專利名稱：一種叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種動力與電控系統(tǒng)的組合，屬于電器器件領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，叉車所用電動機(jī)一般為直流串勵電動機(jī)，直流串勵電動機(jī)擁有轉(zhuǎn)速可調(diào)，調(diào) 速性能好，能夠適應(yīng)頻繁起動，頻繁制動、反轉(zhuǎn)等優(yōu)點。但是，直流串勵電動機(jī)存在兩個缺 點，一是這類電動機(jī)不允許在全電源電壓下空載運行，否則，電動機(jī)將迅速上升到一個很高 的轉(zhuǎn)速值；二是這類電動機(jī)難以再生制動。開關(guān)磁阻電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)(SRD)是較為復(fù)雜的機(jī)電一體化裝置，SRD的運行需要 在線實時檢測的反饋量一般有轉(zhuǎn)子位置、速度及電流等，然后根據(jù)控制目標(biāo)綜合這些信息 給出控制指令，實現(xiàn)運行控制及保護(hù)等功能。轉(zhuǎn)子位置檢測環(huán)節(jié)是SRD的重要組成部分，檢 測到的轉(zhuǎn)子位置信號是各相主開關(guān)器件正確進(jìn)行邏輯切換的根據(jù)，也為速度控制環(huán)節(jié)提供 了速度反饋信號。開關(guān)磁阻電機(jī)具有再生的能力，系統(tǒng)效率高。對開關(guān)磁阻電機(jī)的理論研究和實踐 證明，該系統(tǒng)具有許多顯著的優(yōu)點(1)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、堅固，制造工藝簡單，成本低，可工作于極高轉(zhuǎn)速；定子線圈嵌 放容易，端部短而牢固，工作可靠，能適用于各種惡劣、高溫甚至強(qiáng)振動環(huán)境。(2)損耗主要產(chǎn)生在定子，電機(jī)易于冷卻；轉(zhuǎn)子無永磁體，可允許有較高的溫升。(3)轉(zhuǎn)矩方向與電流方向無關(guān)，從而可最大限度簡化功率變換器，降低系統(tǒng)成本。(4)功率變換器不會出現(xiàn)直通故障，可靠性高。(5)起動轉(zhuǎn)矩大，低速性能好，無感應(yīng)電動機(jī)在起動時所出現(xiàn)的沖擊電流現(xiàn)象。(6)調(diào)速范圍寬，控制靈活，易于實現(xiàn)各種特殊要求的轉(zhuǎn)矩-速度特性。(7)在寬廣的轉(zhuǎn)速和功率范圍內(nèi)都具有高效率(8)能四象限運行，具有較強(qiáng)的再生制動能力。(9)容錯能力強(qiáng)。開關(guān)磁阻電機(jī)的容錯體現(xiàn)在電機(jī)某一相損壞，電機(jī)照樣可以運 行。與當(dāng)前廣泛應(yīng)用的變頻調(diào)速感應(yīng)電動機(jī)相比，開關(guān)磁阻電機(jī)在成本、效率、調(diào)速性 能、單位體積功率、可靠性、散熱性等都具有明顯的優(yōu)勢或競爭力。

實用新型內(nèi)容本實用新型涉及一種動力與電控系統(tǒng)的組合。所述叉車動力與電控系統(tǒng)的組合由開關(guān)磁阻電動機(jī)，集成動力控制管理系統(tǒng)，動 力輔助系統(tǒng)組成。所述的開關(guān)磁阻電動機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成。所述的開關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子為2-8個凸極結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)子是由沖壓成凸極狀的硅 鋼片疊壓而成的結(jié)構(gòu)。[0019]所述的開關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子為4個凸極結(jié)構(gòu)。所述的開關(guān)磁阻電動機(jī)定子為2-8個凸極結(jié)構(gòu)，所述定子鐵心由硅鋼片疊壓而 成；所述定子凸極中設(shè)置了繞組，所述繞組以串聯(lián)接線的方式連接相對的定子凸極。所述的開關(guān)磁阻電動機(jī)定子為6個凸極結(jié)構(gòu)。所述的集成動力控制管理系統(tǒng)完成了對各個傳感器和執(zhí)行器信號的采集與驅(qū) 動；所述集成動力控制管理系統(tǒng)集成了超級電容，整車加速踏板信號，剎車踏板信號， 各個檔位信號，ISG電機(jī)控制單元，電控離合器控制單元。所述的集成動力控制管理系統(tǒng)中的ISG電機(jī)控制單元，電控離合器控制單元等控 制器之間采用CAN總線通訊。所述的動力輔助系統(tǒng)由一臺小排量的水冷電控發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，發(fā)電機(jī)組給 電池充電，空調(diào)系統(tǒng)與供暖系統(tǒng)由小型發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動，動力輔助系統(tǒng)電控部分由集成動 力控制系統(tǒng)實現(xiàn)。