电瓶叉车电气系统部件的使用与调整详解

电瓶叉车电气系统由许多只蓄电池分别驱动油泵电动机的起动和停止，驱动运行电动机的起动、停止、正转、反转和调速构成的主电路；由照明、喇叭、停车和转弯信号等组成的辅助电路；以及由为保证运行安全，在主电路中附有紧急总开关、制动连锁、过电流保护和零位保护等组成的保护装置。

1.运行电动机调速电路

直流电动机的转速公式

式中 n——直流电动机的转速；

U——加在直流电动机输入电路上的电压；

I_a——通过电枢的电流；

R_a——电枢电路内的串联电阻；

C_c——电动机结构常数；

Φ——电动机励磁电路产生的磁通量。

从上面的公式可知，当改变电动机励磁的磁通量Φ和改变电枢电路内的串联电阻R_a或改变电动机输入电路上的电压U，都可以达到使电瓶叉车平稳起动、调速和加速的目的。

1）电阻调速。通过直流接触器改变主电路中串接电阻值和励磁绕组匝数达到有级调速。

当叉车的换向手柄置于前进或后退位置上，然后逐档地踏下转换速度控制器，叉车便逐渐加速行驶，当踏到第三档时，叉车可正常行驶。如简化的电路图8-2和图8-3所示。

图8-2 电瓶叉车前进时的电动机电路

a）前进1档时的电动机电路 b）前进2档时的电动机电路 c）前进3档时的电动机电路

图8-3 电瓶叉车倒退时的电动机电路

a）倒退1档时的电动机电路 b）倒退2档时的电动机电路 c）倒退3档时的电动机电路

如图8-2a所示，电阻R、两对磁场线圈和电枢绕组全部串联起来，限制了电动机的起动电流，使叉车克服较大的阻力而起步。

如图8-2b所示，电路中少了电阻R，总电阻降低，叉车行驶速度加快。

如图8-2c所示，两对磁场线圈并联，磁场削弱，电动机转速加快到正常行驶。

倒退1、2、3档时，电路大致与前进档一致，只是流过电枢线圈的电流方向相反，电动机反转叉车就后退行驶，如图8-3所示。

直流电动机进行三个档位的调速和正反转，在老式的电瓶叉车上应用很广，其特点是毂轮控制器的电路简单，但触点容易磨损，烧蚀毂轮，使电动机不能正常工作。

2）采用改变输入电路上电压U的方法调速可用晶闸管斩波器无级地改变电源电压的装置调速。

晶闸管直流斩波器的主电路如图8-4所示，其工作过程如下：

图8-4 晶闸管直流斩波器的主电路

VH₁—主晶闸管 VH₂—关断晶闸管 VH₃—换流晶闸管 VD—续流半导体二极管 M—直流串励电动机 C—换流电容 E—蓄电池 L、L_a—电感

① 准备。开始由晶闸管触发电路给VH₂—触发脉冲，VH₂导通，此时蓄电池E的正极电流经过电动机M、换流电容C、电感L_a，关断晶闸管VH₂至蓄电池E负极，构成回路“1”。换流电容C充电（左正右负），电压等于电源电压。由于C的电压达到蓄电池E的电压，使回路“1”没有电流通过，VH₂上电流小于维持电流而关断。这一准备阶段时间很短，不足以使电动机转动，电流就不通了。

② 通电。晶闸管触发电路同时给VH₁和VH₃一触发主脉冲和换流脉冲，使VH₁和VH₃同时导通。主电路从E→M→VH₁→E，电动机转动，此时因VH₃导通，电流经VH₁→L→VH₃→C→VH₁，形成换流电路“3”。在回路内C上的电压极性转为右正左负，直到C充足电压后，回路“3”因无维持电流而使VH₃关断。

③ 关断。从VH₁导通的时刻起，延时到τ，触发电路输出副脉冲触发VH₂。这时暂存在C上的高电压经C→L_a→VH₂→VH₁→C，使VH₁承受反向电压，且这段承受反压的时间大于VH₁的关断时间，所以VH₁关断。此时，由于VH₁关断，而VH₂仍处于导通状态，主电路又形成回路“1”，使电容C反向充电至左正右负，直到VH₁再次导通，开始第二个周期。

