱动状态的切换。当驱动状态与转子位置不对应时，会造成无刷电机22的效率和能力的损失。
在一些实施例中，控制模块104通过输出脉冲宽度调制(PWM)信号至驱动电路102的开关元件，从而控制驱动电路的电信号。
控制模块104被配置为：当电机以第一模式工作时，获取电机的当前负载参数；在当前负载参数满足第一条件时，电机以第二模式工作，控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比。
这里需要强调的是，第一模式、第二模式可以是电机的不同工作状态，例如在第一模式下，电机的工作参数满足一类指标；而在第二模式下，电机的工作参数满足另一类指标。这里的“工作参数”可以是电压、电流、转速等参数中的任意一个或多个。
在一些实施例中，第一模式可以为恒速模式，即电动工具被控制以恒定的转速工作。需要说明的时，当电动工具正常启动并达到电机转速稳定运行时，通常处于第一模式。这里的“恒速”不一定指电机转速完全不变，而是指电机转速可在一个恒定值附近略微波动。在第二模式下，电机的最大电流不超过电流阈值，其中，电流阈值为恒电流模式下，允许的最大电流。第一占空比小于或者等于预设占空比，预设占空比为第二模式下脉冲宽度调制信号的最小的占空比。在一些实施例中，第二模式下脉冲宽度调制信号的最小的占空比为20％。在一些实施例中，第一占空比可以为8％。可以理解的是，第一占空比的值越小，即预设占空比与第一占空比的差值越大，脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比时，用户越容易感受到电机的转速变化，以提示用户撤载。在一些实施例中，第一条件可以为电机的当前负载参数大于电机的负载阈值。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前转速，此时，第一条件为当前转速小于第一转速，其中，第一转速大于或者等于第一模式下允许的最小转速。示例性的，第一转速可以为8000rpm/min。
具体的，在第一模式下，通过实时获取电机的当前负载参数，当电机的当前负载参数满足第一条件时，即电机的当前负载过大时，控制脉冲宽度的调制信号的占空比降至第一占空比，使得电机能够以第一占空比持续驱动，如此，能够提示用户当前负载过大，使用户及时撤载，从而防止驱动电路损坏或者电机退磁，提高了电动工具的可靠性；相较于相关技术中在过载时，直接将电机的状态切换为强制换相状态或者直接停机的方案，优化了角磨机在重载阶段时，用户的使用手感。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比之后，以第一预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比；当当前负载参数满足第二条件时，控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比。
其中，第一预设速率可以根据电机的性能参数确定。第二条件可以为当前负载参数大于电机的负载阈值。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前转速，此时，第二条件包括当前转速小于第二转速。其中，第二转速大于或者等于电机在当前占空比下允许的最小转速，示例性的，第二转速可以为4000rpm/min。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前电流，此时，第二条件包括当前电流大于或者等于第二电流。其中，第二电流小于或者等于电机在当前占空比下允许的最小电流，示例性的，第二电流可以为16A。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前转速和当前电流，此时，第二条件包括当前转速小于第二转速，且当前电流大于或者等于第二电流，如此，能够更准确的确定用户是否撤载，进一步提高电动工具的可靠性。
第二占空比小于或者等于预设占空比，以能够提醒用户超载。在一些实施例中，第二占空比可与第一占空比相同或不同，第二占空比可大于或小于第一占空比。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：在当前负载参数不满足第二条件时，控制电机返回第一模式。
