發布日期：2022-10-09 點擊率：90
隨著世界制造業向中國轉移和國內物流業的高速發展，中國叉車市場增長潛力巨大，同時，為了與世界接軌，叉車行業的技術水平正在不斷得到提高，由此會帶動我國電動叉車市場需求的迅速上升。我國電動叉車生產起步較晚，現有的叉車企業還無法滿足國內市場對高端電動叉車的大量需求，因此，我國叉車企業要想在未來的市場競爭中取得優勢，應當通過采用世界領先技術提高產品品質，以一流的產品贏得更多的客戶。
交流驅動系統和線控轉向系統是目前叉車行業的革命性技術。全球叉車巨頭競相推出了性能更佳的交流驅動電動叉車，并著重考慮將他們較新型號的叉車由液壓轉向系統轉換為線控轉向系統，或者正在進行這樣的轉換，用以豐富自己的產品，提升自己的技術，贏得市場份額。
一、交流驅動系統
交流驅動系統是20世紀90年代發展起來的新技術。其原理是：將三相交流電輸送給固定的定子繞組，產生旋轉的磁場感應閉合的轉子繞組產生電流，轉子在電磁力的作用下順著旋轉磁場的轉動方向旋轉。
與直流驅動系統相比，交流驅動系統的主要特點如下：
1. 效率高、速度快。交流驅動系統的電機控制器采用矢量控制的變頻調速方式，這是交流電動機最為突出的優勢，既沒有碳刷，也沒有直流電動機通常對最大電流方面的限制，這意味著電動機在實際使用中可以得到更多的能量和更大的制動扭力，進而能以更快的速度運轉。
2. 維護成本幾乎為零。交流電動機的熱量主要發生在電動機外殼部分的定子線圈，便于冷卻與散熱。因此，交流電動機比直流電動機所需元件數量大大減少，沒有需要定期更換的易損件，幾乎不用維護，更高效耐用。
3. 轉速設計更為科學。交流驅動系統調速范圍寬，而且能實現低速恒轉矩、高速恒功率運轉，很好地滿足了電動車輛實際行駛所需的轉速特性。
隨著半導體技術的突飛猛進，以及電子元件價格的不斷下跌，交流電機的控制能力大大增強，交流電機控制器硬件部分的成本也得以降低，從而為交流驅動系統的大規模推廣應用奠定了基礎。
丹納赫傳動交流驅動叉車全系統集成解決方案：
早在1996年，在電動工業車輛（叉車及AGV）領域，丹納赫傳動（Danaher Motion）公司率先推出了第一代用于牽引和提升的交流電機和驅動器（48V），在低壓交流技術開發領域處于領先位置，并以直交流變換技術領導著叉車市場。如今，丹納赫傳動為全球前10名的叉車制造商提供領先的交流驅動系統。
丹納赫傳動的交流驅動系統產品是基于CANopen總線的系統，主要由車輛控制器、電機速度控制器、動力轉向系統、電機、用戶接口顯示裝置等組成。
車輛控制器是一種專為電動車輛開發的通用控制器，目前客戶使用的是第二代產品VMC20。VMC20基于Texas數字信號處理器來執行CPU功能，由DC/DC、PWM、CAN等模塊組成，防護等級為IP54。最近，丹納赫傳動的車輛控制器推出了新的第三代產品VMC30。VMC30基于先進的嵌入式控制的處理器內核，能夠擴展CPU內核。VMC30除了具有DC/DC、PWM、CAN等模塊之外，還包括電液控制、遠程訪問和USB接口，并增加了診斷功能，還可控制選項卡。它可進行OEM編程，通過應用開發和維護進行用戶控制，減少了設計和應用編程時間，防護等級為IP65。
電機速度控制器（ACS）目前是丹納赫傳動的第五代產品，但為了考慮客戶的制造（電動叉車）的成本，丹納赫傳動又開發出了壓縮型產品ACC4807，該產品體積更小，但功能和品質方面沒有變化，從而降低了客戶的成本。
二、線控轉向系統
目前，在叉車領域使用較為廣泛的是液壓轉向系統，但是由于采用這一系統的叉車需要使用泵和軟管，故而存在以下缺陷：
1. 損耗大。采用液壓轉向系統的叉車需要將液壓用液體輸送到用于將車輛轉向的電機，因此會產生大量損耗。例如，在不使用轉向系統時，仍需要提供使液壓泵運轉的能量。
2. 成本高。軟管會占據很大空間，進而增加了成本，降低了設計的靈活性。
3. 受限制。如果需要為改善和提高轉向系統的安全性和生產率進行設計，會比較困難并且昂貴。例如，在液壓轉向系統中，要想改善轉向回正特性，必須改造底盤的機械結構，實現起來有一定困難。
與液壓轉向系統相比，線控轉向系統具有無可比擬的優勢。
線控轉向系統由一個執行器和一個驅動器組成，可用于所有主要叉車類型。目前已存在用于載重 1-5.5 噸、功率超過 50 kW 的平衡式叉車的解決方案。主要特點如下：
1. 功耗低。由于只有在轉向系統工作時才使用電能，線控轉向系統消耗的功率比較低。