由上述的通电和关断组成一个循环，其电动机导通周期图如图8-5所示

图8-5 电动机导通周期图

晶闸管直流斩波器是把直流电源电压变换成频率较高的方波电压，加于直流电动机的电枢两端，若改变方波电压的脉宽，就可改变加在电动机电枢的端电压的平均值，从而达到平滑地调节电动机转速的目的。

当每间隔时间T接通一次，每次通电的时间为τ（见图8-5），则电动机电枢电压的平均值为

由上式可见，改变导通比，可改变电枢两端的平均电压U_M，从而就改变了电动机的转速。导通比越大，平均电压越高，电动机的转速越高；反之则越低。故改变图8-5中的通电和关断的时间，就可以使电动机的平均电压升高或降低，电动机的转速也就相应地增加或减少。

图8-4中续流半导体二极管的作用是：当晶闸管VH₁导通时，续流半导体二极管上电压等于U，电源向直流电动机供电；当晶闸管VH₁截止时，由于电感中储能的释放，电流维持原来方向，续流半导体二极管VD导通，从而续流向电枢供电，保持电动机继续回转。

在各种实用的调速主回路中，可采用由接触器组成的控制回路或晶闸管斩波器调速回路来改变电动机输入电压以实现调速。

2.直流接触器调速电路

直流接触器控制调速电路是在电瓶叉车中广泛采用的电路，它用五个直流接触器作为运行电动机主电路的换向和调速控制元件，如图8-6所示。

主电路由电动机的电枢绕组和励磁绕组以及五个直流接触器的八个触点组成。主电路的控制电路由150A的熔断器、电锁、脚制动开关、档位开关和倒顺开关组成。在叉车起步前，首先要合上150A的熔断器，打开电锁，松开脚制动，再拨倒顺开关，如前进，将倒顺开关合在K₁接触器上。此时的电流方向为蓄电池正极→熔断器FU₂→电锁→脚制动开关的常闭触点→起动开关。

1）一档起步。踏下起动开关1，电流从开关1→倒顺开关→接触器线圈，使K₁的常闭触点打开，常开触点闭合。此时主电路的电流由蓄电池正极→FU₂熔断器→K₁的常开触点（此时闭合状态）→电动机电枢M₁→K₂的常闭触点→励磁绕组L₁→电阻R→K₅的常闭触点→励磁绕组L₂→蓄电池负极，使电动机开始转动。此时主电路各元件均串联（见图8-7a）。由于主电路内串入电阻R限制了起动电流和励磁绕组磁场的增强，使电动机的起动角加速度较慢，克服叉车的惯性阻力矩较小，便于起步也不会损坏电动机。

图8-6 直流接触器调速电路

图8-7 叉车前进时的主电路

a）前进一档的主电路 b）前进二档的主电路 c）前进三档的主电路

2）二档运行。在一档起步的基础上，脚踏板继续下行，使开关2闭合，接触器K₃接通，并联在电阻上的K₃触点闭合，此时主电路的电流经蓄电池正极→FU₁→K₁常开触点→电枢M₁→K₂常闭触点→励磁绕组L₁→K₃常开触点→K₅常闭触点→励磁绕组L₂→蓄电池负极。此时电阻R切出，主电路仅将两个绕组和电枢串联（见图8-7b）。由于电动机电压升高。电动机转数提高，叉车加速行驶。

3）三档运行。在二档的基础上，继续踩下脚踏板，开关3闭合，接触器K₄、K₅接通，使励磁绕组L₁和L₂呈并联状态，此时的主电路如图8-7c所示。电动机转速进一步上升。

叉车倒行时，应先将倒顺开关接到K₂的位置。此时K₂的常闭触点打开，常开触点闭合，使电枢电流的方向反向，但由于磁场没有改变，故电动机反转。当脚踏操纵开关1、2、3时，电动机就由低速到高速转动，叉车也以相应的速度反向运行。

3.晶闸管斩波器调速电路

采用KDS₄系列晶闸管调速控制屏和三个晶闸管构成的电路，如图8-8和图8-9所示。该电路控制屏属于“定额调宽”的调速，三个晶闸管构成主电路，并具有失控保护电路。

当操作部件（见图8-9）要使调速控制屏（见图8-8）工作时，主动齿轮8的零位块与屏板上的限位柱6相碰，此时调速电容C₁₀的电容量接近最小值。需要加速时，转动转轴，固定在转轴上的凸轮14使主令开关3动作，主动齿轮8带动从动齿轮7，与从动齿轮7相连的调速电容C₁₀的动片10不断旋入定片，C₁₀的电容量不断增加，相应的车速也就不断增加。

