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EVC(电动车辆控制装置)在电动叉车上的应用

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摘 要: 简要介绍电动车辆控制装置的种类、特点、产品的选择和参数设置。

关键词: 电动车辆;控制装置;种类;特点;选择

中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)0210022-01

0 引言

电动车辆是指以蓄电池做为动力装置的车辆。目前主要应用于工程领域,如电动叉车、电动牵引车、电动搬运车、堆垛机等。它们都是将蓄电池的化学能通过电动机转换成电能,从而完成电动车辆的行走和重物的提升等。

随着电动叉车应用的不断发展,行业对电动叉车的安全要求也越来越高,而电气系统作为电动叉车的动力和控制系统,电气系统的安全设计和选择也变得越来越重要。电动叉车无污染、无噪声,应用前景非常广阔。目前电动叉车的电控系统主要有以下两种形式,一是以直流电动机驱动的、直流斩波器控制的控制系统;另一种是符合发展趋势的以交流电动机驱动的、交流控制系统。由于直流电动机驱动和直流斩波器控制的电动叉车技术比较成熟,目前大量应用于港口、码头、车站和立体仓库等物流搬运系统中。

1 电动叉车对电控系统的要求

首先,电控系统要性能可靠,安全,能保证电动叉车的正常运行;其次,电控系统要能充分将蓄电池的有限电能转换成机械能以供电动车辆工作,且具有相应的能量回收装置;第三,技术具有领先性和前瞻性。

2 电控系统的种类

2.1 直流电机驱动控制系统

以计算机控制的MOSFET(场效应晶体)管为开关元件的直流斩波器。主要适用于蓄电池电压为24V~48V,电动机最大电流在450A以内的电动叉车。其最大优点是,其开关元件为电压控制型器件,导通和关断比较容易,很少出现换流失败。

另一种是以计算机控制的SCR(晶闸管)为开关元件的直流斩波器。主要适用于蓄电池电压为24V~48V,电动机最大电流为870A以内的电动叉车。其最大优点是控制电流大,耐压较高。

2.2 交流电机驱动控制系统

该系统也是以计算机控制的大功率晶体管(如IGBT)为开关元件的可将直流电转换成频率、电压可调的交流电的电气控制系统。随着电力电子技术和计算机控制技术的发展,这种交流电气控制技术将是电动车辆电控系统的发展方向。

3 直流电机驱动的电气系统性能介绍

以目前在电动叉车中应用最多的以计算机控制的SCR(晶闸管)为开关元件的直流斩波器为例,来说明该控制系统的相关参数及其选择。

以美国通用电气公司产品为例来说明,通用电气公司的产品型为EV100/200LX/LXT。目前在1.5T电动叉车上应用最多的为EV100的产品。EV100又分为牵引驱动型和泵用型。在牵引型中又分为标准型和高性能型,以标准牵引驱动型为例,该产品的具体性能是:工作电压范围24V~84V;持续电流额定值103A;计算机控制;可以自动检测电路的工作电流;可以根据程序中设置的相关参数自动控制电路的工作状态和SCR的开关和导通角,从而达到控制车辆的运行速度和电气控制系统的可靠正常运行。

该产品具有18种逻辑功能,在使用过程中必须根据车辆的工作状态进行相应的电气参数的设置。

特别是功能2运行速度、功能3加速时间、功能4最大电流、功能5反接制动距离、功能6全压运行时间等参数的设置非常重要,在主机出厂前,如果用户没有特别的要求,技术人员必须根据车辆的具体情况设置好相关的参数,以满足主机出厂后的正常、可靠工作。

4 标准牵引型EV100电气参数的设置的逻辑电路板型号的确定

首先在选定了牵引电动机的参数后,根据车辆设计的技术参数和计算数据,确定电动机的型号为XQ-5,额定功率为5KW,额定转速为1480r/min,额定电压45V,额定电流139A,励磁方式为串励,防护等级为IP20,绝缘等级为F级。由于电动机的额定电压为45V,所以选定蓄电池的额定电压等级为48V;根据蓄电池容量的选定计算,确定蓄电池的额定容量为DG-490。由于电动机的额定功率为5KW,额定电流为139A,所以选定牵引型电气控制系统的型号为标准型EV100LXT,所配逻辑电路板的型号为IC3645EVLXCD1TX。

参数设置,功能15为蓄电池电压等级的设置,系统中蓄电池的电压为48V,所以该功能电气参数设置为48。功能2运行速度的设置,当加速器的输入电压在3.7V~3.5V之间时,SCR的导通角将在5%~15%之间。根据车辆

为5%~15%,设定数值为0~255。功能3加速时间设置,加速时间是指控制加速时蓄电池加给电动机的电压达到额定的96%所需要的时间。当加速器输入电压小于0.5V时,系统自动控制自动断路电气控制系统,而直接将蓄电池的电压加在电动机上,蓄电池的电压不在受SCR的控制。该功能的整定范围为0.1~22S,其整定值为0~255,根据车辆设计的要求,该功能的

能是保证电气控制系统可靠正常工作的条件,电动机的额定电流为139A,过载倍数为3倍,则最大电流为417A,EV100的最大电流为650A,最小电流

制动电流的设置,它也是保证电气控制系统可靠正常工作的重在参数,假如电动机的过载倍数仍选用3倍,EV100的整定范围为200A~1000A,设定

EV00的整定范围为450A~1260A,

加在电动机上,不用斩波器工作。通过电控系统电气参数的设置,确保车辆的电气控制系统可靠的工作。

5 结论

通过对电动车辆电气控制系统的选择和相关参数的设置调整,即可保证电动叉车行走驱动系统的可靠工作。

作者简介:

牟宏均(1963-),男,陕西省宝鸡市人,学士学位,高级工程师,主要从事自动检测与自动控制方面的研究;唐惠龙(1962-),女,陕西省宝鸡市人,学士学位,副教授,主要从事电力电子、变流技术和自动控制方面的研究。