Accionamiento de carretilla elevadora.

Accionamiento de carretilla elevadora con un motor eléctrico excitado por imanes permanentes,

que comprendeun estator (1, 9) con dientes, alrededor de los cuales están arrolladas bobinas que están interconectadas de formapolifásica como bobinas de diente individual (4, 10) y

un rotor (6, 11) con polos (30) excitados por imanes permanentes, que están orientados hacia el estator (1, 9),caracterizado porque el rotor tiene un número de polos de al menos 14.

Accionamiento de carretilla elevadora

La presente invención se refiere a un accionamiento de carretilla elevadora con un motor eléctrico excitado por imanes permanentes.

Para el funcionamiento de carretillas elevadoras poco contaminantes y sistemas de transporte sin conductor, es recomendable usar accionamientos alimentados por batería y tamponados por batería. De este modo pueden reducirse a un mínimo las emisiones de los accionamientos. El uso lo más eficiente posible de la energía instalada supone grandes exigencias de la cadena de acción: acumulador de energía (acumulador) – convertidor – motor de elevación, de traslación, de dirección – mecanismo de transmisión.

Para conseguir un largo tiempo de uso hasta la siguiente carga del acumulador de energía, la cadena debe presentar un rendimiento lo más alto posible. Cuantas menos veces haya que cargar el acumulador tanto mayor es la vida útil del acumulador, puesto que está limitado el número de ciclos de carga completa de los acumuladores de este tipo.

Por el estado de la técnica se conocen distintas realizaciones de accionamientos de carretillas elevadoras. Las funciones de los accionamientos de este tipo son traslación, elevación y dirección. Las funciones traslación y dirección pueden realizarse de forma separada con ayuda de dos motores de tracción, que pueden estar realizados de la misma manera. También pueden estar realizadas con ayuda de un diferencial. Respecto a la función de elevación, la densidad de energía necesaria se consigue hoy día mediante desmultiplicaciones con ayuda de la dinámica de los fluidos.

Unos conceptos clásicos de accionamiento en este campo usan la máquina de corriente continua fácilmente regulable. Las máquinas de corriente continua con excitación en serie empleadas habitualmente en la cadena de tracción de accionamientos de carretillas elevadoras se caracterizan por un comportamiento de servicio óptimo respecto la generación de la fuerza de tracción, tanto durante la aceleración como en el servicio a carga parcial. Reúnen la posibilidad de la atenuación de campo natural con la generación de fuerza en la circunferencia de rotor máxima posible. No obstante, está limitada la vida útil de las escobillas que transmiten la corriente, en particular debido a los momentos de aceleración y las corrientes altos requeridos. Puesto que los motores de corriente continua tienen un par relativamente bajo, es necesario un mecanismo de transmisión de varias etapas. Para el accionamiento de traslación se usan típicamente máquinas de cuatro polos con mecanismos de transmisión de dos a tres etapas.

También se conocen accionamientos de carretillas elevadoras con motores de colector de tracción excitados por imanes permanentes. Al observar el rendimiento de distintos principios de accionamiento eléctrico en función de la potencia efectiva en el árbol, resulta que los motores de colector de tracción excitados por imanes permanentes consiguen un buen rendimiento, precisamente en el servicio de carga parcial, que es importante y característico para la técnica de las carretillas elevadoras.

En desarrollos más recientes, también se usan motores asincrónicos sin escobillas. Se caracterizan porque de forma análoga al motor con excitación en serie tienen una atenuación de campo natural. Si se observa el rendimiento de los motores de este tipo en función de la potencia nominal para distintos números de polos, resulta que el motor de cuatro polos presenta el mejor rendimiento. Se usa con mecanismos de transmisión de dos a tres etapas.

No obstante, la máquina asincrónica tiene un mal rendimiento en el servicio de carga parcial, importante para las carretillas elevadoras. Es conocido que puede aumentarse el rendimiento de motores asincrónicos si se reduce de forma selectiva el flujo de la máquina. No obstante, la mejora del rendimiento del accionamiento es tan baja que queda por debajo del rendimiento de la máquina de corriente continua. Además, el flujo debe restablecerse para los procesos de aceleración. Debido a ello, el accionamiento pierde dinámica.

Como es sabido, las máquinas sincrónicas con excitación permanente consiguen el mejor rendimiento en el servicio a carga parcial, porque aquí no se producen pérdidas por magnetización. Un accionamiento de carretilla elevadora con un motor eléctrico excitado por imanes permanentes se conoce por el documento EP 1 806 313 A1.

La invención está basada en el problema técnico de mejorar la eficiencia del accionamiento de una carretilla elevadora.