当主动齿轮8转过45°时，其全速限位块2与限位柱6相碰，调速电容C₁₀的动片以最大程度进入定片，电容量接近最大值（动片的连棒不与定片相碰），SQ₂开关4动作，叉车达到全速，在SQ₂开关4要动作而未动作时的车速为全速的70%左右。减速过程与此相反，当主动齿轮8的零位限位块1与限位柱6相碰时SQ₁开关3刚复位。

（1）操作部件调整步骤

1）转动从动齿轮7，使C₁₀的动片10全部进入定片（动片连棒与定片相碰），然后再退回少许，使转轴上的主动齿轮8正好能与从动齿轮7啮合，且其全速限位块2与限位柱6相碰，以

图8-8 KDS₄控制屏电气原理图

M₁—运行电动机 M₂—油泵电动机

防止在全速时C₁₀的动片与定片相碰。

图8-9 操作部件图

1—零位限位块 2—全速限位块 3—SQ₁开关 4—SQ₂开关 5—转轴 6—限位柱 7—从动齿轮 8—主动齿轮 9—调速电容C₁₀定片 10—调速电容动片（全速） 11—调速电容动片（零位） 12—动片连棒 13—凸轮2 14—凸轮1

2）以减速方向转动主动齿轮8（带动从动齿轮），使C₁₀的动片以最大的限度旋出定片，且C₁₀的电容量接近最小值。将零位限位块1与主动齿轮8固定住，并与限位柱6相碰，以防止零位时C₁₀的动片与双连架相碰。

3）转动转轴，使主动齿轮8的紧定螺钉，能正好拧紧在它所铣的平面上。

4）调整凸轮14、凸轮13。转动凸轮14、凸轮13，使全速限位块2与限位柱6相碰时SQ₂开关4正好动作；当零位限位块1与限位柱6相碰时SQ₁开关3正好复位。(www.xing528.com)

如果达到全速而SQ₂开关4未动作时，应使凸轮13往加速方向旋转；反之则将凸轮13往减速方向旋转。

当达到零位而SQ₁开关3未复位时，则应使凸轮14往减速方向旋转。当SQ₁开关3动作且调速比已很大时，应将凸轮14往加速方向旋转。

凸轮位置确定后，松开主动齿轮8上的紧定螺钉，使主动齿轮8与转轴5分离，转动转轴使凸轮上的紧定螺钉转到易拧的位置并将其拧紧，再将转轴转到凸轮14正好使SQ₁开关3复位的位置，拧紧主动齿轮上的紧定螺钉，即调整完毕。

