高基頻節(jié)能電動機的制作方法
【專利說明】局基頻節(jié)能電動機
[0001] 本案是基于專利申請?zhí)?015203357523,申請日：2015/5/22,專利名稱為：單相變 頻驅動的沖擊式電動扳手的實用新型專利申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本實用新型設及電機技術領域，具體地說是一種使用單相電源轉變?yōu)?相高頻電 源驅動的高基頻節(jié)能電動機。
【背景技術】
[0003] 電動扳手就是W電源或電池為動力的扳手，是一種梓緊高強度螺栓的工具，又叫 高強螺栓槍。主要分為沖擊扳手、扭剪扳手、定扭矩扳手、轉角扳手、角向扳手。其中沖擊式 電動扳手是由一種由異步電動機提供動力，通過齒輪減速箱、沖擊機構帶動扳手輸出軸產(chǎn) 生沖擊扭力來快速拆裝螺栓或螺母的電動工具，中國專利公開了一種電動扳手，其專利號 為2005200692687,其包括齒輪箱體、帶有手柄的機殼、連接在機殼內的異步電動機、齒輪減 速機構W及沖擊套和扳軸，齒輪箱體通過中間體與機殼固定連接，齒輪減速機構包括連接 在中間體和齒輪箱體上的齒輪軸、連接在齒輪軸上的雙聯(lián)齒輪、支承連接在中間體和扳軸 上的主軸W及連接在主軸上的減速齒輪，雙聯(lián)齒輪分別與電機輸出齒軸和減速齒輪曬合， 主軸外周壁上的人字形凹槽內裝有滾珠，并與沖擊套內周壁上的凹槽相對應卡接，沖擊套 的U形槽內裝有滾珠，套在主軸上的彈黃分別與減速齒輪和滾珠端面上的擋片相接，沖擊 套端面的卡塊與扳手頭端面卡接或分離，運種結構由于力矩大、工效高、反力矩小、價格便 宜等優(yōu)點，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)大量螺紋裝配的重要生產(chǎn)工具，同時由于其輸出力矩大，特別 適用于較大規(guī)格螺栓(M12~M72)的裝配。沖擊式電動扳手按選用電動機的類型有單相串激 電動扳手和=相工頻電動扳手。單相串激電動扳手由于換向器與碳刷的摩擦損耗導致該類 型電動扳手使用年限短，更換電動機轉子費用高等致命缺點，所W-般適用于M20W下的 螺栓裝配。=相工頻電動扳手裝配螺紋規(guī)格越大，體積就越龐大、重量越沉重，單人搬放、操 作就不方便，甚至是不現(xiàn)實。
[0004] 經(jīng)檢索，CN200810052109公開了一種變頻電動工具，其包括機殼、手柄和具有轉子 與定子的變頻電機，所述機殼內置有變頻模塊及依次連接的控制模塊并與變頻電機連接， 其實質性不足是：1、由于變頻模塊和控制模塊置于機殼內，在電動工具工作過程中產(chǎn)生的 震動對置于變頻模塊和控制模塊其上的電子元件的壽命造成很大影響，導致壽命縮短；2、 雖然解決了單相串激電動工件空載轉速高、噪音大、啟動電流大等一系列缺陷，但在電壓相 同的情況下，只能輸出一個定值的功率，無法根據(jù)需要提高或變換輸出功率，因此，運種結 構無法解決本身重量重、體積大、搬運不方便的實質性缺陷。

【發(fā)明內容】

[0005] 本實用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術的不足，提供一種結構新穎、重量輕、體積 小、性能穩(wěn)定、節(jié)能降耗、使用壽命長、可根據(jù)需要提高或變換輸出功率的高基頻節(jié)能電動 機。
[0006] 本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：
[0007] -種高基頻節(jié)能電動機，包括異步電動機，其特征在于所述異步電動機中每相繞 組串聯(lián)應數(shù)與電源頻率成反比，即頻率增加一倍，繞組應數(shù)減少一倍，由于異步電動機鐵忍 定子槽面積不變，繞組應數(shù)減少的同時增加了繞組的導電截面積，不但使繞組電阻大大降 低，而且還大大增加了異步電動機的效率，效率最高達90%W上，另一方面可承載更大的電 流從而增大電機的功率，從而實現(xiàn)了節(jié)能降耗、重量輕、小型化的目的，