可以理解的是，当前负载参数不满足第二条件，即用户撤载时，此时，电机的负载较小，电机能够正常运转，从而控制电机返回原本的第一模式。在一些实施例中，电机的第一模式为恒速模式，电机的第二模式为恒流模式。在恒速模式下，控制电机的转速为恒定转速值。在恒流模式下，控制电机的电流小于一电流阈值。
具体的，在控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比，以提示用户撤载之后，以第一预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比，并在当前负载参数满足第二条件时，即用户未撤载时，控制脉冲宽度的调制信号的占空比降至第二占空比，以再次提醒用户撤载。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比之后，以第二预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比；当当前负载参数满足第三条件，且在一预设时间段内未检测到电机的自主换相时，控制电机进入强制换相状态。本申请提到的“强制换相状态”，即为前文图1至图6中描述的技术方案，即控制模块104控制电机从开环控制模式切换 至闭环控制模式的过程。
其中，在强制换相状态下，控制电机以固定周期强制换相。
第二预设速率可以根据电机的性能参数确定。在一些实施例中，第二预设速率可以等于第一预设速率。第三条件可以为当前负载参数大于电机的负载阈值。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前转速，此时，第三条件包括当前转速小于第三转速。其中，第三转速大于或者等于电机在当前占空比下允许的最小转速，在一些实施例中，第三转速可以等于第二转速。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前电流，此时，第三条件包括当前电流大于或者等于第三电流。其中，第三电流小于或者等于电机在当前占空比下允许的最小电流，在一些实施例中，第三电流可以等于第二电流。在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前转速和当前电流，此时，第三条件包括当前转速小于第三转速，且当前电流大于或者等于第三电流。
在一预设时间段内未检测到电机的自主换相，即在当前负载下，电机无法正确识别转子位置，此时，会造成电机22的效率和能力的损失。在一些实施例中，控制模块104还被配置为：在当前负载参数不满足第三条件时，控制电机返回第一模式。
可以理解的是，当负载参数不满足第三条件，即用户撤载时，此时，电机的负载较小，电机能够正常运转，从而控制电机返回第一模式。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：在电机进入强制换相状态后，开始计时；若在计时时间到达第一时间时，当前转速均未超过第四转速，或当前电流大于或等于第四电流时，则控制电机停机。
在一些实施例中，第一时间可以为5s。第四转速大于或者等于电机在当前占空比下允许的最小转速，当前转速未超过第四转速，即用于未撤载。由于在强制换相状态下，驱动状态与转子位置不对应，电机无法输出足够的扭矩，因此，需要及时控制电机停机。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：若在计时时间未到达第一时间时，当前转速超过第四转速，或当前电流大于或等于第四电流时，则控制电机返回第一模式。可以理解的是，当前转速超过第四转速，或所述当前电流大于或等于第四电流时，即用户撤载时，电机的负载较小，电机能够正常运转，从而控制电机返回第一模式。
在另一实施例中，控制模块104被配置为：获取电机的当前负载参数；在当前负载参数满足第一条件时，控制电机的电流降至第二电流，以提示用户撤 载。
在一些实施例中，电机的当前负载参数可以包括电机的当前功率、当前转速和/或电机的当前电流。当电机的当前负载参数包括电机的当前电流时，第一条件可以为电机的当前电流大于或者等于阈值电流，其中，阈值电流可以为根据电机的特性曲线，电机能够达到的最大电流，示例性的，阈值电流可以为20A。在一些实施例中，第二电流小于阈值电流，示例性的，第二电流可以为10A。可以理解的是，第二电流越小，电机转速下降的越多，用户越容易感受到电机的转速变化，从而提示用户当前负载过大，需要撤载。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：控制电机的电流降至第二电流之后，若在一预设时间内获取的当前负载参数均满足第二条件，则控制电机的电流持续减小或者保持为第二电流。
