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电动叉车调速系统介绍

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电动叉车调速系统介绍

发布日期:2019-09-13 作者:盛杰 点击:

驱动系统是电动叉车的关键系统,一般由牵引电机、控制系统(包括电动机驱动器、控制器及各种传感器)、机械减速及传动装置、车轮等构成。电动叉车的运行性能主要取决于驱动系统的调速技术。目前电动叉车有直流和交流两种驱动调速系统。

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一、直流调速系统


电动叉车的直流调速系统由方向开关、电控、加速器、直流电机、相关线束、机械传动装置等组成。控制器接收方向开关和加速器等电气元件提供给叉车操作的指令后,经过脉宽调制,以一定的电压加到直流电机上,驱动叉车行驶。


电动叉车的直流驱动调速系统的调速通常有两种实现方法,一是电枢控制,二是励磁控制。当直流电动机电枢电压减小(或增大)时,电枢电流和电动机转矩就会降低(或升高),使得电动机转速降低(或升高)。由于电枢的最大允许电流不变,且磁场是固定的,电枢电压的控制可在任何转速下保持最大转矩不变,但电枢电压不能超过其额定值,即电动机在转速地域基速时可用电枢电压控制的方法调速。另一方面,当电枢电压恒定,直流电动机的励磁电压减弱的程度要加大,因此电动机转矩增加,电动机转速也要增加,由于电枢的最大允许电流是常数,当电枢电压保持不变时,无论转速多大,感应电动势都是恒定的,因此电动机所允许的最大功率恒定,允许的最大转矩随电动机转速的变化而逆向变化。采用电枢控制与励磁控制相结合的可使电动机有较宽的转速控制范围。两种控制方法允许的最大转矩与最大功率与电动机的转速之间的关系:当电动机转速低于基速时,励磁电流保持在额定值,用电枢控制调速。当电动机转速高于基速时,电枢电压保持在额定值,用励磁控制调速。


二、交流调速系统


随着电动叉车交流电机现代控制理论的成熟和发展,交流变频调速技术在电动叉车的驱动系统得到越来越广泛的应用。


交流电动叉车的驱动调速系统由蓄电池、交流控制器、感应电机、加速器、各种开关、显示仪表、相关线束、机械传动装置等组成。由蓄电池组提供整车的直流电源。交流控制系统是典型的CAN基系统,CAN接口管理交流控制器、智能显示器等附件和CAN总线连接到车辆系统上,提供车辆设备状况的简易信息。交流控制器将直流电源从车辆电池转换成频率和电流可变的三相交流电源,驱动相应的感应电机。操作者经由数字控制量(方向开关、座位开关、安全开关、手制动开关等)和模拟控制量(加速器和制动器)发出的指令并通过速度、温度及电流等传感器反馈检测信号,从而调节感应电机需要的转速和扭矩,驱动叉车运行。


目前,工程电动车辆中比较普遍采用的感应电动机变频调速控制方法有恒压频比控制、滑差频率控制、矢量控制及直接转矩控制等。在国内电动叉车行业广泛应用的有瑞典的DANAHER、意大利的ZAPI、美国的CURTIS等几个品牌的感应电机控制器,各系统都是基于CAN总线的控制系统。


基于滑差频率控制的矢量控制方式是建立在恒压频比控制的基础上。异步电机的转矩主要取决于电机的滑差频率,在运行状态突变的动态过程中,由于出现暂态电流,电机的转矩会出现偏差,它阻碍运行状态的突变,影响了动作的快速性。在控制过程中,保持电机转子、定子和气隙磁场中一项不变,电机的转矩就和稳态时工作一样(主要由滑差频率决定),这样就可以消除动态过程中转矩电流的波动,从而提高了通用变频器的动态性能。其基本控制思想是以定子电流的增幅、相位和频率为控制量,保持电机旋转磁场大小不变,从而改变磁场的控制频率,然后根据希望得到的转矩,分别控制定子电流矢量及两个分量间的相位,对变频器的输出频率进行控制,此控制方式,可得到无延时的转矩响应。



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