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電動叉車控制系統(tǒng)詳解（帶電路圖） 在今天電動叉車領(lǐng)域，交流電氣驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展十分迅速。相對直流驅(qū)動系統(tǒng)，交流電氣驅(qū)動系統(tǒng)憑借其高效率、免維護、長壽命等優(yōu)勢，吸引了眾多廠商和用戶的注意，并得到成功的應(yīng)用。但是，全交流電氣驅(qū)動系統(tǒng)也存在成本較高、技術(shù)復雜及國內(nèi)用戶在整機價格一時難以接受等劣勢。 針對交流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)缺點，如何做到既能發(fā)揮交流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)勢，又可以大幅降低整車驅(qū)動系統(tǒng)的成本，最大限度的提高叉車性能和在國內(nèi)加大普及速度？半交流驅(qū)動系統(tǒng)是解決叉車驅(qū)動系統(tǒng)的最佳方案。 所謂半交流驅(qū)動系統(tǒng)，即叉車行走部分是交流驅(qū)動（交流電機+交流控制器），液壓提升部分是直流驅(qū)動（直流電機+直流控制器）。 目前國內(nèi)電動叉車電氣控制系統(tǒng)配置概況： 這種半交流方案有哪些優(yōu)點？它的實際應(yīng)用情況又是如何那？下面將通過具體的技術(shù)分析來為主機廠和用戶介紹電動叉車半交流電氣驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)勢。 首先我們先了解下交流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)缺點 交流行走驅(qū)動系統(tǒng)在應(yīng)用中的優(yōu)點 三相交流異步電機是交流驅(qū)動系統(tǒng)的主要組成部分，其工作原理是三相交流電輸送給定子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，感應(yīng)閉合的轉(zhuǎn)子繞組，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，便產(chǎn)生電磁力推動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。 綜上所述，交流行走驅(qū)動電機與直流行走驅(qū)動電機相比：具有動力強、效率高、噪音低、體積小、重量輕、再生能量高、電磁干擾小、終身免維護、結(jié)構(gòu)簡單、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點。隨著交流電機的控制能力大大增強和交流電機控制器硬件部分的成本逐步降低，為交流電氣驅(qū)動系統(tǒng)廣泛應(yīng)用和普及創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。 交流驅(qū)動系統(tǒng)在應(yīng)用中的缺點 交流電氣驅(qū)動系統(tǒng)本身也存在一些缺點： 1.編碼器 當前的交流控制系統(tǒng)中，編碼器是必備器件。安裝在交流電機上，用來向交流控制器提供轉(zhuǎn)速及方向信號。由于編碼器目前沒有國產(chǎn)化，價格較高。使得交流控制系統(tǒng)的整體價格被抬高。 2.控制器 由于交流變頻調(diào)速控制技術(shù)很復雜，控制器需要選用較大的微處理器；同時，控制器的三相交流輸出也需要使用比直流控制器多得多的功率器件（如：MOSFET），直接導致成本的增加。所以交流控制器價格比直流控制器價格高。 3.交流電機 雖然交流電機比較簡單，制造工藝和材料都沒有直流電機復雜，但由于交流驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用在國內(nèi)剛剛起步，除了少數(shù)國產(chǎn)電機，大多電機還需進口，尤其是編碼器全部進口。所以在未來一段時間內(nèi)，交流電機價格會比直流電機價格高。 由此可見，從交流控制系統(tǒng)的整體來看，不僅其技術(shù)的復雜和特殊，而且器件的成本高。這使得其整體價格會比直流驅(qū)動系統(tǒng)高出許多。這將不可避免的影響主機廠的生產(chǎn)成本，同時也提高了最終用戶的采購成本。 揚長避短的最佳解決方案一半交流驅(qū)動系統(tǒng) 交流驅(qū)動控制系統(tǒng)應(yīng)用于電動叉車行走部分 采用直流控制系統(tǒng)的電動叉車在運行中出現(xiàn)故障頻率較高的是行走驅(qū)動部分，主要原因是用戶不能及時檢查和更換直流行走電機的碳刷及換向器，造成火花大（甚至環(huán)火）還在繼續(xù)使用，導致電流過大燒壞控制器或電機。要從根本上解決，可以采用交流行走控制系統(tǒng)。叉車行走整體性能顯著提高，故障及元件更換率明顯降低，可靠性大大增強；叉車完好出勤率和單位時間的生產(chǎn)率更高，運行及維護成本更低。