在一些实施例中，当电机的当前负载参数包括电机的当前功率时，第二条件可以为电机的当前功率大于阈值功率，其中，阈值功率为当前电流下电机能够达到的最大功率；示例性的，第二条件可以为电机的当前功率大于2600W。可以理解的是，当前负载参数满足第二条件，即用户未撤载，此时，通过控制电机的电流持续减小或者保持为第二电流，使得电机的转速持续降低，从而持续提醒用户撤载。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：若在阈值时间T内，电机的负载参数不满足第二条件，即用户撤载，则停止对电机进行限流，此时，电机恢复正常的工作状态。在一些实施例中，控制模块104还被配置为：若在阈值时间T内，电机的负载参数均满足第二条件，即用户未撤载，则控制电机停机，以保护电机。可以理解的是，通过降低电机的电流，以提示用户撤载时，当电机的转速下降至一定值时，电机将出现堵转而无法正常工作，因此，可以通过控制电机在转速偏低时及时停机，以防止电机堵转。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：获取电机的转速和电流；当所获取的电流大于或等于第二电流，且所获取的转速小于第一转速时，开始计时；根据计时时间和所获取的转速，确定电机的停机时刻，其中，转速始终大于零。
其中，第二电流小于或者等于阈值电流，其中，阈值电流为电机允许的最大电流，若电机的当前电流大于阈值电流，则可能使得电路板的器件过流损坏。在一些实施例中，在电机的电流大于第二电流，且电机的输出扭矩为第一扭矩时，电机的转速为第一预设转速；在电机的特性曲线上，第一扭矩对应的转速为第二预设转速；第一预设转速小于或等于第二预设转速，即在第二电流下，电机的转速比电机的特性曲线上同等扭矩下的转速更低，以防止电机损坏。即 在电流大于第二电流的情况下，因为电动工具的限流行为，电机的转速可能比电机特性曲线上同等扭矩的转速更低。第一转速可以小于或者等于当前电流下允许的最小转速。
具体的，通过获取电机的转速和电流，以在所获取的电流大于第二电流，且所获取的转速小于第一转速的一段时间之后，控制电机停机，从而能够达到防止电机损坏的目的。
在一些实施例中，控制模块104具体被配置为：若在计时时间达到设定时间时，所获取的各个时刻的转速均小于设定转速，则控制电机停机。其中，设定时间可以根据电机在不同转速下的温升测试结果设置，当设定转速不同时，设定时间不同，如此，能够使得电机在停机之前，用户的使用手感保持一致。在一些实施例中，控制模块104具体被配置为：若在计时时间达到第一设定时间时，所获取的各个时刻的转速均小于第一设定转速，则控制电机停机；若在计时时间达到第二设定时间时，所获取的各个时刻的转速均小于第二设定转速，则控制电机停机。其中，第一设定时间小于第二设定时间，且第一设定转速小于第二设定转速，即设定时间与设定转速呈正比，如此，能够在保证电机不会损坏的前提下，电机的工作时间更长。
在一些实施例中，角磨机还设置有电机温度传感器，电机温度传感器可以设置于电机上，用于监控电机的温度。控制模块104还被配置为：获取电机的温度；若在检测到启动信号时，电机的温度大于或者等于第一温度，则在电机启动之后，判断电性参数是否大于预设电性参数；当电性参数大于预设电性参数时，则控制电机停机。
其中，电机可以通过外部设备遥控控制，也可以通过按键控制，检测到启动信号即为接收到外部设备或者按键发送的使电机启动的信号。第一温度小于电机的停机温度，示例性的，第一温度可以为67℃。在一些实施例中，电性参数可以包括电机的电流和/或功率。预设电性参数可以小于或者等于电机的设定电性参数，其中，电机的设定电性参数可以为电机正常运转时，能够达到的最大电性参数。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：在电机启动之后，若获取到的电机的温度小于第二温度，则停止对电性参数是否大于预设电性参数的判断。
其中，第二温度小于第一温度，示例性的，第二温度可以为60℃。
在一些实施例中，控制模块104还被配置为：实时获取电机的温度；若在检测到启动信号时，电机的温度小于第一温度，则在电机启动后，获取到的电机的温度大于或者等于第三温度时，控制电机停机。
其中，第三温度大于所述第一温度，示例性的，第三温度可以为70℃。