（2）使用时注意事项

1）必须装置零位和全速机械限位，而且限位装置必须坚固、可靠，否则会使控制屏主动齿轮、调速电容损坏。

2）换向必须在加速踏板完全松开和停车的情况下进行，否则会使K_1a或K_1b的触头烧损。

3）必须将方向开关SC（0）置于停车位置，使K_1a和K_1b释放后，方可关断电锁SC₁，否则会缩短SP₁寿命。

4）不允许控制屏长期处于逆变运行状态而不进入主晶闸管长期导通运行状态，也不允许把控制屏当作降压器使用。

5）候车时间转长时，应将SC（0）置于停车位置，以免K_1a或K_1b线圈发热过甚。

6）在车速低于全速50%的情况下，连续运行时间不宜超过10min。

7）发生失控时，叉车抖动一下，但不能行走时，应立即停止检查，并排除故障。

KDS₄控制屏的故障分析及检查方法见表8-5。

表8-5 KDS₄控制屏故障分析及检查方法

（续）

（续）

（续）

4.油泵电动机

当操纵液压分配器时使起动开关SC₅闭合，接触器K₂接通（见图8-6和图8-8），油泵电动机起动工作。

5.照明、音响辅助电路

照明和音响辅助电路（见图8-6和图8-8）是与蓄电池的12V中间抽头相连。图中的照明、音响电路中，包括前大灯、前灯、尾灯、制动灯、转向灯和喇叭。

6.电阻器技术要求

电阻器是电瓶叉车调速电路中的调速元件，有铸铁电阻片和铁铬铝电阻片两种。电阻片用耐高温的云母片等绝缘材料与支撑元件螺栓，铁架相互间隔开并绝缘。

1）电阻元件应无氧化、无锈蚀、无断裂、无松动，电阻片应平直，片间不相碰、无短路。

2）绝缘电阻在正常条件下应不小于2MΩ，在潮湿环境不应小于0.5MΩ。

3）绝缘子应无裂纹、无破损、无松动。如有裂纹或破损应更换同型规格的绝缘子。

4）各段电阻与标称误差应不大于电阻值的±15%。

5）箱体支架等零件应齐全、良好，并有通风孔，以便散热。支架箱体应无锈蚀，并涂以防锈漆。

6）安装电阻器的绝缘间隙应不小于6mm。

7）所有接线必须有足够的接触面和截面积，引出线绝缘应良好，接触良好。

7.直流接触器

接触器是利用电磁吸力，使触点闭合或分断的电器装置。图8-10所示为CZO系列直动式直流接触器，其技术数据见表8_-6。

图8-10 CZO系列直动式直流接触器

1—常开触头 2—常闭触头 3、7—接线柱 4—安装板 5—动触头 6—静触头 8—线圈 9—衔铁 10—接线端子 11—弹簧 12—套管 13—辅助触头

1）触头上应无油污、灰尘、触头、触片接触面应平整光滑，接触面积应在70%以上，动静触头接触后应不偏斜。烧蚀量达原厚度的30%时，应更换新触头。

表8-6 CZO系列直流接触器技术数据

2）触头压力应符合产品规格的规定。无技术资料时，可按下列公式计算：

式中 F_终——触头的终止压力（N）；

F_初——触头的初始压力（N）；

I_e——触头的额定电流（A）。

实测压力小于上式计算值时，应更换或调整弹簧。

3）触头弹簧无断裂、锈蚀、无灼损。

4）触头与灭弧装置不卡不碰。

5）衔铁、铁心、磁轭无锈蚀和断裂。

6）线圈绝缘电阻应不小于10MΩ，在潮湿环境中不应小于0.5MΩ，线圈受潮应进行干燥浸漆。

7）线圈绝缘严重老化、线圈短路、断路时，应更换或重新绕制。

8）各绝缘支架、垫板，应无老化变质变形，绝缘应良好。

9）各活动部位零件配合良好，应无松动，不卡阻。

10）检测接触器吸合及开启电压。当线圈达到额定温升，吸合电压应不低于额定电压的85%；当环境温度为-25℃时，释放电压应不高于线圈的额定电压的5%。直流接触器的最高允许温升为95℃，触头最高允许温升为80℃。

8.蓄电池用橡胶电缆

蓄电池用橡胶电缆常采用YHC、CHF、CHFR等型的电缆，应满足以下要求：

1）外观良好，橡胶应无破损、无老化、无变质，无拉伸变形等现象。

如果橡胶电缆内外橡胶普遍老化、变质（变脆或变粘）龟裂、变形（扎扁、伸长、变细、脱皮），内部导线多处断丝、断路、短路时，应予以报废换新。

2）橡胶绝缘电阻应不小于10MΩ，在水中浸泡或用水淋湿状态下（两头干燥），其绝缘电阻仍不小于1.0MΩ。当小于0.5MΩ时，应予以报废。

在有条件进行耐压试验时，对电缆导线施加2000V、50Hz交流电，历时1min应无击穿和闪络现象。

9.其他绝缘导线的要求

1）绝缘导线应外观良好、无破损、无擦伤、绝缘材料无老化、变脆、龟裂，否则予以更换。如果局部破损擦伤可包扎绝缘，外套塑料软管，使其绝缘良好。

2）导线的绝缘良好，绝缘电阻应不小于10MΩ。绝缘电阻小于0.5MΩ时，应予以报废更新。

3）导线内应无断路，如果导线内部断路时，应予以换新。

4）电路的连线应焊接铜线鼻子，并做好明显标志。控制电路塑料连线应套上塑料管，做好标志。

10.电路及元件

电路应设有短路保护熔断器、电锁开关、零位及制动连锁保护电器、照明及音响信号电路，还应设有转向指示灯、制动灯等电路，并运转正常，音响正常。