随着世界制造业向中国转移和国内物流业的高速发展,中国叉车市场增长潜力巨大,同时,为了与世界接轨,叉车行业的技术水平正在不断得到提高CONTROL ENGINEERING China版权所有,由此会带动我国电动叉车市场需求的迅速上升。我国电动叉车生产起步较晚,现有的叉车企业还无法满足国内市场对高端电动叉车的大量需求,因此,我国叉车企业要想在未来的市场竞争中取得优势,应当通过采用世界领先技术提高产品品质,以一流的产品赢得更多的客户。
交流驱动系统和线控转向系统是目前叉车行业的革命性技术。全球叉车巨头竞相推出了性能更佳的交流驱动电动叉车,并着重考虑将他们较新型号的叉车由液压转向系统转换为线控转向系统,或者正在进行这样的转换,用以丰富自己的产品,提升自己的技术,赢得市场份额。
一、交流驱动系统
交流驱动系统是20世纪90年代发展起来的新技术。其原理是:将三相交流电输送给固定的定子绕组,产生旋转的磁场感应闭合的转子绕组产生电流,转子在电磁力的作用下顺着旋转磁场的转动方向旋转。
与直流驱动系统相比CONTROL ENGINEERING China版权所有,交流驱动系统的主要特点如下:
1. 效率高、速度快。交流驱动系统的电机控制器采用矢量控制的变频调速方式,这是交流电动机最为
2. 维护成本几乎为零。交流电动机的热量主要发生在电动机外壳部分的定子线圈,便于冷却与散热。因此,交流电动机比直流电动机所需元件数量大大减少www.cechina.cn,没有需要定期更换的易损件,几乎不用维护,更高效耐用。
3. 转速设计更为科学。交流驱动系统调速范围宽控制工程网版权所有,而且能实现低速恒转矩、高速恒功率运转,很好地满足了电动车辆实际行驶所需的转速特性。
随着半导体技术的突飞猛进,以及电子元件价格的不断下跌www.cechina.cn,交流电机的控制能力大大增强,交流电机控制器硬件部分的成本也得以降低,从而为交流驱动系统的大规模推广应用奠定了基础。
丹纳赫传动交流驱动叉车全系统集成解决方案:
早在1996年,在电动工业车辆(叉车及AGV)领域,丹纳赫传动(Danaher Motion)公司率先推出了第一代用于牵引和提升的交流电机和驱动器(48V),在低压交流技术开发领域处于领先位置,并以直交流变换技术领导着叉车市场。如今,丹纳赫传动为全球前10名的叉车制造商提供领先的交流驱动系统。
丹纳赫传动的交流驱动系统产品是基于CANopen总线的系统,主要由车辆控制器、电机速度控制器、动力转向系统、电机、用户接口显示装置等组成。
车辆控制器是一种专为电动车辆开发的通用控制器,目前客户使用的是第二代产品VMC20。VMC20基于Texas数字信号处理器来执行CPU功能,由DC/DC、PWM、CAN等模块组成,防护等级为IP54。最近,丹纳赫传动的车辆控制器推出了新的第三代产品VMC30。VMC30基于先进的嵌入式控制的处理器内核,能够扩展CPU内核。VMC30除了具有DC/DC、PWM、CAN等模块之外,还包括电液控制、远程访问和USB接口,并增加了诊断功能,还可控制选项卡。它可进行OEM编程,通过应用开发和维护进行用户控制,减少了设计和应用编程时间,防护等级为IP65。
电机速度控制器(ACS)目前是丹纳赫传动的第五代产品,但为了考虑客户的制造(电动叉车)的成本,丹纳赫传动又开发出了压缩型产品ACC4807,该产品体积更小,但功能和品质方面没有变化,从而降低了客户的成本。
二、线控转向系统
目前,在叉车领域使用较为广泛的是液压转向系统,但是由于采用这一系统的叉车需要使用泵和软管,故而存在以下缺陷:
1. 损耗大。采用液压转向系统的叉车需要将液压用液体输送到用于将车辆转向的电机,因此会产生大量损耗。例如,在不使用转向系统时,仍需要提供使液压泵运转的能量。
2. 成本高。软管会占据很大空间,进而增加了成本,降低了设计的灵活性。
3. 受限制。如果需要为改善和提高转向系统的安全性和生产率进行设计,会比较困难并且昂贵。例如,在液压转向系统中,要想改善转向回正特性,必须改造底盘的机械结构,实现起来有一定困难。
与液压转向系统相比,线控转向系统具有无可比拟的优势。
线控转向系统由一个执行器和一个驱动器组成,可用于所有主要叉车类型。目前已存在用于载重 1-5.5 吨、功率超过 50 kW 的平衡式叉车的解决方案。主要特点如下:
1. 功耗低。由于只有在转向系统工作时才使用电能,线控转向系统消耗的功率比较低。
2. 成本低。线控转向系统通常通过工业标准 CANOpen 数据通讯协议进行通讯。通过该协议,可将牵引驱动器、线控制动(brake-by-wire)、线控换挡(shift-