一种自动调节的工业车辆动力单元

技术领域

本发明涉及工业车辆领域，特别涉及一种自动调节的工业车辆动力单元。

背景技术

以叉车为例，叉车的转向单元及升降单元均由动力单元驱动，而叉车正朝着自动化、智能化的方向发展，这使得动力单元多采用自动控制方式。

现有动力单元主要分为两类。一是，由异步电机及外置控制器组成，这类动力单元尽管自动控制转速，但其零部件成本较高，且异步电机与外置控制器之间的连接线缆通常较长，损耗较大，电机传输效率较低。二是，由直接接触器及直流电机组成，这类动力单元无法实现无极调速，且电机的传输效率也较低。

因此，现有动力单元难以在实现自动调节转速的前提下同时提升电机的传输效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动调节的工业车辆动力单元，永磁同步电机和控制器集成在一起，有效损耗，提升电机的传输效率，控制器可根据接收的触发信号自动调节永磁同步电机的转速。

本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元，包括：

永磁同步电机；

集成于永磁同步电机的控制器；

当控制器接收到触发信号时，控制器调节永磁同步电机的转速至预设转速。

优选的，还包括：

与控制器相连且设于方向盘的转向管柱的转速传感器；

与永磁同步电机相连的转向齿轮泵；

当转速传感器检测到方向盘的转速超出指定转速时，转速传感器发送转向触发信号至控制器，控制器增大永磁同步电机的转速，永磁同步电机驱动转向齿轮泵转动，转向齿轮泵通过转向油路向转向油缸供油。

优选的，还包括：

与控制器相连的起升按钮；

与永磁同步电机相连的起升齿轮泵；

当触发起升按钮至理想深度时，起升按钮发送起升触发信号至控制器，控制器将永磁同步电机的转速调整至与理想深度相匹配，永磁同步电机驱动起升齿轮泵转动，起升齿轮泵通过起升油路向起升油缸供油。

优选的，还包括：

用于检测永磁同步电机温度的温度传感器；

控制器分别与温度传感器相连，当温度传感器检测到永磁同步电机的温度超过预设温度时，控制器降低永磁同步电机的转速。

优选的，还包括：

用于检测永磁同步电机转速的速度编码器；

显示器；

控制器分别与速度编码器及显示器相连；

当速度编码器检测到永磁同步电机的转速时，控制器控制显示器实时显示永磁同步电机的转速。

优选的，永磁同步电机的外壳及控制器的外壳均设有散热筋。

优选的，永磁同步电机的外壳具体为铝壳。

优选的，永磁同步电机与控制器之间设有用于隔开二者的隔热垫。

优选的，控制器的顶部可拆卸设有维修盖板。

相对于背景技术，本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元，包括永磁同步电机和控制器，控制器集成于永磁同步电机上，当控制器接收到触发信号时，控制器调节永磁同步电机的转速至预设转速，从而实现自动调节电机的转速。此外，永磁同步电机与控制器的集成设置，使永磁同步电机与控制器之间的连接线缆的长度缩到最短，大幅度降低连接线缆损耗和压降，保证永磁同步电机与控制器之间极高的能量传输，有利于提升电机的传输效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施例所提供的自动调节的工业车辆动力单元的主视图；

图2为图1的右侧视图；

图3为本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元适用于转向工况时的连接简图；

图4为本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元适用于起升工况时的连接简图；

图5为图1中控制器的内部电路原理图。

附图标记如下：

永磁同步电机1、控制器2、钥匙开关及急停按钮3和散热筋4；

开关电源21、逆变电路22、采样电路23和三相整流桥S1-S6；

方向盘51、转速传感器52、转向齿轮泵53、转向油缸54和转向齿轮55；

起升按钮61、起升电位器62、起升齿轮泵63、起升油缸64和门架65。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1至图5，图1为本发明一种具体实施例所提供的自动调节的工业车辆动力单元的主视图；图2为图1的右侧视图；图3为本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元适用于转向工况时的连接简图；图4为本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元适用于起升工况时的连接简图；图5为图1中控制器的内部电路原理图。

本发明实施例公开了一种自动调节的工业车辆动力单元，自动调节的工业车辆可以是叉车、电动牵引车、电动平板搬运车或电动托盘车等。动力单元可适应于转向工况，还可适应于起升工况，应用范围较广。

本发明所提供的动力单元包括永磁同步电机1和控制器2，永磁同步电机1的结构及工作原理均可参考现有技术。

控制器2集成于永磁同步电机1上，当控制器2接收到触发信号时，控制器2调节永磁同步电机1的转速至预设转速，按需给定转速，从而实现自动调节电机的转速。其中，预设转速与触发信号之间的匹配关系可预先输入至控制器2中。触发信号可以是下述转向触发信号或起升触发信号，可依据工况变化。

