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          叉车历史—电动叉车主要部件

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          人气:-发表时间:2020-06-23 08:30【

          众所周知,给电动叉车提供直接动力的是电机。当前,全球电动叉车行业毫无例外的表明,采用交流电机已经成为一种必然的趋势。然而,一直到上世纪90年代。电动叉车一直采用传动的直流电动机(DC)。鉴于当时的技术,没有可替代的方案。

          1990年之后,两种新型电动机几乎同时进入了叉车的工业生产中:低压交流电(AC电动机)和他励电机(Separately Excited Motor,SEM)。他励电机属于直流电机,是指电机的励磁线圈和电枢绕组是分开的电机,励磁电流单独提供,与电枢电流无关。他励电机的励磁绕组和电枢绕组分别由两个电源供电。他励电动机由于采用单独的励磁电源,设备较复杂。但这种电动机调运范围很宽,多用于主机拖动中。他励电机没有定向接触器。不再需要弱化激励来加速,制动是再生的。在制造中,独立的励磁电动机与常规的直流电动机几乎没有什么不同。

          因此,在传统的叉车制造行业中,交流电机在某种程度上受制于技术。然而,自1990年代后期以来,设计人员再次关注电驱动器的这种设计。实际上,交流电动机在制造技术上是先进的,并具有许多特定的优点。

          由于交流电动机没有前/后换向接触器,因此没有电刷或换向器。体积更小、更轻并且旋转更快。不再需要定期检查和更换碳刷。最关键的问题是,叉车电机在其整个使用寿命期间几乎不需要维护。因此,叉车更加可靠和稳定。另外,设计叉车时候不必保留维护空间,因为电机完全处于密封桩体,使叉车的结构更加紧凑。非接触式制动可以使得制动减少磨损,比传统制动要简单得多。另外,当叉车驾驶员使用制动器减速或停止车辆或改变方向,电机就像发电机一样,将电磁转矩转换成制动转矩。这意味着刹车片的磨损将最小。这大大减少了维护成本并最大程度地降低了运营成本。另外,交流电机的运转和制动效率更高。当制动或改变方向时,将产生能量。强大的制动作用将产生更多的再生能量。能量将返回到电池以延长其工作时间。虽然一些直流驱动的叉车也具有再生制动功能,但仅仅是在在非常强大的制动过程中才启动。这意味着大量的再生制动过程中,能量被传递给热量。但是,交流变频器可以几乎在所有工况下产生再生能量,并持续到叉车完全停了下来。显然,能量再生效率方面要高于直流电动机。

          此外,由于采用了高频控制,因此交流电动机可提供最佳的电能回?。ɑ厥眨?。德国知名叉车公司Still首次在其平衡重式叉车上使用这种发动机。

          直流(1)和交流(2)电机


          电子系统

          发动机控制技术也已完全改变了。从上世纪20年代到50年代,叉车的生产使用的是碳堆-一种控制系统,该系统由几个碳环作为电阻,并依次将它们包含在运动发动机的电源电路中。当您踩下速度踏板时,碳环被踩下,从而降低了电阻并提高了机器速度。

          随后,从上世纪40年代末到60年代初是鼓控制器,当踩下速度踏板时,该控制器将关闭某些金属阻力部分。由于电阻的变化,调节了发动机的转子速度。另一个在上世纪50年底得到应用的技术解决方案是,一个由许多开关组成的系统,该系统通过速度踏板的微动开关,以各种步骤接通和断开或起动电阻。在上世纪60年底初期,叉车的生产开始使用家庭电器上的晶体管作为其电子控制系统或负载开关和SCR控制(硅控制整流器)。SCR控制系统比较麻烦,因为要打开或关闭主晶体管。


          在上世纪80年代,又迈出了重要的一步:开始使用微处理器,这种微处理器是由Faggin、Hoff和Mazor于1971年发明的。随着微处理器的引入,控制变得更加紧凑和快速。微处理器还可以快速检测引擎中的异常情况,从而更快地进行必要的调整?;勾唇艘桓龈涸乜?双极晶体管。通常来讲,晶体管是由Bardeen、Brattain和Shockley于1947年发明的。但在此之前,他无法切换牵引电池(电池)的高压。新的负载开关比SCR控制更易于操作,它不需要复杂的电路即可接通主晶体管。具有双极型晶体管的控制系统也更小、更便宜。

          微处理器不仅更容易使用,运行非常速度很快,没有能量损失。而且可以并联连接,甚至可以调节很多电压,这意味着它可以在重型叉车上。MOSFET开关适合于调节高达96 V的电池电压。当前,基于IGBT(集成栅双极晶体管)绝缘栅双极晶体管的另一种技术是切换这种高电压。它的工作原理几乎与MOSFET一样容易,并且与SCB控制一样可靠。

