PDF《无绳电动工具》

2017 TOSHIBA CORPORATION, All Rights Reserved. 所有无绳设备,包括电动工具,都需要在某些时候进行充电.这种情况下,几乎无一例外地都需要使用交流电源,尽管也存在太 阳能充电等其它方式.在大多数无绳电动工具中,电池组可从工具上拆下,以便于长期连续工作.每块电池电量耗尽后,都可以插入 通常与工具本身相分离的充电器. 充电站通常会从市电获得电量;

其前端是一个交流适配器,用于整流和调节交流电源.然后电力流到充电器电路,为电池充电. 由于充电电池的类型和尺寸是已知的,所以充电器可以高度优化. 电池组本身变得越来越复杂,目前可存储大量的能量.除了多个紧凑型电池之外,它们还集成了控制和保护电路,确保能够安全 而统一地向工具传递能量. 该工具包含电机驱动电路,由控制电路和分立半导体组成,可形成三相逆变器.该逆变器可产生交错电源信号,用于正确驱动 BLDC电机. 随着无绳电动工具的使用,设计师面临着诸多挑战;

在某些情况下,许多挑战之间相互作用、相互竞争. 例如,其中一项挑战在于人机工程学方面,人机工程学确定了工具的形状因素(外形和重量).由于工具会经常长时间使用,因 此用户舒适性和便利性是市场上产品成功的关键.外形很重要,因为它是与用户之间的触觉界面;

外形还确定了电机和其它电子设备 的可用空间.诸如右手或左手工具使用性这样的功能有时会限制技术的可用空间,或限定某些开关放置在设备上的位置. 重量是另一个关键指标,它能够推动设计师做出电机技术(BLDC较轻)、电池和外壳方面的设计决策.目前,用户需要获得电 池寿命指示或内置LED灯等重要信息,以便于其在黑暗、狭窄空间中开展工作.所有这些都需要设计额外的电路并消耗电池电量. 电池本身是最大而最明显的制衡之一.由于用户需要更轻、更方便、使用寿命更长的工具,设计师需要在这两项竞争要求之间找 到 最佳平衡点 .一种解决方案是为工具提供一系列电池尺寸和容量.真正的答案在于选择每单位重量的能量最高的电池技术,并 确保设计的各个方面尽可能高效,以免浪费能量. 尽管对用户有价值,但工具的使用环境往往很恶劣.甚至在正常使用中,工作的性质意味着它们必须承受机电应力和峰值.尤其 是紧固螺母或钻头堵转时需要电流峰值来提供必要的扭矩.然而,控制和保护电路必须确保电池不会提供如此多的瞬时功率,以免损 坏电子设备或电机. 工具不可避免地会用于恶劣环境;

灰尘、污垢和潮湿只是其面临的部分危险因素.温度是另一项危险因素.工具不仅需要在高环 境温度下工作,而且其本身也会发热.效率的提高使工具的运行温度更低,因此可在更高的环境温度下工作. 最后,没有什么比工具失灵更令人沮丧的.工具失灵意味着关键的安全工作被推迟,或者承包商需要使用低效率方法以另一种方 式完成工作从而提高成本.事情往往就是如此:一件工具发生故障会有损制造商的声誉,因此可靠性和稳健性是所有无绳电动工具设 计师关注的核心因素. ?? ?Й ????????? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ????? γ??С ?Ξ ??? ???Х ??? ???С $ %1 4XJUDI 3FDUJGJFS %SJWF $JSDVJU %SJWF $JSDVJU 图1:大多数无绳电动工具的基本布局相似 Technical Note Vol.1 虽然不同的制造商都有其自己设计无绳电动工具的方法,但电源和电机之间功率传输的基本原理非常相似. Copyright ?