本實用新型涉及的叉車中使用開關(guān)磁阻電動機(jī)，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生方式為。當(dāng)a相繞組中 的電流沿正向流過，產(chǎn)生如圖1虛線所示的磁通。即磁通由定子凸極4開始，通過氣隙，進(jìn) 入到轉(zhuǎn)子凸極3中。并且，沿凸極1的方向進(jìn)入轉(zhuǎn)子，穿過氣隙部分，到達(dá)定子凸極1。從 定子凸極1出發(fā)，經(jīng)過定子磁軛部分返回到定子凸極4。依靠這個磁通，轉(zhuǎn)子凸極3和定子 凸極4之間產(chǎn)生了磁性吸引力。此外，轉(zhuǎn)子凸極1和定子凸極1之間也產(chǎn)生了磁性吸引力。 這個結(jié)果，就是轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生了沿順時針方向的轉(zhuǎn)矩。在這個轉(zhuǎn)矩的作用下，轉(zhuǎn)子將沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。在這里，如果使靠近轉(zhuǎn)子凸極的 繞組中流過電流，那么就會產(chǎn)生順時針方向的連續(xù)轉(zhuǎn)矩。例如，如果轉(zhuǎn)子在圖示位置再旋轉(zhuǎn) 30度后，轉(zhuǎn)子凸極2就會靠近定子凸極3.同時，轉(zhuǎn)子凸極4靠近定子凸極6。在這里，定子 凸極3和6的繞組中通入電流。集成動力控制管理系統(tǒng)完成了對各個傳感器和執(zhí)行器信號的采集與驅(qū)動，集成了 超級電容，整車加速踏板信號，剎車踏板信號，各個檔位信號，ISG電機(jī)控制單元，電控離合 器控制單元。集成動力控制管理系統(tǒng)采用摩托羅拉16位單片機(jī)MC9S12DP256作為主控制器，最 高的總線時鐘為25MHz，片內(nèi)集成了 12kB RAM，4kBEEPR0M和256kB Flash，具有8個} IC/OC 通道的增強(qiáng)型捕捉定時器(ECT)，兩個10位8通道A/D轉(zhuǎn)換器，一個8通道的脈沖寬度調(diào)制 模塊(PWM)，為程序系統(tǒng)設(shè)計提供了便捷方案和豐富的資源；其中的輸入捕獲、輸出比較功 能為曲軸凸輪信號的精確計量以及對點火噴油的精準(zhǔn)定時提供了強(qiáng)有力工具；同時HCS12 芯片帶有兩個CAN收發(fā)寄存器，可以實現(xiàn)對CAN消息的接收和發(fā)送。集成式電控單元利用 片內(nèi)模塊可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳遞，較之與原來的整車控制器通過CAN總線傳輸具有速度快、 精度高、工作穩(wěn)定和簡化系統(tǒng)的優(yōu)點。集成動力控制管理系統(tǒng)完成的功能有，接收來自ISG電機(jī)控制器的信號，同時也 向ISG電機(jī)發(fā)出控制指令，使汽車在起動、怠速、加減速和剎車等工況下，能夠?qū)崟r調(diào)整開 關(guān)磁阻電動機(jī)工作，實現(xiàn)助力和發(fā)電等動作，使整車的動力性、經(jīng)濟(jì)性，可操控性達(dá)到最優(yōu)。輔助動力控制系統(tǒng)以INTEL80C196KC 16位單片機(jī)為核心，.整個硬件系統(tǒng)分成
4邏輯、運算處理部分和外部接口 2個部分，分別由單獨的硬件電路板實現(xiàn)，板間的信號是經(jīng) 光電隔離的，采用不同的供電系統(tǒng)，這樣便于強(qiáng)弱電信號的分離，并有利于系統(tǒng)的抗干擾 性.整個控制系統(tǒng)硬件包括處理器、程序存儲器和CPLD組成的邏輯運算部分，主要實現(xiàn)對 調(diào)理、隔離后的外部信號的采樣和運算，按照輔助動力系統(tǒng)控制程序，監(jiān)測電池組狀態(tài)，控 制調(diào)整小型發(fā)動機(jī)，發(fā)電機(jī)組的功率輸出，控制對蓄電池組的充電量，以及控制空調(diào)系統(tǒng)供 暖系統(tǒng)，并通過CAN總線與集成動力控制管理系統(tǒng)通訊。

圖1、開關(guān)磁阻電動機(jī)原理圖圖2、動力輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖具體實施措施該叉車動力與電控系統(tǒng)的組合由開關(guān)磁阻電動機(jī)，集成動力控制管理系統(tǒng)，動力 輔助系統(tǒng)組成該開關(guān)磁阻電動機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成。該開關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子為4個凸極結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子是由沖壓成凸極狀的硅鋼片疊 壓而成的結(jié)構(gòu)。