單相變頻驅(qū)動(dòng)的沖擊式電動(dòng)扳手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)工具領(lǐng)域，具體地說是一種使用單相電源轉(zhuǎn)變?yōu)槿喔哳l電源 驅(qū)動(dòng)的沖擊式電動(dòng)扳手。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動(dòng)扳手就是以電源或電池為動(dòng)力的扳手，是一種擰緊高強(qiáng)度螺栓的工具，又叫 高強(qiáng)螺栓槍。主要分為沖擊扳手、扭剪扳手、定扭矩扳手、轉(zhuǎn)角扳手、角向扳手。其中沖擊式 電動(dòng)扳手是由一種由異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，通過齒輪減速箱、沖擊機(jī)構(gòu)帶動(dòng)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(dòng)工具，中國(guó)專利公開了一種電動(dòng)扳手，其專利號(hào) 為2005200692687,其包括齒輪箱體、帶有手柄的機(jī)殼、連接在機(jī)殼內(nèi)的異步電動(dòng)機(jī)、齒輪減 速機(jī)構(gòu)以及沖擊套和扳軸，齒輪箱體通過中間體與機(jī)殼固定連接，齒輪減速機(jī)構(gòu)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 上的主軸以及連接在主軸上的減速齒輪，雙聯(lián)齒輪分別與電機(jī)輸出齒軸和減速齒輪嚙合， 主軸外周壁上的人字形凹槽內(nèi)裝有滾珠，并與沖擊套內(nèi)周壁上的凹槽相對(duì)應(yīng)卡接，沖擊套 的U形槽內(nèi)裝有滾珠，套在主軸上的彈簧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，這種結(jié)構(gòu)由于力矩大、工效高、反力矩小、價(jià)格便 宜等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)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(dòng)扳手按選用電動(dòng)機(jī)的類型有單相串激 電動(dòng)扳手和三相工頻電動(dòng)扳手。單相串激電動(dòng)扳手由于換向器與碳刷的摩擦損耗導(dǎo)致該類 型電動(dòng)扳手使用年限短，更換電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子費(fèi)用高等致命缺點(diǎn)，所以一般適用于M20以下的 螺栓裝配。三相工頻電動(dòng)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(shí)。
[0003] 目前市場(chǎng)條件下，若想裝配M72及以上螺栓的電動(dòng)扳手，就需要兩人甚至多人同 時(shí)合力操作才能完成螺紋的裝配工作，導(dǎo)致操作不方便、安裝效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大。
[0004] 經(jīng)檢索，CN200810052109公開了一種變頻電動(dòng)工具，其包括機(jī)殼、手柄和具有轉(zhuǎn)子 與定子的變頻電機(jī)，所述機(jī)殼內(nèi)置有變頻模塊及依次連接的控制模塊并與變頻電機(jī)連接， 其實(shí)質(zhì)性不足是：1、由于變頻模塊和控制模塊置于機(jī)殼內(nèi)，在電動(dòng)工具工作過程中產(chǎn)生的 震動(dòng)對(duì)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(dǎo)致壽命縮短；2、 雖然解決了單相串激電動(dòng)工件空載轉(zhuǎn)速高、噪音大、啟動(dòng)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(gè)定值的功率，無法根據(jù)需要提高或變換輸出功率，因此，這種結(jié) 構(gòu)無法解決本身重量重、體積大、搬運(yùn)不方便的實(shí)質(zhì)性缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、重量輕、體積小、 攜帶輕便、操作方便、性能穩(wěn)定、節(jié)能降耗、使用壽命長(zhǎng)的單相變頻驅(qū)動(dòng)的沖擊式電動(dòng)扳手。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是： 一種單相變頻驅(qū)動(dòng)的沖擊式電動(dòng)扳手，包括電動(dòng)扳手本體，所述電動(dòng)扳手本體是由機(jī) 殼、手柄和具有轉(zhuǎn)子與定子的異步電動(dòng)機(jī)組成，其特征在于設(shè)有變頻控制系統(tǒng)，所述電動(dòng)扳 手本體經(jīng)連接導(dǎo)線與變頻控制系統(tǒng)相連接，以使單相電源通過變頻控制系統(tǒng)將單相變?nèi)?來驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)，達(dá)到單相電源電壓低、安全性好、使用方便，三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠的作用。同時(shí)，利用變頻器將普通的三相異步電動(dòng)機(jī)改變?yōu)楦哳l三相異步電 動(dòng)機(jī)，使同體積的電機(jī)功率顯著提高，應(yīng)用在扳手上同樣的扳手適擰的螺栓的數(shù)量增大，同 樣的螺栓用的扳手體積顯著縮小，達(dá)到重量小、使用輕便的作用；還能通過變頻器的頻率調(diào) 節(jié)，可任意調(diào)節(jié)扳手的扭矩大小并可標(biāo)定，改變了普通沖擊扳手扭矩不可調(diào)這一現(xiàn)象，通過 調(diào)節(jié)相應(yīng)的頻率標(biāo)定值來確定相應(yīng)的扭矩，實(shí)現(xiàn)了同一只扳手?jǐn)Q不同規(guī)格的螺栓。