控制器2采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)控制，控制器2的电路原理图如5所示，控制器2包括开关电源21、逆变电路22、与各检测件相连的采样电路23及S1-S6六条三相整流桥，控制器2通过开关电源21、逆变电路22及S1-S6三相整流桥，将DC直流电转换成AC交流电，进而控制永磁同步电机1的转速。控制器2设有外部接口，用于接收转速反馈信号和温度反馈信号。

本发明所提供的动力单元还包括分别与控制器2电连接的钥匙开关及急停按钮3，控制器2可通过钥匙开关及急停按钮3实现通断。控制器2、钥匙开关及急停按钮3均由蓄电池供电。

此外，永磁同步电机1与控制器2的集成设置，使永磁同步电机1与控制器2之间的连接线缆的长度缩到最短，大幅度降低连接线缆损耗和压降，保证永磁同步电机1与控制器2之间极高的能量传输，有利于提升电机的传输效率。

进一步地，永磁同步电机1与控制器2的集成设置还可减小占用空间，提升空间利用率，方便整车布置，而且可无需封装控制器2，工艺有所简化，有利于降低成本。

本发明所提供的动力单元还包括转速传感器52和转向齿轮泵53，转速传感器52与控制器2相连，设于方向盘51的转向管柱，用于检测方向盘51的转速，方向盘51的转速越快，转速传感器52的输入电压越低。转向齿轮泵53与永磁同步电机1相连，转向齿轮泵53为转向油路提供液动力，转向油路与转向油缸54相连，转向油路借助换向阀控制转向油缸54伸缩。为保证转向启动平缓，默认钥匙打开时永磁电机以怠速运转，正常状态下，永磁同步电机1低转速运转；只有在转弯情况下永磁同步电机1才会高转速输出，经济节能。

当转速传感器52检测到方向盘51的转速超出指定转速时，转速传感器52发送转向触发信号至控制器2，控制器2增大永磁同步电机1的转速，永磁同步电机1驱动转向齿轮泵53加快转动，转向齿轮泵53通过转向油路向转向油缸54供油，转向油缸54带动转向车轮转动，实现液压转向。

本发明所提供的动力单元还包括起升按钮61和起升齿轮泵63，起升按钮61与控制器2相连，起升按钮61设有起升电位器62，起升电位器62将起升按钮61的按压深浅转换为电压信号，手感较好。起升齿轮泵63与永磁同步电机1相连，起升齿轮泵63为起升油路提供液动力，起升油路与起升油缸64相连，起升油路也可借助换向阀控制起升油缸64伸缩。为保证安全性，起升时永磁同步电机1无需以怠速运转。

当触发起升按钮61至理想深度时，起升按钮61发送起升触发信号至控制器2，起升触发信号可以是电压信号，控制器2将永磁同步电机1的转速调整至与理想深度相匹配，永磁同步电机1驱动起升齿轮泵63转动，起升齿轮泵63通过起升油路向起升油缸64供油，起升油缸64带动门架65起升，实现液压起升。

其中，理想深度是指起升按钮61的当前按压深度，永磁同步电机1的转速与理想深度之间的匹配关系可预先存储至控制器2内，使控制器2可根据理想深度调整永磁同步电机1的转速。

本发明所提供的动力单元还包括与控制器2相连的温度传感器，温度传感器用于检测永磁同步电机1的温度。当温度传感器检测到永磁同步电机1的温度超过预设温度时，控制器2降低永磁同步电机1的转速，自动降低永磁同步电机1的功耗，避免永磁同步电机1的温度过高，安全性较高，使永磁同步电机1持续保持高传输效率。其中，预设温度是指永磁同步电机1的所能承受的最高温度，避免永磁同步电机1的元器件因温度过高发生老化短路。

本发明所提供的动力单元还包括分别与控制器2相连的速度编码器和显示器，速度编码器检测永磁同步电机1的转速。当速度编码器检测到永磁同步电机1的转速时，控制器2控制显示器实时显示永磁同步电机1的转速，方便直观观察永磁同步电机1的转速，速度编码器与温度传感器相配合，使控制器2形成闭环控制。当然，可以控制器2也可根据温度传感器反馈的信号控制显示器直观地显示永磁同步电机1的温度。

由于控制器2与永磁同步电机1集成在一起，为防止控制器2的元器件受高温影响，永磁同步电机1的外壳及控制器2的外壳均设有散热筋4，增大热传导面积，提升热传导效率，散热效率较高。散热筋4具体为若干呈圆环状均匀分布的条形凸起。

进一步地，永磁同步电机1的外壳具体为铝壳，借助铝壳的优势，使永磁同步电机1加快散热，热传导效率较快，散热效率进一步得到提升。

更进一步地，永磁同步电机1与控制器2之间设有隔热垫，利用隔热垫隔开二者，防止永磁同步电机1与控制器2之间进行内部热传导，有利于更进一步提升散热效率。

控制器2的顶部可拆卸设有维修盖板，方便维修控制器2。

以上对本发明所提供的自动调节的工业车辆动力单元进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。