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松正电动叉车交流驱动系统再填国内技术空白
 
       天津松正电动汽车技术有限公司是一家车用电机及控制器技术领域领军式的民营高新技术企业,主要从事车辆电驱动系统(包括电机和控制器)的研发、生产、销售和服务。
公司成立于2001年,在十年的时间里,先后完成了电动自行车、电动高尔夫球车、电动叉车、电动滑板车、纯电动轿车、混合动力和纯电动公交车电机、控制器及动力总成系统的项目研发和产业化,年产值逾十亿元。是中国目前唯一涵盖所有电驱动车辆动力系统产品,而且真正把每一项产品做到品类系列化、技术领先和质量稳定可靠的企业。
       公司坐落于天津市环渤海经济圈——滨海新区空港经济区,注册资金为6600万元,建筑面积48500㎡,员工1200多名,其中科研人员100多名。
公司从2004年开始研发电动叉车用控制器;2006年5月,松正首套直流串励电动叉车控制器研制成功;2007年7月,松正直流他励电动叉车控制器样品下线并开始样车匹配调试;2009年5月公司启动全交流电动叉车驱动系统研发项目;经过公司研发团队的不断努力,2011年开发出国内首款应用于电动叉车的交流驱动系统,填补了国内电动叉车交流电控系统国产化的空白。
      根据不同的客户需求我们又研发出电动叉车交流驱动系统应用的1—1.5T,1.5-2.5T,3—3.5T全交流平衡重电动叉车动力总成、半交流平衡重动力总成及三支点电动叉车总成系统。
       我公司研发的叉车用交流控制器在低速时恒转矩控制,高速时恒功率控制,在低速段有电压补偿功能,使得爬坡和起动性能更好,加之交流电机有速度反馈功能,因此操作灵敏度高,动力控制精确。交流电机可以通过改变三相交流电的正弦波的频率而得到控制,使控制变得更为简单,并且可以得到更宽范围的调节。由于直流电机的特性由控制器的输出电压决定,所以当蓄电池的电量不足时,直流电机输出特性变差;而交流系统就不存在此问题,电机可以在变化的电流和频率之间调节,因而输出的特性可以维持在良好的状态,受电池电量的影响较小。因此使用交流系统的叉车在同样的蓄电池容量下可以比直流电机的使用时间延长25%,可以有效地提高生产效率。
我公司交流电机驱动系统总成的叉车特点体现在以下几个方面:
 
一、运行与维护成本低。
     l交流电机终生免维护。
交流电机无需换向接触器(前进、后退换向),节省了部件。更为重要的是,交流电机无碳刷和换向器,不仅电机的体积更加轻便小巧,运转速度提高了,而且彻底摆脱了定期检测和更换碳刷的麻烦。由此带来的最大好处是:叉车电机几乎终生不需要维护,极大地增强了叉车的可靠性与稳定性;同时,在叉车设计时不用考虑预留电机维修空间,甚至可以将电机密封起来,使叉车结构设计更加紧凑。
    2采用再生制动,减少机械磨损。
再生制动是一种非接触性制动,比传统的制动系统大大简化。不论驾驶者通过踩刹车踏板刹车,还是转换行驶方向刹车,电动机均会处于发电机状态,其电磁转矩将成为制动性质的转矩。这意味着刹车片的磨损降至最低。而机械磨损大大下降,也就减少了叉车维护费用,使运行成本更低。另外,交流电动机在行驶与制动上的效率与直流电机相比更高。刹车或换向时,会有再生能量产生。刹车越强烈,再生的能量越多。交流驱动系统会在刹车或换向时将能量回送给蓄电池,使电池工作时间延长,寿命也更长。虽然某些直流驱动叉车上也有再生制动,但必须在强烈的刹车时才能启用,这也意味着再生的部分能量在刹车时转化成了热量。而交流电机驱动系统会在所有的情况下产生能量再生,并且持续作用直至叉车完全静止,因此比直流电机的能量再生效率更高。

二、生产效率提高。
    交流电机最高转速比直流电机提高很多,动力更强劲。而且,交流电机可以将获得的再生能量回馈给蓄电池,既延长了电池的使用时间,又可以将这些能量用于提高叉车的整体性能。其结果是叉车在行驶中启动更快,加速/减速性能大大提高,缩短了达到最高速度的时间与行走距离。而交流电机优秀的加速性能使得在如此短的距离内实现叉车全速运转成为可能,因此采用交流驱动系统的叉车的工作效率显著提高。

三、易于编程,控制能力大大增强。
     随着电力电子技术与半导体的不断发展,变频调速技术取得了突破性发展,可以实时控制交流电机的运转,使交流电机的控制能力大大增强,获得了同直流电机一样的调速性能。交流驱动采用速度力矩控制,控制的灵敏度提高,可以提高叉车操作效率;采用加速踏板释放制动功能(即叉车行走时油门稍一松,再生制动就起作用),前进过程中换向为倒车时可以平稳过渡,提高了叉车的稳定性与可靠性。同时,系统采用CAN总线,使分布式节点不受安装位置的限制;整车系统采用模块化结构,拓展容易,同时可实现功能特性的无缝添加或修改;实现了总线接口标准化,使系统集成更简单,单元设计更灵活。

四、叉车操作更加舒适,设计更灵活。
     交流驱动系统在提高叉车驾驶员操作舒适方面所起到的作用与众不同。由于交流电机比直流电机小巧轻便,这使得叉车的设计相对更灵活。
    另外松正开发的电动叉车用交流异步电机驱动系统专用仪表与驱动系统配合使用,可以实现CAN总线通讯,能够进行故障诊断,实时监控,与参数修改匹配。通过故障诊断功能对出现故障的驱动系统进行诊断,能够快速的判断出故障的问题点,方便产品的维修与服务;实时监控功能可以对整车运行过程中的电压,电流,车速,温度,方向,行驶里程,行驶时间等进行监控,可以使用户随时了解车辆的运行状态和使用状态,以便更好的对叉车进行维护与保养。参数修改功能可以对系统的参数进行修改,比如电池的保护电压,泵升与行走的协调匹配等。   
      这一系列进展与成就,与松正在控制器领域多年深厚的技术积累与技术沉淀密不可分。在车辆电机驱动及其控制技术领域,松正自主掌握了系统的软件编程、硬件驱动、矢量控制、脉宽调制、总线通讯、实时监控、电源管理、能量回馈、计算仿真等相关技术,并在大规模的产业化过程中不断予以验证、修正和完善。在电动车辆驱动系统领域,松正累计申请电机控制技术、电池管理、混合动力技术、电助力转向、结构工装等方面专利300余项,其中发明专利占30%,被评为全国企事业知识产权试点单位、天津市专利示范企业,目前年申请专利140余项,先后获得国家高新技术企业、天津市企业技术中心等荣誉称号。
      随着化石能源的不断减少与叉车使用环境的要求越来越严格,电动叉车的使用会越来越多,由于直流调速系统存在各种不同的缺陷,所以交流叉车驱动系统所占比例会越来越大,因此交流驱动系统的国产化是势在必行的趋势,也是各个整车厂迫切需求的。
 
 
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