具体的，实时获取电机的温度，在检测到启动信号时，若电机的温度大于或者等于第一温度，则说明电机温度过高，在工作过程中容易升温至停机温度，因此，需要在电机启动之后，实时判断电机的电性参数是否大于预设电性参数，以在电性参数大于预设电性参数时，及时控制电机停机，以防止电机过温损坏。在电机启动之后，若获取到的电机的温度小于第二温度，则表明电机的温度恢复至更低的温度，此时，电机不会存在过温损坏的风险，因此，可停止对电性参数是否大于预设电性参数的判断，从而节省控制模块104的运算能力。若在检测到启动信号时，电机的温度小于第一温度，则可以在电机启动之后，通过监控电机的温度，当电机的温度大于或者等于第三温度时，控制电机停机，以防止电机过温损坏，有利于提高角磨机的使用寿命。
对于高压无刷电机，其额定工作电压一般为220V-240V。由于电压波动，要求高压无刷电机在更大的电压范围内均能正常工作。在一种实施例中，要求高压无刷电机在170V-285V的电压范围内能够正常工作。对于如此宽的电压范围，对电机启动时转子位置的定位会产生影响，例如，采用固定宽度的定位脉冲，则在低压时，容易出现定位不准确，使得电机无法获得较大的转矩；在高压时，容易出现电流过大，而使电机启动短路保护，甚至烧毁电机的问题。
本实施例，通过根据不同的启动电压，设置不同定位脉冲，以解决高压无刷电机在宽电压范围时转子定位不准确的问题，有利于提高高压无刷电机的可靠性。本实施例中，控制模块104还被配置为：实时获取电机的电压，根据电机的电压，确定定位脉冲的宽度。
在一些实施例中，电机的电压可以为电机的相电压或母线电压。在一些实施例中，电机的电压与定位脉冲的宽度呈反比，即当电机的电压较低时，可以设置较大宽度的定位脉冲，当电机电压较高时，可以设置较小宽度的定位脉冲，使得电机在不同电压启动时时，均能够使转子定位准确，从而提高高压无刷电机的可靠性，为用户带来更好的使用体验，且无需增加成本。
一个MCU检测模拟单元仅能够检测一个模拟信号，当需要检测多个模拟信号时，往往需要MCU至少具有对应数量的检测模拟单元。然而，电动工具的MCU的模拟检测单元的数量往往有限，因此，当MCU的检测模拟单元有限时，如何使用一个MCU模拟检测单元检测两个不同的模拟信号，成为本领域亟待解决的一项技术问题。
图8为本申请实施例提供的一种检测电路的结构示意图。如图8所示，本实施例提供的检测电路中，MUC的I/O口TEM_CON通过电阻R105连接第一三极管Q25的控制端，第一电源VCC25通过电阻R41连接电机的温度传感器 J4的第一端，温度传感器J4的第二端连接第一三极管Q25的输入端，第一三极管Q25的输出端接地；温度传感器J4的第一端还与MCU的检测模拟单元AD-TEMP连接；第二三极管Q26的控制端通过电阻R99与MUC的I/O口TEM_CON连接，第二三极管Q26的输入端通过电阻R99与第二电源VCC33连接，第二三极管Q26的输出端接地；第三三极管Q27的控制端通过电阻R100与MUC的I/O口TEM_CON连接，第三三极管Q27的输入端通过电阻R99与第二电源VCC33连接，第三三极管Q27的输出端接地；如此，本实施例提供的检测电路，在MUC的I/O口TEM_CON为低电平时，Q27不通，导致Q26导通，且Q25不导通，此时，MCU的检测模拟单元AD-TEMP采集RT的信号，其中，RT为温度传感器，示例性的，温度传感器RT用于采集IGBT的温度；相应的，在MUC的I/O口TEM_CON为高电平时，Q27导通，导致Q26不通，且Q25导通，此时，MCU的检测模拟单元AD-TEMP采集J4的信号，其中，J4可以为电机的温度传感器，J4用于采集电机的温度。如此，当MUC的I/O口接收的TEM_CON信号为高电平和低电平交替时，能够使一个MCU检测模拟单元分时采集两个不同的模拟信号，即MCU的检测模拟单元能够交替采集IGBT的温度和电机的温度，从而能够节省资源，降低电动工具的成本。
图9为本申请实施例提供的一种电动工具的控制方法的流程图。本申请还提供一种电动工具的控制方法，如图9所示，该控制方法包括：
S510、在第一模式下，获取电机的当前负载参数。
S520、判断当前负载参数是否满足第一条件。
需要说明的是，这里的第一条件是用于判断用户是否撤载。若用户撤载，则当前负载参数不满足第一条件；若用户未撤载，则当前负载参数满足第一条件。
S530、若是，则控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比。
