2025年04月04日 13:42:53 来源:广州市凯士称重设备工程有限公司 >> 进入该公司展台 阅读量:2
交流电动叉车称重驱动系统现状 | 2020-01-22 |
电动叉车称重系统一直以来交流电机及控制器多用于固定设备的驱动,20世纪70年代开始在欧洲和日本用于行走设备,用于火车,后来用于电动行走车辆。电动叉车称重交流电机及控制技术在欧洲和亚洲从研制到成熟经过了约10年时间,电瓶叉车电子秤之所以得以迅速发展主要是因为交流控制器的快速发展使得控制器无论从尺寸到成本都有了较大幅度的降低,电瓶叉车称重近几年在美国也开始被广泛认可和使用。美国交流动力控制技术发展滞后的主要原因是因为电压等级标准的不同,在欧洲和亚洲,电动叉车称重普遍采用高电压、低电流的电机及控制系统而在美国,电瓶叉车称重采用的是低电压、高电流的电机及控制系统。在欧洲和亚洲1.5 t级的电瓶叉车称重多用48 V电压,而美国1.5 t级电瓶叉车多用36 V电压。最初的交流控制器尺寸较大,成本也较为昂贵,并且不支持美国所采用的电压等级。认识到了交流驱动系统的性,美国的叉车和电控开发部门就以交流动力控制系统技术发展的瓶颈问题展开了有针对性的研究,最终使成本、尺寸、电压等级等问题得以很好的解决,因此,交流电动叉车称重在美国得到了很好的发展[3]。电动叉车交流电机及控制系统被认为是较高级的电动叉车技术特性之一,电动叉车目前世界上采用交流动力控制技术的叉车称重企业主要有丰田、BT、Raymond、永恒力和克拉克等公司。 电动叉车电子秤的微电子技术的应用,电动叉车随着功率电子技术和微处理器技术的发展,电动叉车称重系统交流驱动发展趋势为数字化、模块化、智能化。电瓶叉车电子秤在功率电子技术方面,功率开关元件己进入了迅猛发展阶段。称重控制系统目前大多采用绝缘栅极晶体管IGBT、MOSFET控制晶闸管和集成了驱动、自检测、自保护功能的功率模块IPM。 电动叉车电子秤在微处理器技术方面,DSP开始在交流驱动系统中使用。DSP芯片品种主要有TI公司的TMS320系列、AD公司的ADSP2100系列、Motorola公司的DSP56000系列等。其中性能比较突出是TI公司的TMS320LF2000系列DSP。电动叉车的高速运算能力可实现高效的控制算法,并且片内集成了用于电机控制的外围电路,称重系统为采用新的控制策略提供了有效的硬件环境。 电瓶叉车称重用交流电机常用的矢量控制系统方案及其比较。目前电瓶叉车用交流电机矢量控制方法应用较多、比较成熟的有四种。它们基于不同的控制思路,有着各自的优缺点。下面对它们进行简要的总结和比较。 电动叉车电子秤转差频率的矢量控制方案 ,转差频率的矢量控制方案结构简单,不需要实际计算转子磁链的幅值和相位,避免了磁通的闭环控制,所能获得的动态性能基本上可以达到直流双闭环控制系统的水平。电动叉车然而间接磁场定向控制中对转子时间常数比较敏感,当控制器中这个参数不正确时,电子秤计算出的转差频率也不正确,得出的磁通旋转角度将出现偏差,即出现定向不准的问题。这种控制方法不适合高性能的电机控制系统。 气隙磁场定向矢量控制方案 气隙磁场定向控制系统中磁通关系和转差关系中存在藕合,需要增加解藕器,这使得它比转子磁通的控制方式复杂,但具有一些状态能直接测量的优点,比如气隙磁通。电瓶叉车同时电机磁通的饱和程度与气隙磁通一致,故基于气隙磁通的控制方式更适合于处理饱和效应。 定子磁场定向的矢量控制系统方案 定子磁场定向的矢量控制方案,称重控制系统在一般的调速范围内可利用定子方程作磁通观测器,非常易于实现且不包括对温度变化非常敏感的转子参数,可达到相当好的动静态性能,同时控制系统结构也相对简单。然而低速时,由于定子电阻压降占端电压的大部分,致使反电动势测量误差较大,导致定子磁通观测不准,影响称重系统性能。 转子磁场定向的矢量控制系统方案 转子磁场定向的控制方案,缺点是磁链闭环控制系统中转子磁通的检测精度受转子时间常数的影响较大,降低了称重系统的性能。但是它达到了的解藕控制,无需增加解藕器,控制方式简单,并且在低速运行时具有大转矩,电动叉车称重具有较好动态性能和控制精度等优点。目前,大多数的交流电动叉车驱动系统采用了按转子磁场定向的矢量控制系统。
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