Испытание двигателей вилочных погрузчиков и промышленных грузовиков: Рабочий цикл, Пиковый крутящий момент, и проверка рекуперативного торможения

Почему двигатели для вилочных погрузчиков и промышленных грузовиков нуждаются в специализированных испытаниях

На электрические вилочные погрузчики приходится большая часть производства промышленных грузовиков в мире.. Каждый грузовик с противовесом, Ричтрак, сборщик заказов, и очень узкий проход (ВНА) машина, построенная сегодня, работает на одном или нескольких тяговых двигателях, подъемные двигатели, моторы гидравлического насоса, и рулевые двигатели — все электрические, все критически важные для рабочего цикла, все работы в условиях, которые не учитываются стандартными процедурами испытаний электродвигателей..

Двигатель вилочного погрузчика с противовесом не работает в устойчивом режиме. Запускается при полной нагрузке, разгоняется до скорости движения, тормозит до остановки, переворачивает, поднимает двухтонный поддон, опускает, и повторяется — сотни раз за смену. Тепловое состояние двигателя, восстановление рекуперативного торможения, и максимальный пусковой крутящий момент определяют, выдержит ли грузовик восьмичасовую складскую смену или отключит тепловую защиту на пятом часу.. Ни один из этих параметров не указан на стандартной паспортной табличке двигателя..

Двигательная среда промышленных грузовиков: Что делает это требовательным

• Высокое соотношение пикового и номинального крутящего момента: Тяговые двигатели вилочных погрузчиков обычно создают в 3–5 раз больший номинальный крутящий момент во время ускорения и во время начала подъема.. Двигатель номиналом 5,000 Нм непрерывно, возможно, потребуется доставить 18,000 Нм в течение 3–5 секунд. Подтверждение этой возможности — без перегрева обмотки — является испытанием., не предположение.
• Рабочие циклы S2 и S3: МЭК 60034-1 определяет операционные обязанности. Вилочные погрузчики с противовесом обычно работают в режиме S3. (прерывистый периодический режим работы, 15–25% вовремя), в то время как ричтраки на холодильных складах часто видят S2 (краткосрочная служба, непрерывная нагрузка в течение определенного периода с последующим отдыхом). Термическую постоянную времени двигателя необходимо характеризовать по обоим профилям..
• Восстановление рекуперативного торможения: Современные литий-ионные платформы вилочных погрузчиков с напряжением 48 В и 80 В восстанавливают 15–30 % кинетической энергии во время торможения и опускания.. В обоих случаях двигатель должен работать как генератор., и испытательный стенд должен убедиться, что кривые зависимости рекуперативного крутящего момента от скорости соответствуют карте контроллера транспортного средства — в противном случае восстановление заряда аккумулятора будет недостаточно оптимизировано или система станет нестабильной во время снижения нагрузки..
• Несколько типов двигателей на одном грузовике: Типичный ричтрак имеет четыре различные нагрузки на двигатель — привод, поднимать, гидравлический насос, рулевое управление — каждое с разными диапазонами скорости/крутящего момента и рабочими циклами. Валидация требует скоординированного многоканального тестирования, а не только квалификации отдельного двигателя..

Основные объекты испытаний для двигателей вилочных погрузчиков и промышленных грузовиков

1. Проверка пикового крутящего момента и пускового крутящего момента

Двигатель нагружен до максимальной номинальной скорости., затем нагрузка переходит в состояние срыва (нулевая скорость) и измеряется крутящий момент заторможенного ротора. Впоследствии, В тестах с изменением пускового крутящего момента применяется профиль контролируемого тока, имитирующий требования к ускорению, заданные контроллером транспортного средства.. Тепловизионные камеры и датчики температуры обмотки контролируют развитие горячих точек во время 5–10-секундного пикового крутящего момента..

Ключевые показатели: крутящий момент заблокированного ротора (Нм), пиковый крутящий момент при 10% номинальная скорость, температура горячей точки обмотки при пиковом крутящем моменте, пульсация крутящего момента (% рейтинговых).

2. Тепловое испытание рабочего цикла S3

Двигатель выполняет синхронизированный цикл S3 — обычно 15 секунды включения при номинальном крутящем моменте, с последующим 85 секунд выключения — минимум на 30 последовательных циклов до достижения теплового устойчивого состояния. Температура обмотки, температура подшипника, и температура поверхности корпуса регистрируются повсюду.. Испытание подтверждает, что установившаяся температура остается ниже предела теплового класса двигателя. (Класс F = 155°С, Класс Н = 180°С) с соответствующим запасом прочности.

