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交流驱动系统——引领电动叉车技术革命AAA

浏览:次     发布日期: 2018-08-24 08:41:12

      被称为“转移之神”的叉车在物流范畴发挥着巨大效果。最近几年,我国叉车出售量年均增幅都在30%以上,远远超过了国民经济的增长速度。我国已成为全球叉车商场上最为活泼的国家之一,遭到国际的注目。
  尽管现在内燃叉车仍占有国内商场的主导地位,但跟着企业环保认识逐步增强,可靠性更高、更清洁的电动叉车得到了越来越多的企业的喜爱。而以沟通电机为中心的沟通驱动体系更因其出产功率高、保护本钱低而被业内专家称为21世纪电动叉车的革命性技能。全球十大叉车巨子竞相推出了功用更佳的沟通驱动电动叉车,以丰厚自己的产品,满意用户需求,赢得商场份额。国内领先的叉车企业也开端致力于沟通技能运用方面的研发,将新式沟通驱动电动叉车作为参加国内甚至全球商场竞赛的取胜砝码。跟着电动叉车在叉车商场中所占份额不断攀升,沟通驱动体系将引领新一轮电动叉车技能革命,给用户带来更高的出产功率、更低的运用本钱和更舒适的驾驭体会。
  一、电动叉车需求逐年上升,外资企业产品占有大部分商场份额
  依照动力方法来分类,叉车可以分为内燃叉车和电动叉车电动叉车运用蓄电池作为动力源,运用时无尾气排放,低噪声,操作方便而灵敏,工作平稳。正是由于电动叉车具有上述特征,国内外用户对电动叉车的需求量不断增加,电动叉车在整个叉车销量中所占份额稳步上升(参见以下图表)。尤其是在港口、库房以及烟草、食物、轻纺等职业,电动叉车正在逐步代替内燃叉车。

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图1日本叉车商场出售状况(台)

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图2日本内燃叉车与电动叉车出售比照图

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图3欧洲内燃叉车与电动叉车出售比照图(%)

  自20世纪50年代首台叉车问世以来,直到70年代叉车职业才初具规模。从叉车出产企业视点来看,当时,我国内燃叉车已构成以安徽叉车集团公司、杭州叉车股份有限公司、大连叉车有限责任公司为主干的企业群,2004年三家企业共出售内燃叉车34689台,占全职业(包含独、合资企业)总产量46893台的74%;电动车辆也已构成以安徽叉车集团公司、杭州叉车股份有限公司、宝鸡双力叉车集团公司、抚顺叉车制造有限公司和衡阳电瓶车总厂为主的重点企业。
  据统计2004年我国共出售机动工业车辆59676台,比上年的45482台增长了31.2%。按驱动方法区分,内燃叉车销量为46893台,比上年的35616台比较,增长了31.7%;电动叉车销量12783台,与上年的9866台比较,增长了30%。下图为我国内燃叉车与电动叉车出售构成图。

