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电动叉车交流驱动

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近几年,随着叉 车产业化的发展,中国叉 车销售量年均增幅都在30%以上,远远超 过了国民经济的增长速度。因此,中国已 成为全球叉车市场上最为活跃的国家之一,受到全球的关注。目前,虽然内 燃叉车占据国内叉车市场的主导地位,但随着 企业环保意识逐渐增强,可靠性 更高的电动叉车得到了越来越多的企业的关注。因此,交流叉 车取代直流叉车市场只是时间问题。
 
  一、我国叉 车行业起步较国外晚了大约20年左右,直到21世纪才初具规模。从叉车 生产企业角度来看,当前,我国内 燃叉车已形成以安徽叉车集团公司、浙江杭 叉股份有限公司、大连叉 车有限责任公司为骨干的企业群,2008年三家 企业共销售内燃叉车60000台左右,占全行业(包括独、合资企业)总产量46893台的70%;电动车 辆也已形成以安徽叉车集团公司、浙江杭 叉股份有限公司、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。
 
  从叉车 产业周期的角度分析,发达国 家的叉车产业已处于成熟期,而国内 叉车产业和叉车产品尚处于发展期。从目前 的市场需求来看,国内叉 车产品的使用范围和数量还未得到充分拓展。今后几年,随着全 球制造业向中国转移和国内物流业的高速发展,中国叉 车市场增长潜力巨大,未来三 年内年产量有望突破8万台,同时,叉车行 业将进一步提高技术水平,逐渐与世界接轨。而在全球叉车市场上,电动叉 车需求远远大于内燃叉车,这与全 球重视环保的因素密切相关。由此可以预见,随着我 国环保政策的出台和全民环保意识的增强,以及外 资企业的大量进入,我国也 将顺应全球叉车行业的发展方向,电动叉 车市场需求将迅速上升。
 

  但不容忽视的是,我国电 动叉车生产尚处于起步阶段,一直是 我国叉车行业的弱项,特别是三电(电控、电机、电瓶)的落后 状况困扰着电动叉车的发展,国内厂 家的技术水平与产品质量相对于国外先进的叉车制造商尚有一定差距。
 
  二、交流电机的优点
 
  多年来,直流驱 动作为一种比较便宜的驱动方式在很早以前就已在电动设备上广泛应用。然而,直流系统本身在性能、维修等 方面存在一些固有的缺陷,而交流 驱动与之相比则具有较大的优势。
 
  关于电 动叉车用的直流和交流两种电机的特点进行比较说明。
 
  1. 直流电动机
 
  在05年以前,中国市 场几乎全是直流电机驱动的。直流电机本身效率低,体积和质量大,换向器 和碳刷限制了它转速的提高,最高转速为 6000--8000r/min。另外,碳刷容易损坏,必须定期(半年至一年)更换,否则会 极大地影响电机寿命。考虑到这一点,许多厂 商都会在叉车上配置侦测碳刷磨损并发出警告的装置。第二,直流电 动机的热量主要产生在电动机的内部部件,因此大 多数直流电动机都会同时配备一个风扇用于散热。以上装 置无疑增加了电机的成本。
 
  2. 三相交流电动机
 
  电机控 制器采用矢量控制的变频调速方式。交流电 动机最为突出的优势是没有碳刷,也没有 直流电动机通常对最大电流方面的限制,这意味 着电动机在实际使用中可以得到更多的能量及更大的制动扭力,于是可 以更快的速度运转。其次,交流电 动机的热量主要发生在电动机外壳部分的定子线圈,便于冷却与散热。使感应 电机交流驱动系统与直流电机驱动系统相比,具有效率高、体积小、质量小、结构简单、免维护、易于冷 却和寿命长等优点。
 
  三、在96年,交流运 动控制技术开发领域始终处于全球领先地位的美国丹纳赫传动公司率先推出了第一代用于牵引和举升的 48 伏交流 电机和驱动系统,并以直-交流变 换技术领导着叉车市场。并给予 国内外企业配套提供交流驱动系统。
 
  1、采用交 流驱动系统的叉车优势明显
 
  采用交 流驱动系统的叉车,整体性能显著提高,故障及 元件更换率明显降低,可靠性大大增强;叉车单 位时间的生产率更高,操作及维护成本更低,将给用 户带来非常显著的效益。因此,交流驱 动系统一经推出,不仅得 到了叉车生产企业的信赖,也越来 越受到用户的青睐,成为近 年来电动叉车技术发展的趋势与方向。
 
  2、交流电 气驱动系统本身也存在一些缺点:
 
  ⑴、编码器
 
  当前的 交流控制系统中,编码器是必备器件。安装在交流电机上,用来向 交流控制器提供转速及方向信号。由于编 码器目前没有国产化,价格较高。使得交 流控制系统的整体价格被抬高。
 
  ⑵控制器
 
  由于交 流变频调速控制技术很复杂,控制器 需要选用较大的微处理器;同时,控制器 的三相交流输出也需要使用比直流控制器多得多的率器件直接导致成本的增加。所以交 流控制器价格比直流控制器价格高。
 
  ⑶交流电机
 
  虽然交 流电机比较简单,制造工 艺和材料都没有直流电机复杂,但由于 交流驱动系统应用在国内刚刚起步,除了少数国产电机,大多电机还需进口,尤其是 编码器全部进口。所以在 未来一段时间内,交流电 机价格会比直流电机价格高。
 
  由此可见,从交流 控制系统的整体来看,不仅其 技术的复杂和特殊,而且器件的成本高。这使得 其整体价格会比直流驱动系统高出许多。这将不 可避免的影响主机厂的生产成本,同时也 提高了最终用户的采购成本。
 
  四、交流驱 动系统供应商情况
 
  目前尽 管国内一些直流电控厂家也能够提供交流驱动系统,但作为国内企业,叉车厂还是不敢采用。因交流 电动叉车这几年才批量生产,国内技术还有侍加强。而整个 行业控制和电机部分大多数是以美国丹纳赫传动公司为主,因丹纳 赫可提供的是交流驱动叉车的全系统集成解决方案,也可做 到交流控制系统与交流电机的完全匹配,整个叉 车行业运用非常成熟,性能也非常可靠。
 
  总之,交流驱 动系统作为叉车更新换代的技术,必将得 到越来越广泛的运用。对于叉 车企业的技术水平、产品销量、市场份额、利润乃 至创新形象等都会产生一定的影响。毕竟,未来的 竞争更多地体现为技术的较量。谁掌握了新技术,谁就能 在未来的市场中赢得更多优势,占领更为有利的位置。


 


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