[0008] 本實用新型還可設有變頻控制系統(tǒng)，所述變頻控制系統(tǒng)經(jīng)導線與異步電動機相連 接，通過變頻控制系統(tǒng)將單相電源變=相電源來驅動=相異步電動機，使同體積的電機功 率顯著提高，達到單相電源電壓低、安全性好、節(jié)能降耗、性能可靠、使用壽命長的作用，所 述變頻控制系統(tǒng)是由主電路板、控制板和鍵盤顯示屏構成，所述主電路板上設有整流電路、 限流濾波電路、制動電路和逆變電路，所述整流電路是由二極管VD1、VD2、VD3、VD4組成，所 述限流濾波電路是由電容C7、電容C8、充電電阻RS、開關KS、電阻Rl和電阻R2組成，所述 制動電路是由制動電阻RB和開關管VB組成，所述逆變電路是由逆變管VI、V2、V3、V4、V5、 V6 和續(xù)流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6W及吸收電容CUC2、C3、C4、C5、C6 組成。VDl正 極與VD2負極相連并與工頻電源火線L相連；VD3的正極與VD4的負極相連并與工頻電源 零線N相連；VDl負極、VD3負極、RS-端、KS-端相連；RS另一端、KS另一端、Rl-端、C7 正極端、RB-端、Vl集電極、Dl負極、Cl一端、V3集電極、D3負極、C3 -端、V5集電極、D5 負極、巧一端相連，形成直流母線端；Rl另一端、C7負極端、R2 -端、C8正極端相連；RB另 一端、VB集電極相連；Vl發(fā)射極、Dl正極、Cl另一端、V2集電極、D2負極、C2 -端相連，并 與輸出的U相線相連；V3發(fā)射極、D3正極、C3另一端、V4集電極、D4負極、C4 一端相連，并 與輸出的V相線相連；V5發(fā)射極、D5正極、巧另一端、V6集電極、D6負極、C6 -端相連，并 與輸出的W相線相連；VD2正極、VD4正極、R2另一端、C8負極端、VB發(fā)射極、V2發(fā)射極、D2 正極、C2另一端、V4發(fā)射極、D4正極、C4另一端、V6發(fā)射極、D6正極、C6另一端相連，形成 直流母線熱地端；VB基極、Vl基極、V2基極、V3基極、V4基極、V5基極、V6基極與控制板對 應端子相連。所述二極管VDl、二極管VD2、二極管VD3、二極管VD4構成單相整流橋，對單 相工頻電源進行整流，整流后的電壓形成脈動電壓，濾波電容C7、C8對整流后的脈動電壓 消除濾波，同時，還在整流和逆變之間起到去禪作用，消除干擾、提高功率因數(shù)，由于濾波電 容C7、C8在斷電的短時間內兩端存在很高的高壓電，為了消除高壓電，在濾波電容C7的兩 端并聯(lián)電阻R1，在濾波電容C8的兩端并聯(lián)電阻R2,W使濾波電容C7、C8充分放電，由于濾 波電容C7、C8儲能較大，在接入電源時兩端電壓為零，因而在上電瞬間濾波電容C7、C8的 充電電流很大，過大的電流容易損壞單相整流橋中的二極管，因此，將充電電阻RS串接在 直流電路的直流母線上，當濾波電容C7、C8充電到一定程度時，由開關KS將充電電阻RS短 路；逆變管VI、V2、V3、V4、V5、V6組成的逆變橋在控制板的控制下將直流電逆變成頻率、幅 值都可調的交流電，由于電機繞組為感性具有無功分量，續(xù)流二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6 為無功電流返回到直流電源提供通道，當電動機處于制動狀態(tài)時，再生電流通過續(xù)流二極 管D1、D2、D3、D4、D5、D6返回到直流電路上；所述逆變管VI、V2、V3、V4、V5、V6在進行逆變 過程時，同一橋臂兩個逆變管不停地交替導通和截止，在換相過程中也同樣需要通過續(xù)流 二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6提供通路；同時，逆變管VI、V2、V3、V4、V5、V6每次由導通切 換到截止狀態(tài)的瞬間，逆變管兩端電壓將由接近OV上升到直流母線電壓值，過高的電壓增 長率很容易損壞逆變管，運種關斷時的電壓增長率是通過吸收電容C1、C2、C3、C4、C5、C6來 降低，當電機在減速時，轉子的轉速若超過此時的同步轉速而處于再生制動狀態(tài)，即發(fā)電狀 態(tài)時，拖動變頻控制系統(tǒng)的動能將反饋到直流電路中，濾波電容兩端的直流電路中的直流 母線電壓不斷上升，此時，變頻控制系統(tǒng)產(chǎn)生過壓保護，或者損壞變頻控制系統(tǒng)，運時，可通 過制動電路來控制流經(jīng)制動電阻的放電電流IB，使反饋能量消耗掉，使直流電路中的電壓 達到正常；所述控制板通過鍵盤顯示屏中的鍵盤輸入信息設置控制電路工作點，輸出控制 信號給逆變電路，并采集主電路板輸出信息反饋給控制板，不斷根據(jù)負載情況調整工作點， 使輸出結果符合由鍵盤顯示屏設定的值；所述鍵盤顯示屏是整個變頻控制系統(tǒng)的人機界 面，用戶可W通過它改變輸出頻率、輸出電壓、監(jiān)測輸出電壓、輸出電流等信息，本實用新型 所述鍵盤顯示屏可W安裝在變頻控制系統(tǒng)上，也可安裝在電動扳手本體上。