該開關(guān)磁阻電動機(jī)定子為6個凸極結(jié)構(gòu)，所述定子鐵心也是由硅鋼片疊壓而成， 同時在凸極中設(shè)置了繞組，繞組以串聯(lián)接線的方式連接相對的定子凸極。該集成動力控制管理系統(tǒng)完成了對各個傳感器和執(zhí)行器信號的采集與驅(qū)動。所 述集成動力控制管理系統(tǒng)集成了超級電容，整車加速踏板信號，剎車踏板信號，各個檔位信 號，ISG電機(jī)控制單元，電控離合器控制單元。該集成動力控制管理系統(tǒng)中的ISG電機(jī)控制單元，電控離合器控制單元等控制器 之間采用CAN總線通訊。該動力輔助系統(tǒng)由一臺小排量的水冷電控發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，發(fā)電機(jī)組給電池 充電，空調(diào)系統(tǒng)與供暖系統(tǒng)由小型發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動，動力輔助系統(tǒng)電控部分由集成動力控 制系統(tǒng)實現(xiàn)。
權(quán)利要求一種叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述叉車動力與電控系統(tǒng)的組合由開關(guān)磁阻電動機(jī)，集成動力控制管理系統(tǒng)，動力輔助系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的開 關(guān)磁阻電動機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的開 關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子為2-8個凸極結(jié)構(gòu)；所述轉(zhuǎn)子是由沖壓成凸極狀的硅鋼片疊壓而成的結(jié) 構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的開 關(guān)磁阻電動機(jī)轉(zhuǎn)子為4個凸極結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的開 關(guān)磁阻電動機(jī)定子為2-8個凸極結(jié)構(gòu)，所述定子鐵心由硅鋼片疊壓而成，所述定子凸極中 設(shè)置了繞組，所述繞組以串聯(lián)接線的方式連接相對的定子凸極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的開 關(guān)磁阻電動機(jī)定子為6個凸極結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的集 成動力控制管理系統(tǒng)完成了對各個傳感器和執(zhí)行器信號的采集與驅(qū)動；所述集成動力控制管理系統(tǒng)集成了超級電容，整車加速踏板信號，剎車踏板信號，各個 檔位信號，ISG電機(jī)控制單元，電控離合器控制單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的集 成動力控制管理系統(tǒng)中的ISG電機(jī)控制單元，電控離合器控制單元等控制器之間采用CAN 總線通訊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，其特征在于，所述的動 力輔助系統(tǒng)由一臺小排量的水冷電控發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成，發(fā)電機(jī)組給電池充電，空調(diào)系 統(tǒng)與供暖系統(tǒng)由小型發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動，動力輔助系統(tǒng)電控部分由集成動力控制系統(tǒng)實現(xiàn)。
專利摘要本實用新型涉及一種叉車動力與電控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組合，所述叉車動力與電控系統(tǒng)的組合由開關(guān)磁阻電動機(jī)，集成動力控制管理系統(tǒng)，動力輔助系統(tǒng)組成。所述的開關(guān)磁阻電動機(jī)由轉(zhuǎn)子和定子組成，其中定子為6個凸極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子為4個凸極結(jié)構(gòu)。所述的集成動力控制管理系統(tǒng)完成了對各個傳感器和執(zhí)行器信號的采集與驅(qū)動。所述的動力輔助系統(tǒng)由一臺小排量的水冷電控發(fā)動機(jī)和發(fā)電機(jī)組成。本實用新型涉及的一種動力與電控系統(tǒng)組合，優(yōu)化了動力電控系統(tǒng)，利用小型發(fā)動機(jī)發(fā)電機(jī)給蓄電池充電，方便節(jié)能。
文檔編號B60L11/00GK201659899SQ20102015328
公開日2010年12月1日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者吳金賢, 潘呈, 王剛 申請人:杭州浙力叉車集團(tuán)有限公司