需要说明的是，若前负载参数满足第一条件，用户未撤载，电动工具进入与第一模式不同的第二模式进行工作。第一占空比小于或者等于预设占空比，预设占空比为第二模式下脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
图6为本申请实施例提供的另一种电动工具的控制方法的流程图，在一些实施例中，本申请还提供一种电动工具的控制方法还包括：
S540、在控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比之后，以第一预设速率增加脉冲宽度调制信号的占空比。
S550、判断当前负载参数是否满足第二条件。
需要说明的是，这里的第二条件是用于判断用户是否撤载。若用户撤载， 则当前负载参数不满足第二条件；若用户未撤载，则当前负载参数满足第二条件。
S560、若是，则控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比。
在一些实施例中，若当前负载参数不满足第二条件时，控制电机返回第一模式，电机将继续以原本的模式继续运行。
需要说明的是，这里的第三条件是用于判断用户是否撤载。若用户撤载，则当前负载参数不满足第三条件；若用户未撤载，则当前负载参数满足第三条件。
S570、以第二预设速率增加所述脉冲宽度调制信号的占空比。
S580、判断当前负载参数是否满足第三条件。
S590、若是，则判断在一预设时间段内是否检测到电机的自主换相。
S6100、若否，控制电机进入强制换相状态。
其中，在强制换相状态下，控制电机以固定周期强制换相。
在一些实施例中，若在所述计时时间未到达所述第一时间时，当前负载参数不满足第三条件时，控制电机返回第一模式。在一些实施例中，在电机进入强制换相状态后，开始计时；若在计时时间到达第一时间时，当前转速均未超过第四转速，或当前电流大于或等于第四电流时，则控制电机停机。
本申请涉及到的第一条件、第二条件和第三条件之间可以有任意两者或三者使用相同的负载参数进行判断，当使用同一负载参数时，该负载参数的具体数值可以相同或不同。
图11揭示的流程图与图10揭示的流程图相关联。如图11所示，该控制方法包括：
S650、判断当前负载参数是否满足第二条件。
S661、若是，则控制脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比，并开始计时。
在一些实施例中，若当前负载参数不满足第二条件时，控制电机返回第一模式，且不进行计时。
S671、判断计时时间是否达到预设时间。
S681、若是，判断电机是否回到第一模式。
S691、若否，控制电机停机。
在一些实施例中，预设时间可以为5秒，当获取到的计时时间达到预设时间时且电动工具未回到第一模式，则控制电机停机。需要注意的是，图11所示的流程图的S550步骤与图10所示的流程图的S550步骤相同，都在当前负载参数满足第二条件时进行后续步骤。因此，计时时间达到预设时间的时间点，可能位于图6中的S570至S6100之间的任意步骤，也就是说，在S570至S6100之间的任意时刻都可能发生S691步骤的控制电机停机。如此设置，使得当电机在图10所示的控制循环中循环一定时间段、且用户未做出撤载响应时，电动工具可通过主动停机来避免对电机、控制板等零部件造成进一步损伤。
图12为本申请实施例提供的又一种电动工具的控制方法的流程图。本申请还提供一种电动工具的控制方法，如图12所示，该控制方法包括：
S710、获取电机的转速和电流值。
S720、判断所获取的电流值是否大于第一电流值。
S730、若是，则判断所获取的转速是否小于第一转速；
S740、若是，则开始计时。
S750、根据计时时间和所获取的转速，确定电机的停机时刻。
在一些实施例中，根据计时时间和转速，确定电机的停机时刻，包括：在计时时间到达设定时间时，判断所获取的各个时刻的转速是否均小于设定转速；若所获取的各个时刻的转速均小于设定转速，则控制电机停机。这里的转速始终大于零。
在一些实施例中，如图13所示，该控制方法还包括：
S810、获取电机的温度和电性参数。
S820、在检测到启动信号时，判断电机的温度是否大于或者等于第一温度。
S830、若是，则在电机启动之后，判断电性参数是否大于预设电性参数。
