电动叉车(交流驱动+直流起升)的最佳组合

2017-07-10  来自: 江苏科力机械有限公司 浏览次数:729

电动叉车(交流驱动+直流起升)的最佳组合

 

来源:江苏科力电动叉车

 

 

    当今电动叉车领域,交流驱动系统的发展十分迅速。相对直流驱动系统,交流驱动系统凭借其高效率、免维护、长寿命等优势,得到成功的应用。

 

    针对交流驱动系统的优缺点,如何做到既能发挥交流驱动系统的优势,又大可以幅降低整车驱动系统的成本,最大限度的提升叉车性能?半交流驱动系统是解决叉车驱动系统的最佳方案。

 

    所谓半交流驱动系统,即叉车行走部分是交流驱动(交流电机+交流控制器),液压提升部分是直流驱动(直流电机+直流控制器)。

 

 

 

    首先我们通过具体的技术分析来揭示半交流电动叉车驱动系统的优势。

 

 

 

  交流驱动系统在应用中的优缺点

 

 

 

   优点

 

  三相交流电机是交流驱动系统的主要组成部分,其工作原理是将三相交流电输送给定子绕组,产生旋磁场,感应闭合的转子绕组,从而产生电流,转子在电磁力的作用下顺着旋转磁场的转动方向旋转。这种方式有两个明显优点:

 

第一,交流电动机最为突出的优势是没有碳刷,也没有直流电动机通常对最大电流方面的限制,这意味着电动机在实际使用中可以得到更多的能量及更大的制动扭力,可以更快的速度运转,体积也可以做得更小,以及电机产生的电磁干扰也会大大降低;

 

第二,交流电机的热量主要发生在电机外壳部分的定子线圈,便于冷却与散热。另外,交流电机的效率比直流电机高很多。

 

第三,交流电机高低压间切换更平稳。

 

综上所述,感应电机交流驱动系统与直流电机驱动系统相比,具有效率高、体积小、质量小、结构简单、免维护、易于冷却和寿命长等优点。随着交流电机的控制能力大大增强;以及交流电机控制器硬件部分的成本得以降低,从而为交流驱动系统的大规模推广应用创造了条件。

 

 

 

缺点主要就是价格高

 

1.编码器

 

当前的交流驱动系统中,编码器是必备器件,安装在交流电机上,用来向控制器提供转速及方向信号。但由于编码器的价格偏高,使得交流控制系统的整体价格被抬高。

 

2。控制器

 

由于交流变频调速控制技术很复杂,控制器需要选用较大的微处理器;同时,控制器的三相交流输出也需要使用比直流控制器多得多的功率器件(如:MOSFET),直接导致成本的增加。所以交流控制器价格会比直流控制器价格高。

 

3。交流电机

 

虽然交流电机比较简单,制造工艺和材料都没有直流电机复杂,但由于交流驱动系统应用在国内刚刚起步,除了少数国产电机,大多电机还需进口,所以在未来一段时间内,交流电机价格会比直流电机价格高。

 

 

 

由此可见,从交流驱动系统的整体来看,不仅其技术的复杂和特殊,而且器件的成本高。这使得其整体价格会比直流驱动系统高出许多。这将不可避免的影响生产厂商的生产成本,同时也使得最终用户的采购成本不可避免的上升。

 

 

 

最佳解决方案=交流驱动系统+直流起升系统(半交流电动叉车

 

一、交流驱动系统应用于叉车行走部分,整体性能显著提高,故障及元件更换率明显降低,可靠性大大增强;叉车单位时间的生产率更高,操作及维护成本更低,将给用户带来非常显著的效益。

 

  采用交流驱动系统的电动叉车的优势主要体现在以下方面:

 

  1. 运行与维护成本低

 

  交流电机终生免维护

 

  交流电机无需换向接触器(前进、后退换向),节省了部件。更为重要的是,交流电机无碳刷和换向器,不仅电机的体积更加轻便小巧,运转速度提高了,而且彻底摆脱了定期检测和更换碳刷的麻烦,极大地增强了叉车的可靠性与稳定性;同时,在叉车设计时不用考虑预留电机维修空间,甚至可以将电机密封起来,使叉车结构设计更加紧凑。

 

  采用再生制动,减少机械磨损

 

  再生制动是一种非接触性制动,无论驾驶者踩制动踏板刹车,还是切换行驶方向刹车,电动机均会处于发电机状态,其电磁转矩转变为制动转矩。这意味着刹车片的磨损会降低,也就减少了叉车维护费用,使运行成本更低。

 

  同时,由于交流电机在行驶与制动上的效率很高,而且刹车或换向时,会有再生能量产生,并能将再生能量回送给蓄电池,这使电池工作时间延长,寿命也更长。虽然他励直流驱动叉车上也有再生制动,但必须在强烈的制动时才能启用,而交流系统几乎在所有的情况下,交流电机均会产生能量再生,并且持续作用直至叉车完全静止,显然比直流电机的能量再生效率更高。

 

  2. 生产效率提高

 

  交流电机最高转速比直流电机提高很多,动力更强劲。而且,交流电机可以将获得的再生能量回馈给蓄电池,既延长了电池的使用时间,又可以将这些能量用于提高叉车的整体性能。其结果是叉车在行驶中启动更快,加速/减速性能大大提高,缩短了达到最高速度的时间与行走距离,工作效率显著提高。

 

  3. 易于编程,控制能力大大增强

 

  随着变频调速技术取得了突破性发展,可以实时控制交流电机的运转,使交流电机的控制能力大大增强,获得了同直流电机一样的调速性能。交流驱动采用速度力矩控制,控制的灵敏度提高,可以提高叉车操作效率;采用加速踏板释放制动功能,前进过程中换向为倒车时可以平稳过渡,提高了叉车的稳定性与可靠性。同时,采用CAN总线,使系统集成更简单,单元设计更灵活。

 

  4. 叉车操作更加舒适

 

  交流驱动系统在提高叉车驾驶员操作舒适方面所起到的作用与众不同,由于交流电机比直流电机小巧轻便,这使得叉车的设计相对更灵活。

 

 

 

二、直流驱动系统应用于叉车提升部分

 

前面介绍了交流驱动系统优于直流驱动系统,主要是因为交流电机的免维护优于直流电机的定期维护,但是,需要指出的是,这一优势主要是针对叉车的行走部分。这是因为直流电机之所以需要定期维护,是因为炭刷的损耗和毁坏,而炭刷的失效主要有两个因素易造成。

 

1. 带载换向,即车辆在运行过程中改变行走方向。而叉车的提升部分的液压电机并不涉及的带载换向。

 

2。 大电流运行。大电流运行一般是由于车辆满载爬坡或快速起动以及再生制动时,行走电机会在很大电流下工作,甚至会过载运行;而车辆液压提升系统都预设有最大压力,液压电机工作电流不会太大,也不会过载运行,而且液压电机是短时工作制,单次工作时间很短,几乎不会大电流运行。

 

3.直流串励电机在启动阶段的大扭矩特性非常适合作为起升泵电机。

 

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