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图4我国内燃叉车与电动叉车出售比照图

  从工业周期的视点剖析,发达国家的叉车工业已处于成熟期,而国内叉车工业和叉车产品尚处于开展期。从商场需求来看,国内叉车产品的运用规模和数量还未得到充沛拓宽。往后几年跟着国际制造业向我国转移和国内物流业的高速开展,我国叉车商场增长潜力巨大,未来三年内年产量有望打破8万台,一起叉车职业将进一步进步技能水平,逐步与国际接轨。国际车商场上,电动叉车需求远远大于内燃叉车,这与全球注重环保的要素密切相关。跟着我国环保方针的出台和全民环保认识的增强,以及外资企业的许多进入,我国也将适应全球开展方向,电动叉车商场需求将敏捷上升。
  但不容忽视的是,我国电动叉车出产尚处起步阶段,特别是三电(电控、电机、电瓶)的落后状况困扰着电动叉车的开展,国内厂家的技能水平与产品质量相对于国外先进的工业车辆制造商尚有必定间隔。独、合资企业在我国电动车辆范畴仍然占有绝对优势,在产品的先进性与可靠性等方面显示出较大的优越性。2004年,独、合资企业在我国共出售电动车辆7183台,占全职业的一半以上。一起,从海关总署发布的2004年全年叉车进口数据中可以看到,在高端商场仍进口叉车为干流,2004年国内进口叉车中高端电动叉车的份额为62.49%,同比2003年数量增长了21.05%,说明国内现在对高端电动叉车的需求许多增加,而现有的叉车企业又不能彻底满意商场需求。不只如此,跟着国内物流业的大力推动,大型集装箱将会成为运输的干流,而集装箱的转移、码放将需求许多无污染、能举高的电动叉车,这些都是叉车企业不能抛弃的机会。因而,我国叉车企业要想在未来的商场竞赛中获得优势,应当加快电动叉车的研发,经过选用国际领先技能进步产品品质,以一流的产品赢得更多的客户。
  二、用沟通驱动体系的叉车优势显着
  近年来,跟着沟通感应电机变频技能的进步,以及大功率半导体器材和微处理器速度的大幅度进步,使感应电机沟通驱动体系与直流电机驱动体系比较,具有功率高、体积小、质量小、结构简略、免保护、易于冷却和寿命长等长处。该体系调速规模宽,并且能完结低速恒转矩、高速恒功率工作,很好地满意了电动车辆实践行进所需的转速特性。可以说,正是半导体技能的突飞猛进催生了沟通电机的技能革命,使沟通电机的操控能力大大增强;并且跟着电子元件价格的不断跌落,沟通电机操控器的本钱得以下降,然后为沟通驱动体系的大规模推广运用奠定了根底,发明了条件。
  选用沟通驱动体系的叉车,全体功用显着进步,毛病及元件更换率显着下降,可靠性大大增强;叉车单位时刻的出产率更高,操作及保护本钱更低,将给用户带来十分显着的效益。因而,沟通驱动体系一经推出,不只得到了叉车出产企业的信任,也越来越遭到用户的喜爱,成为近年来电动叉车技能开展的趋势与方向。其优势首要体现在以下方面:
    工作与保护本钱低
  沟通电机毕生免保护。
  沟通电机无需换向接触器(行进、后退换向),节省了部件。更为重要的是,沟通电机无碳刷和换向器,不只电机的体积愈加简便细巧,工作速度进步了,并且彻底摆脱了定期检测和更换碳刷的费事。由此带来的最大优点是:叉车电机简直毕生不需求保护,极大地增强了叉车的可靠性与安稳性;一起,在叉车规划时不必考虑预留电机维修空间,甚至可以将电机密封起来,使叉车结构规划愈加紧凑。

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图片说明:选用沟通驱动体系的丰田叉车保护费用大大下降(DC代表直流电)

