隨著世界制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移和國內(nèi)物流業(yè)的高速發(fā)展，中國叉車市場增長潛力巨大，同時，為了與世界接軌，叉車行業(yè)的技術(shù)水平正在不斷得到提高，由此會帶動我國電動叉車市場需求的迅速上升。我國電動叉車生產(chǎn)起步較晚，現(xiàn)有的叉車企業(yè)還無法滿足國內(nèi)市場對高端電動叉車的大量需求，因此，我國叉車企業(yè)要想在未來的市場競爭中取得優(yōu)勢，應(yīng)當(dāng)通過采用世界領(lǐng)先技術(shù)提高產(chǎn)品品質(zhì)，以一流的產(chǎn)品贏得更多的客戶。
交流驅(qū)動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是目前叉車行業(yè)的革命性技術(shù)。全球叉車巨頭競相推出了性能更佳的交流驅(qū)動電動叉車，并著重考慮將他們較新型號的叉車由液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，或者正在進行這樣的轉(zhuǎn)換，用以豐富自己的產(chǎn)品，提升自己的技術(shù)，贏得市場份額。
一、交流驅(qū)動系統(tǒng)
交流驅(qū)動系統(tǒng)是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新技術(shù)。其原理是：將三相交流電輸送給固定的定子繞組，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的磁場感應(yīng)閉合的轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子在電磁力的作用下順著旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)動方向旋轉(zhuǎn)。
與直流驅(qū)動系統(tǒng)相比，交流驅(qū)動系統(tǒng)的主要特點如下：
1. 效率高、速度快。交流驅(qū)動系統(tǒng)的電機控制器采用矢量控制的變頻調(diào)速方式，這是交流電動機最為突出的優(yōu)勢，既沒有碳刷，也沒有直流電動機通常對最大電流方面的限制，這意味著電動機在實際使用中可以得到更多的能量和更大的制動扭力，進而能以更快的速度運轉(zhuǎn)。
2. 維護成本幾乎為零。交流電動機的熱量主要發(fā)生在電動機外殼部分的定子線圈，便于冷卻與散熱。因此，交流電動機比直流電動機所需元件數(shù)量大大減少，沒有需要定期更換的易損件，幾乎不用維護，更高效耐用。
3. 轉(zhuǎn)速設(shè)計更為科學(xué)。交流驅(qū)動系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率運轉(zhuǎn)，很好地滿足了電動車輛實際行駛所需的轉(zhuǎn)速特性。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的突飛猛進，以及電子元件價格的不斷下跌，交流電機的控制能力大大增強，交流電機控制器硬件部分的成本也得以降低，從而為交流驅(qū)動系統(tǒng)的大規(guī)模推廣應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
丹納赫傳動交流驅(qū)動叉車全系統(tǒng)集成解決方案：
早在1996年，在電動工業(yè)車輛（叉車及AGV）領(lǐng)域，丹納赫傳動（Danaher Motion）公司率先推出了第一代用于牽引和提升的交流電機和驅(qū)動器（48V），在低壓交流技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域處于領(lǐng)先位置，并以直交流變換技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)著叉車市場。如今，丹納赫傳動為全球前10名的叉車制造商提供領(lǐng)先的交流驅(qū)動系統(tǒng)。
丹納赫傳動的交流驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品是基于CANopen總線的系統(tǒng)，主要由車輛控制器、電機速度控制器、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電機、用戶接口顯示裝置等組成。
