| 摘 要： 多年來，直流電一直是電動(dòng)倉儲(chǔ)搬運(yùn)設(shè)備的主變動(dòng)力源，直流驅(qū)動(dòng)作為一種較便宜的驅(qū)動(dòng)方式在很早以前就已在電動(dòng)設(shè)備上廣泛應(yīng)用。然而，直流系統(tǒng)本身在性能、維修等方面存在一些固有的缺陷，而交流電及交流電動(dòng)機(jī)在此方面較之遠(yuǎn)勝，因此番大室內(nèi)搬運(yùn)設(shè)備生產(chǎn)商都已開始致力于交流技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)。 | ||||||
 其實(shí)，自19世紀(jì)末，交流動(dòng)力即已得到普遍的使用，亦正是交流電動(dòng)機(jī)技術(shù)推動(dòng)了工業(yè)、鐵路及其他領(lǐng)域的電氣化進(jìn)程。現(xiàn)在，應(yīng)用交流技術(shù)的電器產(chǎn)品已隨處可見，交流也許已成為得到最廣泛測(cè)試與驗(yàn)與驗(yàn)證的技術(shù)。交流技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面： l、高低電壓之間的轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)單。 2、電動(dòng)機(jī)變?yōu)閺?qiáng)勁高效，并可經(jīng)受高電流的沖擊。 3、電動(dòng)機(jī)的零件數(shù)量大大減少，并且無磨損，堅(jiān)固耐用。 4、相對(duì)直流電動(dòng)機(jī)來說，成本降低顯著。 然而，交流電動(dòng)機(jī)在以電瓶為動(dòng)力的設(shè)備如叉車上應(yīng)用收到一定的限制，主要有兩個(gè)原因：80V的低系統(tǒng)電壓，需由高能半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)直流向交流的轉(zhuǎn)換，此項(xiàng)成本居高個(gè)下；轉(zhuǎn)換過程本身會(huì)消耗能量，而電瓶容量相當(dāng)有限。 BT公司現(xiàn)已開發(fā)出新型系列的交流動(dòng)力前伸式叉車，命名為Reflex Aci。新系列叉車克服了以下問題，實(shí)現(xiàn)了交流技術(shù)的所有潛能，使叉車的操作成本降低，性能及可靠性顯著提高。 下面，我們針對(duì)現(xiàn)有的幾種電動(dòng)機(jī)技術(shù)作一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。 | ||||||
| 串聯(lián)直流電動(dòng)機(jī) 這是最古老、最傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)。電流輸送至電池及轉(zhuǎn)干，并通過炭刷傳到定子。這種方式有兩個(gè)缺陷：所有的電流必須經(jīng)由炭刷來輸送，性能取決于炭刷的物理尺寸及磨損情況。最主要的是，這一點(diǎn)限制了制動(dòng)性能的發(fā)揮。另外，電動(dòng)機(jī)炭刷作為易損件必須定期更換，否則會(huì)極大影響電動(dòng)機(jī)壽命。考慮到這一點(diǎn)，許多廠商都會(huì)在叉車上配置偵測(cè)磨損并發(fā)出警告的裝置，這一裝置增加了叉車的成本。 所有的電動(dòng)機(jī)都會(huì)發(fā)熱，但在直流電動(dòng)機(jī)中，熱量主要產(chǎn)生在電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部部件，因此大多數(shù)的直流電動(dòng)機(jī)都會(huì)同時(shí)配備一個(gè)風(fēng)扇用于散熱。 他勵(lì)電動(dòng)機(jī) 這是一種較為先進(jìn)的直流電動(dòng)機(jī)，定子及電樞的能量分別輸入。與串聯(lián)電動(dòng)機(jī)相同，這種技術(shù)已應(yīng)用了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。新技術(shù)使用分開激發(fā)的并勵(lì)磁場(chǎng)與電樞，使電動(dòng)機(jī)的性能控制比串聯(lián)電動(dòng)機(jī)要好得多。這種電動(dòng)機(jī)通常被稱為4象限電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗谇昂髢蓚€(gè)方向都能行駛與剎車。 然而，電動(dòng)機(jī)炭刷的缺陷仍然存在。 三相交流電動(dòng)機(jī) 技術(shù)上來說，這是結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單的一種電動(dòng)機(jī)。