          MOSFET晶体管???/p>

          IGBT晶体管???/p>

          晶体管块SCR


          随着这些技术创新的引入,控制系统变得更加紧凑、高效、强大和可靠,并且其成本更低。由于在电池充电器中使用了高频技术,因此可以在最短的时间内将电池充电到最大可能的电流值。特别注意的是,Pitstop方法允许在午餐休息时间和其他休息时间给叉车进行充电,这意味着电池可以使用更长的时间。反之反,可以选择较小的电池来执行与之匹配的物料搬运工作。

          当控制系统上的电子设备接收到异常数据会发出警告信息。在带有内燃发动机(ICE)的叉车上使用电子系统主要可提高生产率,使得叉车更安全,操控更舒适和易用性。此类系统的示例包括德国永恒力公司(Jungheinrich)开发的“降低曲线速度”(一种安全功能,可通过根据转向角降低速度来提高机器的侧翻稳定性)或日本丰田公司的主动安全系统(SAS)。在SAS系统中,基于来自传感器的数据以电子方式进行控制,例如负载的高度,机器的速度和旋转角度。一旦任何参数的值或其组合达到临界值,系统就报警。


          如今的电缆连接也具有根本不同的外观。由于电子领域的新发展,已经使用了串行通信方案。在20世纪末,这导致了Can-bus数据总线的创建,在该总线中,代替了通常的多芯电缆线,只有两根用于通信和传输数字信息的电线以及两根用于供电的电线(使用外部电源时)。数据由叉车的电子系统接收,并通过通信通道进行数字传输。每个数据包都有其自己的,不变的地址代码,该地址代码由“智能”外部站识别,从而使信息到达所需的装载机系统或单元,在此打开灯,提高发动机转速等。

          这些数据总线已成为全面的行业标准。在ICE叉车上使用电子设备的典型示例是基于Can-bus系统和电子控制的发动机控制系统,这是重型叉车的标准配置。

          叉车底盘

          阿基米德说:“如果给我一个支点,我将撬动地球。”确实,支点是任何关联的基础,这同样适用于叉车:其负载能力和最大允许负载直接取决于其正面和侧面稳定性。如果设计叉车底盘和上部结构,使叉车的车轮始终与路面接触,则可以达到必要的动态稳定性。这需要最大的轴距和最低的重心。因此,与以前的型号相比,现代叉车一些型号具有相同底盘。电动叉车,其中的电池直接位于轴距中间的底盘上。它们的重心非常低,因此具有很高的稳定性。1990年代后期的统计数据显示,与叉车作业相关的所有死亡中,约有25.3%是由于倾覆造成的,而由于货物下降而造成的死亡只有14.4%。这就是为什么欧盟制定的叉车标准(EN 1726)对制造商提出了非常严格的要求的原因:为了减少正常操作期间,侧面和正面翻倒的风险,叉车必须通过标准的稳定性测试,并且不得永久发生变形。

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          安全性最高的要求是用于在空旷地区工作的重型叉车。对于他们来说,刚性焊接的一体式底盘是必不可少的标准。在这种情况下,发动机、变速箱和差速器应安装得尽可能低。装备了丰田第七系列叉车的SAS(主动稳定系统)主动稳定系统,在确保叉车的稳定性方面已经取得了重大进展。SAS会在叉车面临侧向、向前或向后倾斜的情况下主动工作。

          SAS系统使用来自传感器的信号,分析叉车是否处于潜在危险状态,并在必要时激活安全功能。用于测量车向侧面的偏差的触摸传感器的工作原理与卫星导航系统相同。

          可充电电池

          在改进电动叉车的过程中,叉车制造商开始为其配备更重的电池,目的是为了提高了容量。因此,随着每种新型号的问世,机器的性能也在不断提高。前几代叉车配备了容量为200 Ah的电池,如今,配备了容量为600至750 Ah的可充电电池的叉车很常见。这增加了叉车的承载能力和长时间工作而无需充电。关于传统的铅酸电池的工作原理,到目前为止也没有特殊的突破。但是,电池本身变得更大,功能更强大??梢宰⒁獾皆诩跎俪涞缡奔浜妥橹绯刂幸禾逖贩矫嫠〉玫慕?。电子设备用于电池预防性监控,可让监控电池温度,电池的液位,电池故障和电量。


          自1990年代以来,酸循环电池就已经投放市场。由于电池修复技术的进步,叉车现在可以运行更长的时间。因此,现在电池可以工作8个小时。早在1980年代,斯蒂尔(Still)创造了一个系统,该系统将叉车制动期间释放的能量返回电池。因此,可以节省相当部分的电池电量。

          1970年代初,全球第一家叉车制造商Clark意识到了电动叉车的两个电压值之间的选择。如果操作员选择最大功率模式或能耗降低的节能模式,则可以根据需要来移动。


          自2000年以来,以锂电电池、氢燃料电池等为主的新能源动力电池进行叉车行业,随着社会的发展和技术的进步,叉车未来朝着新能源方向发展。


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