2. 成本低。線控轉向系統通常通過工業標準 CANOpen 數據通訊協議進行通訊。通過該協議，可將牽引驅動器、線控制動（brake-by-wire）、線控換擋（shift-by-wire）、線控節氣門（throttle-by-wire）等各種車輛系統輕松集成，以便完美協同工作并通過共同控制線運行，從而降低車輛布線成本和組裝成本。
3. 設計靈活。由于無需將軟管從車輪布置到轉向管柱，設計人員得到了很高的設計靈活性，同時降低了重量、節省了成本和空間。
4. 軟件優勢。線控轉向系統的一個很大優點是能夠通過軟件編程來提供特殊功能，從而提高叉車的生產效率和安全性。
最具革新能力和技術最先進的叉車廠商正在迅速將線控轉向技術集成到他們的新車輛設計中。Hyster R30XM2 和 Crown ESR 4500 都是可為用戶提供獨特能力的線控轉向系統的叉車實例。
駕駛員在駕駛Hyster R30XM2 時，只需通過很小的腕部移動使車輛轉向，從而降低了疲勞。駕駛員可舒適地在叉鏟或車架方向上駕駛叉車。一個可選的有線制導系統可與線控轉向系統集成在一起。采用線控轉向系統后，無需再提供很長的液壓軟管，從而節省了成本、重量和空間，凸顯線控轉向系統的優越性。
Crown ESR 4500可提供 360 度轉向，駕駛員只需將車輪轉向相反方向就能夠將移動方向掉轉。通過該系統，駕駛員可以選擇 180° 和 360° 旋轉以便與駕駛條件、經驗級別和個人偏好相符合。轉向靈敏度隨行進速度成正比降低，從而降低持續校正的需要。這些措施以及其他改進的結果是，ESR 4500 與同級別的叉車相比，每小時搬運的貨盤數量增加了18%，而能量消耗降低了13%。
三、交流驅動叉車的優勢
與采用直流驅動系統相比，采用交流驅動系統的叉車的整體性能顯著提高，叉車單位時間的生產率更高，操作及維護成本更低，將給用戶帶來非常顯著的效益。其優勢主要體現在以下方面：
1. 生產效率提高
交流電機最高轉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，又可以將這些能量用于提高叉車的整體性能。其結果是叉車在行駛中啟動更快，加速/減速性能大大提高，縮短了達到最高速度的時間與行走距離。
2. 運行與維護成本降低
采用再生制動，降低運行成本
再生制動是一種非接觸性制動，比傳統的制動系統大大簡化。不論駕駛者通過踩剎車踏板剎車，還是轉換行駛方向剎車，電動機均會處于發電機狀態，其電磁轉矩將成為制動性質的轉矩。這意味著剎車片的磨損降至最低。而機械磨損大大下降，也就減少了叉車維護費用，使運行成本更低。
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）、無碳刷和換向器，體積更加輕便小巧，運轉速度更快，而且徹底擺脫了定期檢測和更換碳刷的麻煩。由此帶來的最大好處是：叉車電機幾乎終生不需要維護，極大地增強了叉車的可靠性與穩定性。
3. 易于編程，控制能力大大增強
隨著半導體技術的飛速發展，變頻調速技術取得了突破性發展，可以實時控制交流電機的運轉，使交流電機的控制能力大大增強，獲得了同直流電機一樣的調速性能。交流驅動采用速度力矩控制，控制的靈敏度提高，從而帶來叉車操作效率提高；采用加速踏板釋放制動功能（即叉車行走時油門稍一松，再生制動就起作用），前進過程中換向為倒車時可以平穩過渡，提高了叉車的穩定性與可靠性。
4. 叉車操作更加舒適
交流驅動系統在提高叉車駕駛員操作舒適度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，也使得叉車的設計相對更靈活。
總之，交流驅動系統和線控轉向系統作為叉車領域更新換代的革命性技術，對叉車企業的技術水平、產品銷量、市場份額、利潤乃至創新形象等都會產生一定的影響，必將得到越來越廣泛的應用。畢竟，未來的競爭將更多地體現為技術的較量。誰掌握了新技術，誰就能在未來的市場中贏得更多優勢，占領更為有利的位置。
關于丹納赫傳動
丹納赫傳動是全球領先的運動控制解決方案提供商，致力于不斷幫助全球原始設備制造商（OEM）制造更優質、更高速的機器設備。丹納赫傳動的產品廣泛運用于航空、醫療、機器人、半導體、電動車輛和包裝等工業部門，能夠大幅提高這些技術應用復雜且要求嚴格的部門的效率和生產率。在過去60多年中，丹納赫傳動的產品創新通過其用戶信賴的品牌一直在推動著運動控制行業的不斷創新，旗下牌包括 Kollmorgen、Thomson和Dover等多個著名品牌。丹納赫傳動是丹納赫公司（NYSE 交易代號：DHR）的戰略平臺之一。了解詳情，請瀏覽 。
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