在一些实施例中，若在检测到启动信号时，电机的温度小于第一温度，则则在电机启动后，判断获取到的电机的温度是否大于或者等于第三温度；若获取到的电机的温度大于或者等于第三温度，则控制电机停机。其中，第三温度大于第一温度。在一些实施例中，若在电机启动之后，若获取到的电机的温度小于第二温度，则停止对电性参数是否大于预设电性参数的判断。其中，第二温度小于第一温度。
S840、若是，则控制电机停机。
以上显示和描述了本申请的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本申请，凡采用等同替换或等效变 换的方式所获得的技术方案，均落在本申请的保护范围内。

Claims (20)

  1. 一种电动工具，包括：
    电机，包括转子和多相定子绕组，所述电机为无传感器的无刷电机；
    供电模块，为所述电机供电，所述供电模块连接至电源；
    驱动电路，与所述电机和所述供电模块电连接，用于将所述供电模块的电压加载至所述电机；
    控制模块，与所述驱动电路电连接，用于输出控制信号至所述驱动电路以控制所述驱动电路；
    检测模块，与所述多相定子绕组电连接，用于检测所述电机运转过程中所述多相定子绕组的电参数；
    其中，
    所述电机在开环控制模式下具有未通电的滑行状态，所述检测模块检测所述电机在所述滑行状态下所述多相定子绕组的电参数；
    所述控制模块被配置为：当所述检测模块检测的电参数达到预设电参数值时，控制所述电机从所述开环控制模式切换至闭环控制模式。
  2. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述电机在所述开环控制模式下包括驱动状态和滑行状态，在所述驱动状态下，所述控制模块控制所述电源为所述多相定子绕组提供电力；在所述滑行状态下，所述控制模块控制所述电源停止为所述多相定子绕组提供电力。
  3. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述电参数可以为电压、电流、电压的斜率或电压的导数。
  4. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述控制模块被配置为按照预设频率输出预设占空比的控制信号以控制所述多相定子绕组按照预设换相时序导通换相。
  5. 根据权利要求4所述的电动工具，其中，所述电源为电池包。
  6. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述电源为交流电，所述驱动电路还包括整流模块，用于将所述交流电转换为直流电。
  7. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述控制模块被配置为：当所述电机以第一模式运行时，获取所述电机的当前负载参数；在所述当前负载参数满足第一条件时，控制所述电机以第二模式运行并控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比；其中，所述第一占空比小于或者等于预设占空比，所述预设占空比为所述第二模式下所述脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
  8. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述当前负载参数包括当前转速或当前电流；当所述当前负载参数包括当前转速时，所述第一条件包括所述当前转速小于第一转速；当所述当前负载参数包括所述当前电流时，所述第一条件包括所述当前电流大于第一电流。
  9. 根据权利要求1所述的电动工具，其中，所述控制模块还被配置为：控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比之后，以第一预设速率增加所述脉冲宽度调制信号的占空比；当所述当前负载参数满足第二条件时，控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比。
  10. 根据权利要求9所述的电动工具，其中，所述控制模块还被配置为：当所述当前负载参数不满足第二条件时，控制所述电机以所述第一模式运行。
  11. 根据权利要求9或10任一项所述的电动工具，其中，所述当前负载参数包括当前转速和/或当前电流；当所述当前负载参数包括所述当前转速时，所述第二条件包括所述当前转速小于或等于第二转速；当所述当前负载参数包括所述当前电流时，所述第二条件包括所述当前电流大于或等于第二电流。
