经济型防爆电动叉车设计手艺研究 时候：2015-12-24来历：中国防爆网作者：阅读次数：311

电动；防爆；永磁；液压"防爆叉车的降生使叉车在爆炸性气体、粉尘等危险情况下功课成为可能，同时陪伴着科技的成长与出产的前进，危险场合的不竭增多，防爆叉车的需求量也在不竭地增年夜。在庞大的需求牵引下，必需进级防爆叉车的设计理念，以包管在进步前辈的防爆设计理念的指点下，追求到更佳的防爆解决路子，使新一代防爆叉车在经济性与工程性的根本上更具平安性。同时，为了知足在干净情况下利用防爆叉车的需求，叉车必需具有零排放特征，由此电动防爆叉车成为一些工业防爆情况的**叉车。

防爆电动叉车中能量转换器件的选择是一个必需面临的问题，其能量转换流程，如所示。叉车实现由电能、机械能与液压能的三级能量转换，同时具有较好的能量收受接管功能，到达高效、平安的防爆处置结果。

在电能与机械能的转换中，认为应利用防爆永磁无刷直流机电取代通俗型防爆直流机电和防爆交换机电；在机械能与具体的各类功课模式的转换环节中应充实利用液压传动来取代多机电驱动。同时，在全部能量转换进程中应用多种工况进行能量收受接管，以提高能量的利用效力。

1防爆设计理念与电气系统简化实现1.1设计理念防爆设计理念的掉队直接制约了叉车防爆处置手艺的进级，防爆设计理念即若何利用各类防爆处置型式使防爆叉车具有更好的平安性、经济性和工程性。防爆叉车在制造上，分为整车设计制造和在通俗叉车长进行防爆改装两种体例。在设计上，则强调把好的电动叉车设计与进步前辈的防爆设计连系起来，以制造出整体机能优胜的产物。把叉车的整体设计制造和对个体电气元件的防爆革新连系起来；同时把自动防护手艺与被动防爆手段连系起来。在防爆处置型式上，对合适本安型防爆处置要求的电器元件，应采取本安型防爆处置手段，以到达提高平安性和下降防爆处置本钱的结果。在不影响叉车整体综合机能的条件下，*年夜水平地削减电气元件的数目来下降防爆处置的难度。基在此，利用蓄电池作为初始能源，采取单机电驱动、液压传动，到达了低温升、低噪声、高智能节制的整机程度。

1.2防爆电气系统的简化实现防爆叉车的电气系统实现整体思惟，是经由过程节制电气元件的数目来下降防爆处置的难度。并且设计的另外一主旨是在对电气元件进行节制的同时又不制约整车的首要机能。简化前的电气系统采取多机电驱动，即系统由行走机电、晋升机电和转向机电三台机电5区动。各机电设有本身的节制器，三个机电节制器需要外设一个上位机进行整体节制，各机电的节制器则是具体的履行机构，负责具体号令的履行。系统设有两重反馈，别离设在工作行走机构与各机电节制器之间和各机电节制器与上位机节制器之问。其电气拖动系统，如所示。

简化后的电气系统采取单机电驱动、液压传动，即经由过程把电能转化为液压能，来实现叉车的行走、转向、装卸等功课流程。同时经由过程机电、工作机构与节制器，成立需要的信息反馈来提高节制精度。具体拖动系统，如所示。

从防爆处置角度上看，前者防爆可节制点多，防爆电气系统过在重大，致使防爆处置流程复杂。从机电节制角度看，机电节制需要设有上位机与下位机节制器，节制流程繁琐，机电之间节制难度年夜。从经济性角度看，防爆机电价钱昂贵，采取三台机电会加年夜叉车的整体系体例造本钱。而简化后的电气系统则填补了以上各点的不足，同时具有杰出的微动性和防爆制动平安性。

2电能与机械能转化器件选择机电是以磁场为前言进行机械能和电能彼此转换的电磁机械，它是电力拖动系统的6简化后的拖动系统组成示意图焦点部件。防爆机电首要有通俗型防爆直流机电、防爆永磁无刷直流机电和防爆交换机电。通俗型直流防爆机电因为具有碳刷，断根碳刷粉和改换碳刷，会增年夜维修调养的工序。同时防爆尺度划定，防爆系统维修后，需要从头进行防爆认证，较长的防爆认证周期使保护法式加倍繁琐。防爆交换机电固然具有没有碳刷、免保护、体积小、重量轻等一系列优点，但节制机电的逆变器较复杂，一方面节制用的年夜功率管的数目要求比直流驱动系统中的多；另外一方面，要实现交换机电的杰出调速机能，必需采取矢量节制方式。

防爆永磁无刷直流电念头，节制比力简单；用永磁体励磁代替了原本的电流励磁，节俭了电能，提高了效力；它降服了现有手艺必需依靠电刷进行换向，具有没有换向火花、无电磁干扰、体积小、质量轻、无转子消耗、平安、免保护、高效节能、高速机能优胜等特点，避免了常规防爆机电必需按期改换电刷等一系列繁琐的工作流程。现将防爆直流机电、防爆交换机电、防爆永磁机电机能对照，如表1所示。