其原理是將三相交流電輸送給固定的線圈，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)感應(yīng)短接的轉(zhuǎn)子上的電壓。 交流電動(dòng)機(jī)沒有發(fā)刷，也沒有直流電動(dòng)機(jī)通常對(duì)最大電流方面的限制，這意味著電動(dòng)機(jī)在實(shí)際使用中可以得到更多的能生及更大的制動(dòng)扭力，于是可以更快的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。 交流電動(dòng)機(jī)中，熱量主要發(fā)生在電動(dòng)機(jī)外殼部分的固定子線圈，便于冷卻與散熱。如果需要的話，轉(zhuǎn)子可以被密封。交流電動(dòng)機(jī)沒有需定期更換的易損件，同時(shí)，它比直流電動(dòng)機(jī)上高效、耐久，成本也更低。 如前所述，電瓶設(shè)備如叉車應(yīng)用交流技術(shù)存在兩個(gè)問題：80V的低系統(tǒng)電壓及相應(yīng)較高的電流；直流交流轉(zhuǎn)換時(shí)的能量損耗。 盡管如此，交流動(dòng)力在叉車上的應(yīng)用仍逐漸擴(kuò)大。但是大部分的廠商提供的交流動(dòng)力叉車主要是用于防爆環(huán)境下的直流叉車的改型，價(jià)格相當(dāng)昂貴。BT的Reflex系列則不同，它不僅僅是采用了交流動(dòng)力，而且應(yīng)用了系列全新設(shè)計(jì)理念，使交流技術(shù)的優(yōu)勢(shì)得到充分體現(xiàn)與發(fā)展。 要達(dá)到這一目的，首先要解決3個(gè)問題： ● 轉(zhuǎn)換能量損耗。 ● 硬件成本。 ● 低壓交流電動(dòng)機(jī)的制造技術(shù)。 平衡能量損失 轉(zhuǎn)換能量損耗的解決辦法是將叉車視為一個(gè)完整的系統(tǒng)，而非僅關(guān)注于某個(gè)部件。最終歸結(jié)為使在流向交流轉(zhuǎn)換時(shí)的能量損耗等同于直流電動(dòng)機(jī)炭刷部分的能量損耗（交流電動(dòng)機(jī)沒有炭刷），這一過程通過先進(jìn)的電子系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。 | ||||||
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| 荷載提升時(shí)，能量開始消耗，當(dāng)貨物隨貨叉下降時(shí)，能量得以回收利用，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試表明，負(fù)載提升時(shí)的能量消耗占總消耗的19％。 BT的Reflex Aci系列優(yōu)先考慮行駛部分的能量再生，因?yàn)檫@是能顯消耗最大的部分，并且無需增加系統(tǒng)的復(fù)雜性，即無需增加任何成本即可達(dá)到。由于其高制動(dòng)扭矩，幾乎所有的制動(dòng)方式均和產(chǎn)生能量所生。 在某些直流動(dòng)力叉車上也有電氣再生制動(dòng)，但必須在強(qiáng)烈的剎車時(shí)才可能發(fā)生，這也意味著再生的部分能量在剎車襯部分就轉(zhuǎn)化成了熱量。而幾乎在所有的狀況下，Reflex Aci均會(huì)產(chǎn)生能量再生，并且持續(xù)作用在直至叉車完全靜止。 有多少能量可以被回收實(shí)際上是無法計(jì)算的，它取決于不同的使用狀況，開始剎車時(shí)的速度等，一個(gè)較合理的數(shù)字是10%-15%，即叉車整體能量消耗的5％-7％。 | ||||||
| 提高性能 回收的能量如果不能合理利用，其益處是有限的。最簡(jiǎn)單的做法是能是回充至上電瓶以延長(zhǎng)使用時(shí)間。在Reflex Aci中， BT將這部分能量用于提高叉車的整體性能。其結(jié)果是最高速度提高了10％，更為明顯的作用體現(xiàn)在加速度上。 Reflex Aci達(dá)到最高速僅需15m，而直流叉車至少需要其兩倍以上的距離。研究表明，在大多數(shù)的實(shí)際使用中，叉車自啟動(dòng)至停止的一次搬運(yùn)作業(yè)距離很少人于20m。僅有BT交流叉車優(yōu)秀的加速性使得在如此的短距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)全速運(yùn)轉(zhuǎn)成為可能。 綜上所述，交流技術(shù)在叉車上的應(yīng)用，使得叉車的性能整體提高，故障及事件更換率明顯降低，可靠性大大增強(qiáng)。在用戶端即體現(xiàn)為單位時(shí)間更高的生產(chǎn)力，更低的操作及維護(hù)成本。交流技術(shù)在電瓶叉車上被稱為未來的技術(shù)，必將得到越來越廣泛的運(yùn)用。 |
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