電動叉車節能關鍵技術研究

周敏龍

（諾力智能裝備股份有限公司，浙江 湖州 313100）

我國的叉車發展與國際發展潮流具有較大的差異，我國規定在進行室內工作時只能應用電動叉車，但有些企業還是應用內燃叉車。這主要是因為電動叉車不能完成整個工班，常常需要停工充電，大部分物流企業都不能按照以上標準實行，因此，需要不斷對電動叉車的技術進行優化。

1 電動叉車工況

叉車在物流搬運當中占據重要地位，因此，具有較高的使用頻率。叉車每一次結束提升時都需要進行數次電機啟動，這樣才能將貨物存放在規定位置。按照相關數據統計可以看出，電動叉車在實際使用期間其電機的啟動次數可以達到每小時1 200多次。在啟動電機時，其啟動力矩較大，這樣就會產生較大的電流，會導致蓄電池的使用時間較短，且使得蓄電池的使用壽命縮短。電動叉車在實際工作期間需要進行多次充電，這樣就導致較多企業在實際運輸期間仍然使用的是內燃叉車。

傳統的叉車在裝卸貨物時不能對電機產生較大的影響，可以將液壓油直接返回到油箱當中，主要是依靠節流閥來限制下降速度，可以通過節流方式將能源以發熱形式損失。針對不同的貨物搬運，叉車需要承擔不同的工作負載，在非滿載情況下工作，異步電動機的最大效率都是額定點，因此，叉車工況降低了異步電動機效率，增大了能量損失。

2 電動叉車節能技術分析

電動叉車主要是應用液壓系統，因此，需要注重液壓技術能量的利用率。液壓系統的無功損耗會提升油液以及元器件的溫度，進一步改變了介質的物化性質，使其在較短時間內老化變質，極大地降低了系統的穩定性和安全性。要想提升能源使用率，需要確保消耗最少的能量來換取最大的輸出功率，液阻理論主要可以控制液壓傳動，能夠隨意轉換信息，且平衡協調參數變量以及補償誤差等。然而，液阻會出現壓降的情況，該壓降情況正好符合上述控制功能的需求，也在一定程度上增加了能量消耗。為了處理以上問題，需要控制液阻能量大量消耗的問題，避免影響其基本控制功能。

2.1 選擇調速方式

合理選擇調速方式能夠提升能源利用率。在電動叉車運行期間以及實際裝卸貨物時需要進行無級調速，主要分為節流調速和容積調速。

節流調速的主要運行原理在于將回路當中的流量控制元件截面積大小進行改變，這樣可以對執行元件流出流量進行有效控制，進一步對運動速度進行調節。因為調節運動速度主要是以流通截面積改變實現的，這樣就會在一定程度上造成能量損失，主要是流量損失和壓力損失等。

容積調速的主要運行原理在于將回路當中變量泵排量改變，這樣就可以對執行元件速度進行調節。泵控容積調速一方面是將電動機轉速進行改變，進一步對液壓油泵輸出流量進行改變；另一方面，主要是利用變量機構對液壓油泵排量進行改變，這樣就可以對液壓油泵的輸出流量進行改變。此次研究的內容主要是容積調速，泵源主要是利用壓力反饋式變量泵實現。在對電機轉速控制時，主要通過變頻實現，進一步實現容積調速。隨著不斷變化的負載情況，會改變其工作壓力，提升效率。根據研究結果顯示，工作壓力總是與反饋壓力保持在平衡位置之上。

電機轉速控制主要利用變頻控制技術，當電動機小于額定轉速時，可以通過恒扭矩模式對其控制，保持電機輸出扭矩不變。如果負載壓力大于額定值時，變量泵流量會自動降低輸出流量，控制系統負載量。通過電子技術對電動機進行調速，可以采用容積調速措施，優化傳統液壓系統節流調速方案，既可以降低控制成本，還可以提升能源利用率。

2.2 電動叉車適應液壓傳動的節能問題

電動叉車的主要來源在于蓄電池，但該能源不能夠滿足所有需求，液壓傳動效率要明顯低于機械傳動效率，電動叉車使用液壓傳動，其原因有以下幾個。

2．2．1 液壓傳動具有較高的工作效率

在選擇傳動方案時，不能只關注傳動效率，還需要分析總工作效率。液壓裝置可以在較短時間內啟動，且進行多次換向，能夠達到500次/min的回轉運動，以上存在的優勢特點能夠在較大程度上簡化操作程序。比如，叉車在前進轉變為后退運行時，如果使用的是液壓傳動，操作人員可以直接將前進擋轉變為后退擋，液壓系統可以完成整個緩沖換向工作。如果使用的是機械傳動，操作人員需要進行制動，等到叉車停止運行之后拉動前進擋。因此，采用液壓傳動可以有效使得操作次數降低至少50%，在較大程度上提升了操作人員的工作效率。

2．2．2 液壓傳動具有自動化操作優勢

該種優勢主要是指液壓傳動可以控制液體流量、壓力以及流動方向。當有效結合電氣電子控制與液壓控制時，整個傳動裝置能夠進行復雜程度較高的工作，這樣就可以使電動叉車在驅動叉車系統時，只需要使用單電機驅動就能夠實現，還能夠使叉車執行運行、轉向、升舉等動作。

2．2．3 可以實現通用化、系列化和標準化

這將極大方便液壓系統的前期設計、制作以及應用。在布置元件上，液壓系統的機動性比機械元件好，以上優勢都使得后續研究開發叉車附屬產品具有較大的便利性。針對以上優勢特點，電動叉車的傳動形式應當使用液壓傳動技術。

3 結束語

綜上所述，要想提升電動叉車節能關鍵技術，需要詳細分析電動叉車的實際工況，全面掌握電動叉車的節能技術。在此次研究當中，論證了電動叉車節能方案具有可信性和實效性，電機控制器的設計能夠全面符合電動叉車的工況需求，利用驅動電機以及液壓控制系統可以進行能量回收和無級調速。此次研究的液壓系統主要是利用單電機方案，這樣不僅可以使得叉車完成所有規定動作，還可以在一定程度上降低投資成本，避免操作人員違規操作的情況發生。對機械傳動系統和液壓傳動系統進行對比分析，根據結果論證電動叉車的傳動形式應當使用液壓傳動系統。

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