传统叉车经由过程机械制动系统将动能转化为热能，*终以热量的情势华侈失落。此处由表1防爆牵引机电机能对照表牵引机电种类防爆型式经济性节制特征机电尺寸机电工作效力保护特征防爆直流机电隔爆/增安较贵直接节制尺寸年夜质量重差按期改换碳刷防爆交换机电隔爆/增安便宜矢量节制尺寸较小质量较轻较高免保护防爆永磁机电隔爆/增安较贵PWM斩波节制尺寸小质量轻高免保护在将机电作为主驱动系统，在叉车制动时可操纵机电接收能量，回馈到储能原件中贮存起来，为了*年夜限度地收受接管再生制动能量，节制策略应优先机电再生制动，当机电知足不了整车制动需求，或电池的充电接管能力到达*年夜限值时，机械制动才介入工作，以实现制动的靠得住性。同时，在叉车货叉完成举升功课进入降落环节时，和叉车不需要牵引力自交运行时，操纵货叉的重力势能或叉车本身的重力势能，带动机电对蓄电池进行反向蓄能，从而对蓄电池进行能量收受接管。

3机械能与液压能的传动实现能量的传动有四种实现体例：液力机械式传动、液压传动、电力传动和机械传动。防爆叉车其传动系统的惹人，需要知足防爆的要求。防爆叉车的制动系统危险身分较多，若制动采取液压抑动则平安系数较高；但液压系统必需完成行走装载等多种功课模式，如斯复杂的传念头械实现较为复杂。液压传动手艺具有没有级变速的邃密速度调理乐鱼体育app、轻易实现正反转、能避免策动机超负荷和靠得住性高档长处。同时液压元件的功率-质量比和力矩-惯量比力年夜，可以构成布局紧凑、体积小、重量轻、加快度好的节制系统。液压系统具有较年夜的速度-负载刚度，定位正确，节制精度高，系统可采取蓄能器进行液压能量收受接管，可较好地节俭能量。综合以上身分，叉车采取液压传动是一个较抱负的选择。其传动系统如所示。

由机电驱动马达，经由过程集成阀块扶引液体完成行走与装载功课。此中行走机构设有单双马达切换阀，实现了低速年夜扭矩、高速小扭矩的两种工作特征，年夜幅度地提篼了工作效力。在行走机构与功课机构别离设有隔离气囊式蓄能器，此种气体加载式蓄能器，其工作道理成立在波义定理根本上，操纵紧缩气体（凡是为氮气）贮存能量。其构成布局由壳体、皮郛、进油阀和充气阀等构成，气体和液体由皮郛离隔。壳体是一个无缝耐高压的外壳，皮郛用非凡耐油橡胶做原料与充气阀一路压抑而成，进油阀是一个由弹簧加载的菌形提动阀，它的感化是避免油液全数排出时气囊挤出壳体以外。充气阀只在蓄能器工作前用来为皮郛充气，蓄能器工作时则始终封闭。此种蓄能用具有杰出的响应，无噪声，*年夜压力可达35MPa，无漏气，工作温度规模较年夜，可同时用在蓄能、接收脉冲、传递导性液体等。

收受接管传统车辆华侈失落的制动动能、冲击载荷和货叉降落时的重力势能，存储在高压液压蓄能器中，所收受接管的能量可在车辆起动、加快和装载进程中供给辅助功率，从而减小机电的装机功率。

4其它电气元件的防爆处置防爆型蓄电池式工业叉车是一种典型的组合型防爆电气装备。其电气系统是一个小型的有限收集，不但有自力的电源，并且利用着多种电器，如节制开关、旌旗灯号唆使灯和照明灯具。其电器元件的防爆处置应在知足其根基机能的根本上遵守平安性与经济性原则。对工作功率小在0.25W的电器采取本安型防爆处置型式，即在电路中惹人防爆平安栅起到限制电路能量的目标。对一些年夜功电器，可采取增安型、隔爆型等防爆处置手艺。一般环境下，增安型防爆器件为元件原价钱的1.6倍，而隔爆型防爆器件则为元件原价钱的2倍，且隔爆处置后的元件质量较年夜。

在正常运行前提下，防爆型蓄电池式工业叉车上可能同外部产生磨擦和碰撞的部门，都应当用在磨擦和碰撞时不发生机械火花的材料包覆起来。凡是利用铜和铜的合金等材料来避免发生机械火花。

5结论防爆电动叉车的设计是一个系统工程，任何一个环节的轻忽都有可能造成重年夜的变乱。是以在设计时应从整体出在，细微着手。

从叉车功课能量转换环节动身，提出了一种防爆电动叉车设计手艺，此中应用多种工况前提进行能量收受接管，耽误了蓄电池的工作时候。同时由于采取了单机电驱动、液压传动，削减了防爆处置的难度。到达了整车设计的平安性、经济性与工程性。