Ключевые показатели: термическая установившаяся температура обмотки (°С), скорость повышения температуры (°C/минута в первом цикле), поведение срабатывания тепловой защиты.

3. Характеристики рекуперативного торможения

Испытательный стенд настроен в четырехквадрантном режиме., позволяя динамометру приводить в движение и регенерировать. Начиная с номинальной скорости с номинальным крутящим моментом, контроллер подает команду на полное рекуперативное торможение. Стенд записывает выходную мощность двигателя. (отрицательный — возвращение в автобус), профиль тормозного момента, и энергия возвращается в шину постоянного тока. Испытание повторяется во всем диапазоне скоростей автомобиля и при различных заданных значениях уровня заряда аккумулятора, чтобы определить, как противодавление в автобусе влияет на эффективность торможения..

Ключевые показатели: эффективность рекуперации энергии (%), линейность тормозного момента, Пульсации напряжения генератора на шине постоянного тока (мВ).

4. Момент остановки двигателя подъема и термическая выдержка

Подъемный двигатель должен выдерживать номинальную подъемную нагрузку на скорости, близкой к нулю, пока гидроцилиндр находится в положении — это настоящее состояние остановки., не преходящее явление. Испытательный стенд блокирует выход и применяет номинальный крутящий момент, одновременно отслеживая температуру обмотки в зависимости от времени.. Предел спецификации обычно составляет 60 секунды простоя при номинальном крутящем моменте без превышения предела теплового класса.

Ключевые показатели: крутящий момент при нулевой скорости (Нм), время термической выдержки в стойле (секунды), температура на пределе выносливости при срыве.

5. Карта эффективности при уровнях напряжения батареи

Промышленные погрузчики работают в диапазоне напряжения аккумуляторной батареи примерно ±20 % от номинального. (80V грузовик: 64–96 В при различных состояниях заряда). Испытательный стенд измеряет скорость и крутящий момент при трех заданных значениях напряжения батареи — минимум, номинальный, максимум — и генерирует полную карту эффективности (крутящий момент × скорость сетки, 10× 10 минимальное разрешение). Карты эффективности при разряженном напряжении батареи часто показывают неожиданные провалы рекуперативного восстановления, которые никогда не проявляются во время испытаний при номинальном напряжении..

Ключевые показатели: пиковая эффективность (%); эффективность в 30%, 60%, и 100% номинальная нагрузка; разница эффективности между номинальным и минимальным напряжением.

6. Вибрация и шум при работе склада

Вилочные погрузчики работают в чувствительных к шуму средах — производство продуктов питания, фармацевтика, холодное хранение. При тестировании двигателя на шумоизоляцию применяется фактический цикл скорости/крутящего момента складского режима работы при измерении уровня звукового давления при 1 метр (дБ(А)) и вибрация в корпусе двигателя. Зубчатый крутящий момент и коммутационные гармоники на низкой скорости особенно важны для электрических ричтраков, где вибрация вызывает нестабильность поддона на высоте..

Ключевые показатели: Уровень звукового давления, взвешенный по шкале А (дБ(А)) в номинальной рабочей точке, скорость вибрации (мм/с среднеквадратичное значение) на монтажной поверхности двигателя, Амплитуда зубчатого момента (% рейтинговых).

Что это означает для программ проверки двигателей вилочных погрузчиков

Являетесь ли вы производителем вилочных погрузчиков, прошедшим квалификацию нового поставщика тяговых двигателей, контрактный производитель проводит приемочные испытания на завершающей стадии производства, или компания, занимающаяся переоборудованием аккумуляторных батарей и электромобилей, модернизирующая промышленные грузовики с двигателями внутреннего сгорания., испытательный стенд должен воспроизводить реальный рабочий цикл, а не упрощенный стационарный эквивалент. Стандартные испытательные стенды для двигателей генерируют крутящий момент и измеряют эффективность в фиксированных рабочих точках.. Для проверки двигателя вилочного погрузчика требуются программируемые профили рабочего цикла., четырехквадрантные динамометры, способные к регенеративной нагрузке, и тепловизионное оборудование, откалиброванное по стандарту IEC 60034-1 температурные классы обмотки.

Наши платформы для испытательных стендов для двигателей промышленных электромобилей можно конфигурировать от 15 Проверка подъемного двигателя кВт до 250 испытание тяговой системы с тяжелым противовесом кВт. Если вам необходимо определить пиковый крутящий момент, Тепловое поведение S3, или рекуперативное рекуперативное торможение для новой моторной платформы промышленного грузовика, поговорите с нашей командой инженеров о правильной тестовой конфигурации.