  选用再生制动,削减机械磨损。
  再生制动是一种非接触性制动,比传统的制动体系大大简化。不论驾驭者经过踩刹车踏板刹车,仍是变换行进方向刹车,电动机均会处于发电机状态,其电磁转矩将成为制动性质的转矩。这意味着刹车片的磨损降至最低。而机械磨损大大下降,也就削减了叉车保护费用,使工作本钱更低。
一起,沟通电动机在行进与制动上的功率都更高。刹车或换向时,会有再生能量发生。刹车越激烈,再生的能量越多。沟通驱动体系的蓄能设备则会在刹车或换向时主动发动,将能量回送给蓄电池,使电池工作时刻延伸,寿命也更长。尽管某些直流驱动叉车上也有再生制动,但必须在激烈的刹车时才干启用,这也意味着再生的部分能量在刹车时转化成了热量。而简直在所有的状况下,沟通电机均会发生能量再生,并且继续效果直至叉车彻底中止,明显比直流电机的能量再生功率更高。
  2.出产功率进步。
  沟通电机最高转速比直流电机进步许多,动力更微弱。并且,沟通电机可以将获得的再生能量回馈给蓄电池,既延伸了电池的运用时刻,又可以将这些能量用于进步叉车的全体功用。其结果是叉车在行进中发动更快,加快/减速功用大大进步,缩短了到达最高速度的时刻与行走间隔。研讨表明,在大多数的实践运用中,叉车自发动至中止的一次转移作业间隔很少长于20m。而沟通电机优异的加快功用使得在如此短的间隔内完结叉车全速工作成为可能,叉车的工作功率显着进步。
  3.易于编程,操控能力大大增强。
  跟着半导体技能的飞速开展,变频调速技能获得了打破性开展,可以实时操控沟通电机的工作,使沟通电机的操控能力大大增强,获得了同直流电机相同的调速功用。沟通驱动选用速度力矩操控,操控的灵敏度进步,可以进步叉车操作功率;选用加快踏板开释制动功用(即叉车行走时油门稍一松,再生制动就会起效果),行进过程中换向为倒车时可以平稳过渡,进步了叉车的安稳性与可靠性。一起选用CAN总线,分布式节点不受设备方位的约束;模块化结构,体系拓宽简略,可完结功用特性的无缝增加或修正;完结了总线接口标准化,使体系集成更简略,单元规划更灵敏。
  4.叉车操作愈加舒适。
  沟通驱动体系在进步叉车驾驭员操作舒适方面所起到的效果异乎寻常。由于沟通电机比直流电机细巧简便,这使得叉车的规划相对更灵敏。例如,运用这一灵敏性,丰田叉车公司选用共同的低重心规划,然后开发出驾驭舒适、功用优越的7FB系列电动叉车
  下表以德国永恒力(Jungheinrich)电动平衡重叉车为例,对装备沟通电机与直流电机这两种不同驱动体系的同类型叉车的差异性(保护本钱、功率比较与其它)的比较。

沟通电机(AC)与直流电机(DC)

保护本钱(以5年运用为例)

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功率比较(以Jungheinrich电动平衡重叉车为例)

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其他比较(以Jungheinrich电动平衡重叉车为例)