[0007] 本發(fā)明所述變頻控制系統(tǒng)是由主電路板、控制板和鍵盤顯示屏構(gòu)成，所述主電路 板上設(shè)有整流電路、限流濾波電路、制動(dòng)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(guān)KS、電阻Rl 和電阻R2組成，所述制動(dòng)電路是由制動(dòng)電阻RB和開關(guān)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 Dl、D2、D3、D4、D5、D6 以及吸收電容 CU C2、C3、C4、 C5、C6組成。VDl正極與VD2負(fù)極相連并與工頻電源火線L相連；VD3的正極與VD4的負(fù)極 相連并與工頻電源零線N相連；VDl負(fù)極、VD3負(fù)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(fù)極、Cl 一端、V3集電極、D3負(fù)極、C3 - 端、V5集電極、D5負(fù)極、C5 -端相連，形成直流母線端；Rl另一端、C7負(fù)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(fù) 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(fù) 極、C4 一端相連，并與輸出的V相線相連；V5發(fā)射極、D5正極、C5另一端、V6集電極、D6負(fù) 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(fù)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(duì)應(yīng)端子相連。所述二極管VD1、二極管VD2、二極管VD3、二極管VD4構(gòu)成 單相整流橋，對(duì)單相工頻電源進(jìn)行整流，整流后的電壓形成脈動(dòng)電壓，濾波電容C7、C8對(duì)整 流后的脈動(dòng)電壓消除濾波，同時(shí)，還在整流和逆變之間起到去耦作用，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(shí)間內(nèi)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,以使濾波電容C7、C8 充分放電，由于濾波電容C7、C8儲(chǔ)能較大，在接入電源時(shí)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(dāng)濾波電容C7、C8充電到一定程度時(shí)，由開關(guān)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(diào)的交流電，由于電機(jī)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(dāng)電動(dòng)機(jī)處于制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，再生電流 通過續(xù)流二極管Dl、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(jìn)行逆變過程時(shí)，同一橋臂兩個(gè)逆變管不停地交替導(dǎo)通和截止，在換相過程中也同樣 需要通過續(xù)流二極管Dl、D2、D3、D4、D5、D6提供通路；同時(shí)，逆變管VI、V2、V3、V4、V5、V6 每次由導(dǎo)通切換到截止?fàn)顟B(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(zhǎng)率很容易損壞逆變管，這種關(guān)斷時(shí)的電壓增長(zhǎng)率是通過吸收電容CU C2、 C3、C4、C5、C6來降低，當(dāng)電機(jī)在減速時(shí)，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速若超過此時(shí)的同步轉(zhuǎn)速而處于再生制動(dòng) 狀態(tài)，即發(fā)電狀態(tài)時(shí)，拖動(dòng)變頻控制系統(tǒng)的動(dòng)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(shí)，變頻控制系統(tǒng)產(chǎn)生過壓保護(hù)，或者損壞變頻控制系 統(tǒng)，這時(shí)，可通過制動(dòng)電路來控制流經(jīng)制動(dòng)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(dá)到正常；所述控制板通過鍵盤顯示屏中的鍵盤輸入信息設(shè)置控制電路工作 點(diǎn)，輸出控制信號(hào)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(fù)載情況 調(diào)整工作點(diǎn)，使輸出結(jié)果符合由鍵盤顯示屏設(shè)定的值；所述鍵盤顯示屏是整個(gè)變頻控制系 統(tǒng)的人機(jī)界面，用戶可以通過它改變輸出頻率、輸出電壓、監(jiān)測(cè)輸出電壓、輸出電流等信息， 本發(fā)明所述鍵盤顯示屏可以安裝在變頻控制系統(tǒng)上，也可安裝在電動(dòng)扳