电动叉车控制器预充电不足的原因及改进措施

【匠客工程机械】1台某型电动叉车在进行新车型调试时，当驾驶员接通电源开关、拨动方向挡位开关、踩下踏板加速器后，控制系统报警提示逆变器预充电不足、控制系统主接触器不吸合、叉车不能动作。此时检测电动叉车电气接线符合要求，且电气部件均正常，这给电动叉车电气调试人员带来困惑。

1.工作原理

该型电动叉车采用的是控制器厂商推荐的控制电路，如图1所示。当电源开关S2接通后，逆变器逻辑电源KS1得电。逆变器通过自检后，主接触器KM1线圈两端产生压差，主接触器KM1触点闭合，蓄电池通过功率电阻K向逆变器电容C充电，并且检测逆变器电容C是否在规定的时间内充足了电。如果在规定时间完成向逆变器电容C充电，叉车控制系统功率单元接通蓄电池电源。此时即可操纵电动叉车正常工作。为满足电动叉车灯光、声光警示及各种功能传感器的需求，同时保证蓄电池组均衡充放电，控制系统多采用大功率DC-DC直流电源转换器为用电器提供12V或24V电源。

图1  原控制电路

S2——电源开关  KS1——逆变器逻辑电源  KM1——主接触器

  K——功率电阻  C——逆变器电容  DC-DC——直流电源转换器

2.原因分析

直流电源转换器DC-DC的容量较大，为了避免直流电源转换器DC-DC得电瞬间的感性负载对电源开关产生的反激电流冲击，控制系统将直流电源转换器DC-DC与逆变器并联在主接触器KM1触点的输出端。此种连接方式在控制系统得电初期，直流电源转换器DC-DC内置电容与逆变器的功率电容C同时得电（电流方向见图1中红色线条和红色箭头）。由于电流分为2路，使得控制系统不能在规定时间内完成对逆变器电容C的充电，控制系统错误地判定自检失败并报警。此时主接触器KM1线圈两端不能产生压差，其触点处于开路状态，即叉车控制系统功率单元保持断路，驾驶员操纵叉车时叉车不能动作。

3.改进方案

为解决控制系统中电源转换器DC-DC内置电容和逆变器电容不能同时得电问题，需重新设置电源转换器DC-DC电源引入位置。为此我们决定在控制系统中新增1个继电器KM2，如图2所示。

图2  改进后的控制电路

S2——电源开关  KS1——逆变器逻辑电源  KM1——主接触器  K——功率电阻

C——逆变器电容  DC-DC——直流电源转换器  KM2——继电器

当电源开关S2接通后，串联在电源开关输出触点的继电器KM2线圈正极得电，使继电器KM2线圈两极产生压差，继电器KM2触点闭合，接通直流电源转换器DC-DC电源。直流电源转换器DC-DC中内置电容得电后，转换出12V或24V电源。

此后，继电器KM2触点闭合，接通了逆变器逻辑电源KS1。逆变器逻辑电源KS1自检合格后，主接触器KM1线圈两端产生压差，其触点闭合。蓄电池电流通过功率电阻K向逆变器电容C充电完成后，叉车控制系统功率单元接通蓄电池电源，使叉车处于备用状态。此时操纵电动叉车即可正常动作。

4.改进效果

在原控制电路基础上增设继电器KM2，可使直流电源转换器DC-DC得电瞬间产生的反激电流完全作用在KM2继电器触点上，有效保护了功率相对较小的电源开关。直流电源转换器DC-DC在继电器KM2触点吸合后立即得电，而逆变器电容C在主接触器KM1触吸合后才得电，即直流电源转换器DC-DC得电先于逆变器，可使逆变器电容C在规定时间内完成预充电。该型电动叉车控制电路改进后，排除了因控制器预充电不足而造成其不能正常动作的故障。