  12. 根据权利要求9所述的电动工具，其中，所述控制模块还被配置为：控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比之后，以第二预设速率增加所述脉冲宽度调制信号的占空比；当所述当前负载参数满足第三条件，且在一预设时间段内未检测到所述电机的自主换相时，控制所述电机进入强制换相状态。
  13. 根据权利要求12所述的电动工具，其中，所述控制模块还被配置为：当所述当前负载参数不满足第三条件时，控制所述电机以所述第一模式运行。
  14. 根据权利要求12所述的电动工具，其中，所述当前负载参数包括当前转速和/或当前电流；当所述当前负载参数包括所述当前转速时，所述第三条件包括所述当前转速小于第三转速；当所述当前负载参数包括当前电流时，所述第三条件包括所述当前电流大于或等于第三电流。
  15. 一种电动工具，包括：
    电机，包括转子和多相定子绕组，所述电机为无传感器的无刷电机；
    供电模块，用于为所述电机供电，所述供电模块连接至电源；
    驱动电路，与所述电机和所述供电模块电连接，用于将所述供电模块的电压加载至所述电机；
    控制模块，与所述驱动电路电连接，用于输出控制信号至所述驱动电路以控制所述驱动电路；
    检测模块，与所述多相定子绕组电连接，用于检测所述电机运转过程中所述多相定子绕组的电参数；
    其中，
    所述检测模块被配置为：
    检测接入电源的定子绕组的端电压，将该端电压定义为调制端电压；
    检测未接入电源的定子绕组的端电压，将该端电压定义为悬空端电压；
    所述控制模块被配置为：当所述调制端电压和所述悬空端电压的变化幅度和趋势满足预设条件时，控制所述电机从开环控制模式切换至闭环控制模式。
  16. 根据权利要求15所述的电动工具，其中，所述控制模块被配置为按照预设频率输出预设占空比的控制信号以控制所述多相定子绕组按照预设换相时序导通换相。
  17. 根据权利要求16所述的电动工具，其中，所述控制模块被配置为：当所述电机以第一模式运行时，获取所述电机的当前负载参数；在所述当前负载参数满足第一条件时，控制所述电机以第二模式运行并控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比；其中，所述第一占空比小于或者等于预设占空比，所述预设占空比为所述第二模式下所述脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
  18. 根据权利要求17所述的电动工具，其中，所述控制模块还被配置为：控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比之后，以第一预设速率增加所述脉冲宽度调制信号的占空比；当所述当前负载参数满足第二条件时，控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第二占空比。
  19. 一种电动工具的控制方法，所述电动工具包括：
    电机，包括转子和多相定子绕组，所述电机为无传感器的无刷电机；
    供电模块，用于为所述电机供电，所述供电模块连接至电源；
    驱动电路，与所述电机和所述供电模块电连接，用于将所述供电模块的电压加载至所述电机；
    控制模块，与所述驱动电路电连接，用于输出控制信号至所述驱动电路以控制所述驱动电路；
    检测模块，与所述多相定子绕组电连接，用于检测所述电机运转过程中所述多相定子绕组的电参数；
    所述控制方法包括：
    在检测到启动信号时，控制所述电机进入开环控制模式；
    在所述开环控制模式下，检测所述电机在未通电的滑行状态下所述多相定子绕组的电参数；
    当所述电参数达到预设电参数的阈值时，控制所述电机从所述开环控制模式切换至闭环控制模式。
  20. 根据权利要求19所述的控制方法，其中，当所述电机以第一模式运行时，获取所述电机的当前负载参数；
    判断所述当前负载参数是否满足第一条件；
    当所述当前负载参数满足第一条件时，控制所述电机以第二模式运行，并控制所述脉冲宽度调制信号的占空比降至第一占空比；其中，所述第一占空比小于或者等于预设占空比，所述预设占空比为第二模式下所述脉冲宽度调制信号的最小的占空比。
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