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 流驱动体系供货商状况

  沟通驱动体系是20世纪90年代开展起来的新技能,现在国际上可以供给沟通驱动体系厂家为数不多,许多厂家的技能也不很成熟,其间美国丹纳赫传动(Danaher Motion)公司供给的是沟通驱动叉车的全体系集成解决方案,可以做到沟通操控体系与沟通电机的彻底匹配,驱动体系功用、安稳可靠性都得到最佳保证。在这个范畴,美国丹纳赫传动(Danaher Motion)公司是当之无愧的领先者。
  1996年,美国丹纳赫传动(Danaher Motion)公司首先推出了第一代用于牵引和举升的48 伏沟通电机和驱动体系,并以直-沟通变换技能领导着叉车商场。丹纳赫传动(Danaher Motion)的沟通驱动体系基于CANopen总线(CAN是现场总线的一种),可以完结功用特性的无缝增加或修正。该体系模块包含:转向驱动体系、牵引驱动、举升驱动、牵引电机、举升电机、导引设备、车辆主控器、显示器、制动器。丹纳赫传动(Danaher Motion)的沟通驱动体系的杰出特征是,电动机的工作功率进步,运用寿命延伸,蓄电池尺度更小,并完结了电机免保护。凭仗其工作平稳性、优异的低速特性以及绝佳的无缝换向功用,该产品自问世以来备受推重。当今,全球十大顶尖的物料转移设备出产商都选用了丹纳赫传动(Danaher Motion)的沟通驱动体系模块,推出了沟通驱动叉车、牵引车等转移设备,引发了全球电动叉车范畴技能与产品的更新换代。
  作为全球仅有的沟通驱动全体系集成解决方案供给商,丹纳赫传动(Danaher Motion)十分了解全球叉车职业首要制造商的以及最终用户的需求。丹纳赫传动(Danaher Motion)的运动操控体系具有杰出的高效性、耐用性、可靠性、安全性,以及工作平稳性和极佳的驾驭舒适性。经过运用Danaher Motion体系,叉车制造商将会在整个出产链和整个产品寿命周期内获益,完结自我增值。别的, 作为体系集成商, 丹纳赫传动(Danaher Motion)还能供给定制集成体系产品工程规划以及体系运用支撑,然后下降叉车出产企业的开发本钱,缩短产品上市时刻。并且,就最终用户而言,设备有Danaher Motion驱动体系的叉车,不光出产功率高,并且工作本钱低,可靠性高。
  跟着新式电子器材和高功用微处理器的运用以及操控技能的开展,操控器的功用价格比越来越高,体积越来越小。作为未来技能开展方向,丹纳赫传动(Danaher Motion)正在对高功用的永磁沟通电机(PMAC电机)进行进一步研发,以便运用在电动叉车范畴。PMAC电机的功率比感应式沟通电机进步了10%-15%,体积更小,质量更小,也没有直流电机的换向器和碳刷等缺点。现在,由于该类驱动体系需求的永磁材料本钱较高,因而只在小功率的电动汽车中得到必定的运用。永磁同步电机将是电动车辆电机的下一步开展方向。
  四、驱动体系在叉车职业的运用状况
  沟通驱动体系在全球电动车辆职业与商场的推广运用状况,剖析我国与发达国家存在必定间隔。
 国外运用状况
  国外叉车企业从1996年起就开端研发、出产沟通驱动叉车,现在现已批量出产,处于平稳开展阶段。全球顶尖的叉车企业简直都选用了丹纳赫传动(Danaher Motion)的沟通驱动体系,规划、出产独具本公司特征的电动叉车。据介绍,这些公司包含:瑞典的BT、Atlet,芬兰的Rocla,德国的永恒力(Jungheinrich)、瓦格纳(Wagner)、Still,美国的纳科集团(出产海斯特Hyster、耶鲁Yale叉车)、美国皇冠(Crown)、Airtrax、Raymond、BT Prime Mover,日本的丰田、小松等。如今,越来越多的叉车企业看好沟通驱动体系叉车的商场远景,不断推出新车型并向用户大力推荐,将其视为在日益激烈的商场竞赛中取胜的又一利器。
  以丰田公司为例,丰田现已推出多款选用沟通驱动体系的电动叉车。其新式7FBE三轮叉车的许多强化功用都是以先进的沟通驱动体系为根底的,该体系对功用所供给的操控水平与以往的任何产品都不同。例如,沟通电源体系所供给的电源操控使得7FBE叉车可以充沛运用每一次电池充电潜能。到现在为止,所有的电动叉车都曾经历过随电池电力耗费而功用逐步下降的状况。而丰田7FBE三轮叉车由于有了电力保持功用,所以操作者可以享遭到“刚充完电”般的微弱动力,其时刻要比现有的叉车类型长40%。
  2.国内运用状况
  沟通驱动体系直到2003年才开端在我国出售,现在在这一技能范畴我国尚处于起步阶段,国内已有几家首要的叉车企业运用丹纳赫传动(Danaher Motion)公司供给的沟通驱动体系出产电动叉车,其系列化产品正在开发试制中。例如,安徽合力股份有限公司选用丹纳赫传动(Danaher Motion)沟通驱动体系的四轮1.5t全沟通驱动叉车样车现已完结测试,正在开端批量出产。现在,国内首要的叉车制造商都已制订了新的沟通驱动叉车的研发方案。跟着我国叉车商场逐步与国际商场接轨,沟通驱动叉车也呈现出加快开展势头,商场潜力巨大,远景看好。
  总之,沟通驱动体系作为叉车更新换代的技能,必将得到越来越广泛的运用。这项被称为“21世纪电动叉车的革命性技能”,对叉车企业的技能水平、产品销量、商场份额、赢利甚至立异形象等都会发生必定的影响。究竟,未来的竞赛更多地体现为技能的比赛。谁把握了新技能,谁就能在未来的商场中赢得更多优势,占据更为有利的方位。



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