將給最終用戶、主機廠、配套商帶來非常顯著的直接和間接的經(jīng)濟效益。 采用交流行走控制系統(tǒng)的電動叉車優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面： 1.運行與維護成本低 交流電機終生免維護 交流電機無需換向接觸器（前進，后退換向），節(jié)省了部件。更為重要的是，交流電機無碳刷和換向器，不僅電機的體積更加輕便小巧，運轉(zhuǎn)速度提高了，而且徹底擺脫了定期檢測和更換碳刷的麻煩，極大地增強了叉車的可靠性與穩(wěn)定性；同時，在叉車設(shè)計時不用考慮預(yù)留電機維修空間，甚至可以將電機密封起來，使叉車結(jié)構(gòu)設(shè)計更加緊湊。 采用再生制動，減少機械磨損 再生制動是一種非接觸性制動，無論駕駛者丟開加速器踏板減速，踩制動器踏板剎車，還是切換行駛方向剎車，交流電動機均會處于發(fā)電機狀態(tài)，其電磁轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿愚D(zhuǎn)矩。這意味著減少剎車片的磨損，延長制動器壽命，降低制動器維護費用，使運行成本更低。同時，由于交流電機在行駛與制動上的效率很高，而且剎車或換向時，都會有再生能量產(chǎn)生，高達30%，并能將再生能量回饋到蓄電池，這會使蓄電池工作時間延長，壽命也更長。雖然直流他勵行走電機也有再生制動，但必須在強烈的制動時才能啟動，再生能量只有15%。而交流行走控制系統(tǒng)幾乎在所有的情況下，交流電機均會產(chǎn)生能量再生，并且持續(xù)作用直至叉車完全靜止，顯然比直流電機的能量再生效率更高。 2.生產(chǎn)效率提高 交流電機最高轉(zhuǎn)速比直流電機提高很多，動力更強勁。而且，交流電機可以將獲得的再生能量回饋給蓄電池，既延長了電池的使用時間，也提高了叉車的整體性能：啟動更快，加速/減速性能提高，縮短了達到最高速度的時間，延長了續(xù)航距離，工作效率顯著提高。 3．易于編程，控制能力大增強 隨著變頻調(diào)速技術(shù)取得了突破性發(fā)展，交流控制器可以實時控制交流電機的運轉(zhuǎn)，使交流電機的受控能力大大增強，獲得了同直流電機一樣的調(diào)速性能。交流驅(qū)動采用速度力矩控制，控制的靈敏度提高，可以提高叉車操作效率；采用加速踏板釋放制動功能，前進過程中換向為倒車時可以平穩(wěn)過渡，提高了叉車的穩(wěn)定性與可靠性，同時，采用CAN總線，使系統(tǒng)集成更簡單，單元設(shè)計更靈活。 4．叉車操作更加舒適 交流驅(qū)動系統(tǒng)在提高叉車駕駛員操作舒適方面所起到的作用與眾不同，由于交流電機比直流電機小巧輕便，這使得叉車的設(shè)計相對更靈活。 直流驅(qū)動控制系統(tǒng)應(yīng)用于電動叉車起升和轉(zhuǎn)向部分 既然交流控制系統(tǒng)優(yōu)于直流控制系統(tǒng)，為什么還要介紹直流控制系統(tǒng)應(yīng)用于電動叉車液壓工作系統(tǒng)中呢？當然全交流配置的控制系統(tǒng)是目前電動叉車系列中的頂級配置，性能更加優(yōu)越，運行和維護成本會更低。國外發(fā)達地區(qū)電動叉車基本上都是全交流頂級配置。但是全交流頂級配置的成本要遠高于直流控制系統(tǒng)，一般要高出3-4倍。這對國內(nèi)絕大多數(shù)叉車用戶是一時難以接受。為了既能提高電動叉車的整機性能和可靠性，又能在整機成本增加不大的情況下，盡快地拓寬國內(nèi)外市場。使用戶得到實惠、主機廠找到新的經(jīng)濟增長點、配套商降低服務(wù)費用。這一舉三得的舉措能不干嘛！ 因此我們推薦半交流配置方案就能實現(xiàn)上述舉措。 我們知道電動叉車在作業(yè)中都在小范圍內(nèi)頻繁地前進后退換向，直流控制系統(tǒng)中的換向接觸器觸點和電機中的碳刷、換向器容易燒蝕和磨損，如不及時檢查和更換就會產(chǎn)生系統(tǒng)故障，造成用戶抱怨。對此我們推薦采用交流行走控制系統(tǒng)，從根本上杜絕了直流系統(tǒng)中頻繁的故障率。 而在電動叉車液壓系統(tǒng)中的泵電機是定向旋轉(zhuǎn)的串勵電機，不需要換向接觸器。雖然也頻繁地起升和傾斜，但每次作業(yè)時間都很短，不會超過30秒。如果采用“雙泵合一”配置，泵電機兼顧轉(zhuǎn)向，在起升或傾斜不工作時，泵控制器供給泵電機的電壓很低，約13V左右（48V電源）。這時泵電機低速旋轉(zhuǎn)，約400-800rpm。由于泵電機是定向旋轉(zhuǎn)且短時工作制，且液壓系統(tǒng)已設(shè)定了最大壓力值，過載時溢流閥（安全閥）自動打開，所以沒有很大的電流沖擊。因此電機的碳刷和換向器壽命要長得多，相對可靠。同時也延長了碳刷定期檢查和更換的時間，降低了運行和維護成本。直流串勵電機大扭矩特性是非常適合液壓系統(tǒng)的驅(qū)動電機。介于直流液壓控制系統(tǒng)的作業(yè)特點和價格優(yōu)勢，電動叉車半交流控制系統(tǒng)在當前很有生命力，整機特性和銷售價格容易被國內(nèi)外用戶接受，市場前景肯定很好 。