車輛控制器是一種專為電動車輛開發(fā)的通用控制器，目前客戶使用的是第二代產(chǎn)品VMC20。VMC20基于Texas數(shù)字信號處理器來執(zhí)行CPU功能，由DC/DC、PWM、CAN等模塊組成，防護等級為IP54。最近，丹納赫傳動的車輛控制器推出了新的第三代產(chǎn)品VMC30。VMC30基于先進的嵌入式控制的處理器內(nèi)核，能夠擴展CPU內(nèi)核。VMC30除了具有DC/DC、PWM、CAN等模塊之外，還包括電液控制、遠(yuǎn)程訪問和USB接口，并增加了診斷功能，還可控制選項卡。它可進行OEM編程，通過應(yīng)用開發(fā)和維護進行用戶控制，減少了設(shè)計和應(yīng)用編程時間，防護等級為IP65。
電機速度控制器（ACS）目前是丹納赫傳動的第五代產(chǎn)品，但為了考慮客戶的制造（電動叉車）的成本，丹納赫傳動又開發(fā)出了壓縮型產(chǎn)品ACC4807，該產(chǎn)品體積更小，但功能和品質(zhì)方面沒有變化，從而降低了客戶的成本。
二、線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
目前，在叉車領(lǐng)域使用較為廣泛的是液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，但是由于采用這一系統(tǒng)的叉車需要使用泵和軟管，故而存在以下缺陷：
1. 損耗大。采用液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的叉車需要將液壓用液體輸送到用于將車輛轉(zhuǎn)向的電機，因此會產(chǎn)生大量損耗。例如，在不使用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時，仍需要提供使液壓泵運轉(zhuǎn)的能量。
2. 成本高。軟管會占據(jù)很大空間，進而增加了成本，降低了設(shè)計的靈活性。
3. 受限制。如果需要為改善和提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的安全性和生產(chǎn)率進行設(shè)計，會比較困難并且昂貴。例如，在液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，要想改善轉(zhuǎn)向回正特性，必須改造底盤的機械結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)起來有一定困難。
與液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢。
線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由一個執(zhí)行器和一個驅(qū)動器組成，可用于所有主要叉車類型。目前已存在用于載重 1-5.5 噸、功率超過 50 kW 的平衡式叉車的解決方案。主要特點如下：
1. 功耗低。由于只有在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)工作時才使用電能，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)消耗的功率比較低。
2. 成本低。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)通常通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CANOpen 數(shù)據(jù)通訊協(xié)議進行通訊。通過該協(xié)議，可將牽引驅(qū)動器、線控制動（brake-by-wire）、線控?fù)Q擋（shift-by-wire）、線控節(jié)氣門（throttle-by-wire）等各種車輛系統(tǒng)輕松集成，以便完美協(xié)同工作并通過共同控制線運行，從而降低車輛布線成本和組裝成本。
3. 設(shè)計靈活。由于無需將軟管從車輪布置到轉(zhuǎn)向管柱，設(shè)計人員得到了很高的設(shè)計靈活性，同時降低了重量、節(jié)省了成本和空間。
4. 軟件優(yōu)勢。線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個很大優(yōu)點是能夠通過軟件編程來提供特殊功能，從而提高叉車的生產(chǎn)效率和安全性。
最具革新能力和技術(shù)最先進的叉車廠商正在迅速將線控轉(zhuǎn)向技術(shù)集成到他們的新車輛設(shè)計中。Hyster R30XM2 和 Crown ESR 4500 都是可為用戶提供獨特能力的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的叉車實例。
駕駛員在駕駛Hyster R30XM2 時，只需通過很小的腕部移動使車輛轉(zhuǎn)向，從而降低了疲勞。駕駛員可舒適地在叉鏟或車架方向上駕駛叉車。一個可選的有線制導(dǎo)系統(tǒng)可與線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)集成在一起。采用線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)后，無需再提供很長的液壓軟管，從而節(jié)省了成本、重量和空間，凸顯線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的優(yōu)越性。
Crown ESR 4500可提供 360 度轉(zhuǎn)向，駕駛員只需將車輪轉(zhuǎn)向相反方向就能夠?qū)⒁苿臃较虻艮D(zhuǎn)。通過該系統(tǒng)，駕駛員可以選擇 180° 和 360° 旋轉(zhuǎn)以便與駕駛條件、經(jīng)驗級別和個人偏好相符合。轉(zhuǎn)向靈敏度隨行進速度成正比降低，從而降低持續(xù)校正的需要。這些措施以及其他改進的結(jié)果是，ESR 4500 與同級別的叉車相比，每小時搬運的貨盤數(shù)量增加了18%，而能量消耗降低了13%。
三、交流驅(qū)動叉車的優(yōu)勢
與采用直流驅(qū)動系統(tǒng)相比，采用交流驅(qū)動系統(tǒng)的叉車的整體性能顯著提高，叉車單位時間的生產(chǎn)率更高，操作及維護成本更低，將給用戶帶來非常顯著的效益。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：
1. 生產(chǎn)效率提高
交流電機最高轉(zhuǎn)速比直流電機提高很多，動力更強勁。而且，交流電機可以將獲得的再生能量回饋給蓄電池，既延長了電池的使用時間，又可以將這些能量用于提高叉車的整體性能。其結(jié)果是叉車在行駛中啟動更快，加速/減速性能大大提高，縮短了達(dá)到最高速度的時間與行走距離。
2. 運行與維護成本降低
采用再生制動，降低運行成本
再生制動是一種非接觸性制動，比傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)大大簡化。不論駕駛者通過踩剎車踏板剎車，還是轉(zhuǎn)換行駛方向剎車，電動機均會處于發(fā)電機狀態(tài)，其電磁轉(zhuǎn)矩將成為制動性質(zhì)的轉(zhuǎn)矩。這意味著剎車片的磨損降至最低。而機械磨損大大下降，也就減少了叉車維護費用，使運行成本更低。
交流電機終生免維護
交流電機無需換向接觸器（前進、后退換向）、無碳刷和換向器，體積更加輕便小巧，運轉(zhuǎn)速度更快，而且徹底擺脫了定期檢測和更換碳刷的麻煩。由此帶來的最大好處是：叉車電機幾乎終生不需要維護，極大地增強了叉車的可靠性與穩(wěn)定性。
3. 易于編程，控制能力大大增強
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)取得了突破性發(fā)展，可以實時控制交流電機的運轉(zhuǎn)，使交流電機的控制能力大大增強，獲得了同直流電機一樣的調(diào)速性能。交流驅(qū)動采用速度力矩控制，控制的靈敏度提高，從而帶來叉車操作效率提高；采用加速踏板釋放制動功能（即叉車行走時油門稍一松，再生制動就起作用），前進過程中換向為倒車時可以平穩(wěn)過渡，提高了叉車的穩(wěn)定性與可靠性。
4. 叉車操作更加舒適
交流驅(qū)動系統(tǒng)在提高叉車駕駛員操作舒適度方面所起到的作用與眾不同。由于交流電機比直流電機小巧輕便，也使得叉車的設(shè)計相對更靈活。
總之，交流驅(qū)動系統(tǒng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為叉車領(lǐng)域更新?lián)Q代的革命性技術(shù)，對叉車企業(yè)的技術(shù)水平、產(chǎn)品銷量、市場份額、利潤乃至創(chuàng)新形象等都會產(chǎn)生一定的影響，必將得到越來越廣泛的應(yīng)用。畢竟，未來的競爭將更多地體現(xiàn)為技術(shù)的較量。誰掌握了新技術(shù)，誰就能在未來的市場中贏得更多優(yōu)勢，占領(lǐng)更為有利的位置。
關(guān)于丹納赫傳動
丹納赫傳動是全球領(lǐng)先的運動控制解決方案提供商，致力于不斷幫助全球原始設(shè)備制造商（OEM）制造更優(yōu)質(zhì)、更高速的機器設(shè)備。丹納赫傳動的產(chǎn)品廣泛運用于航空、醫(yī)療、機器人、半導(dǎo)體、電動車輛和包裝等工業(yè)部門，能夠大幅提高這些技術(shù)應(yīng)用復(fù)雜且要求嚴(yán)格的部門的效率和生產(chǎn)率。在過去60多年中，丹納赫傳動的產(chǎn)品創(chuàng)新通過其用戶信賴的品牌一直在推動著運動控制行業(yè)的不斷創(chuàng)新，旗下牌包括 Kollmorgen、Thomson和Dover等多個著名品牌。丹納赫傳動是丹納赫公司（NYSE 交易代號：DHR）的戰(zhàn)略平臺之一。了解詳情，請瀏覽 。