Este problema se resuelve mediante un accionamiento de carretilla elevadora con un motor eléctrico excitado por imanes permanentes según la reivindicación 1. El objeto de la invención es también una carretilla elevadora con un accionamiento de este tipo.

El accionamiento de carretilla elevadora según la invención comprende un (preferiblemente, exactamente uno) motor eléctrico excitado por imanes permanentes. El motor eléctrico tiene un estator con bobinas de diente individual, que están interconectadas de forma polifásica. Aquí, una bobina se arrolla alrededor de un diente individual. El extremo del arrollamiento de la bobina puede ser conducido a otro diente individual, alrededor del cual vuelve a arrollarse

una bobina. En cualquier caso, la bobina de diente individual arrollada está dispuesta en un diente individual y no envuelve varios dientes adyacentes. El estator está arrollado de tal modo que los dientes adyacentes presentan respectivamente bobinas arrolladas de distintas fases. El motor está conectado preferiblemente a al menos dos fases. De forma especialmente preferible, el motor se hace funcionar como motor trifásico. En un motor trifásico, en un diente individual está dispuesta una bobina de la fase U, mientras que en un diente adyacente está dispuesta una bobina de la fase V y en el otro diente adyacente una bobina de la fase W. Este modelo de arrollamiento prosigue acto seguido pasando por todos los dientes del estator. Por lo tanto, varias bobinas de diente individual están interconectadas formando una fase, mientras que otras bobinas de diente individual están interconectadas formando otra fase. Las bobinas de diente individual están interconectadas de forma polifásica. Por consiguiente, en un motor bifásico están interconectadas respectivamente la mitad de las bobinas de diente individual formando una fase. En un motor trifásico, están interconectadas respectivamente la tercera parte de las bobinas de diente individual formando una fase.

En principio es posible disponer entre dos bobinas del estator un diente adicional (vacío) , que no porta ningún arrollamiento, de modo que el número de los dientes no coincide con el número de las bobinas del estator. No obstante, para el motor según la invención no resulta ninguna ventaja técnica de ello.

El rotor del motor eléctrico según la invención tiene polos excitados por imanes permanentes que están orientados hacia el estator. El número de polos del rotor es al menos de 14. Por lo tanto, el motor tiene al menos 7 parejas de polos.

El motor sincrónico del accionamiento de carretilla elevadora según la invención se denomina también “motor torque”, que permite un alto par con números de revoluciones relativamente bajos. Un motor torque en el sentido de la presente invención puede estar caracterizado porque se conecta de forma polifásica y su estator presenta varios arrollamientos de diente individual.

En una forma de realización preferible, el rotor del motor eléctrico presenta un número de polos superior o igual a 20. Un número elevado de polos del motor permite un volumen más pequeño de la culata del estator necesaria para guiar el flujo magnético. Cuanto más elevado sea el número de polos del rotor tanto menos material (p.ej. hierro) se necesita para el guiado del flujo en el estator. Por consiguiente, puede aumentar el diámetro interior del rotor, lo cual permite a su vez un par más elevado del motor. Además, es más económica la fabricación de una culata más fina.

En función del número de polos, también está definido el número de dientes, que coincide preferiblemente con el número de las bobinas electromagnéticas. El número de dientes es preferiblemente inferior al número de polos. Esto se debe sobre todo a motivos relacionados con la fabricación. Por supuesto, (desde el punto de vista electrotécnico) , también es posible... [Seguir leyendo]

1. Accionamiento de carretilla elevadora con un motor eléctrico excitado por imanes permanentes, que comprende un estator (1, 9) con dientes, alrededor de los cuales están arrolladas bobinas que están interconectadas de forma polifásica como bobinas de diente individual (4, 10) y un rotor (6, 11) con polos (30) excitados por imanes permanentes, que están orientados hacia el estator (1, 9) , caracterizado porque el rotor tiene un número de polos de al menos 14.

2. Accionamiento de carretilla elevadora según la reivindicación 1, caracterizado porque no comprende ningún mecanismo de transmisión.

3. Accionamiento de carretilla elevadora según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el número de polos del rotor (6, 11) es al menos de 18, preferiblemente al menos de 20.

4. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es un accionamiento de dirección o un accionamiento de elevación.

5. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está integrado en un cubo de rueda (26) de una carretilla elevadora.

6. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un convertidor elevador para la tensión de servicio del motor eléctrico.

7. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un convertidor y porque el convertidor genera una corriente de alimentación con una componente de corriente que forma el momento y una componente de corriente que forma el flujo.

8. Accionamiento de carretilla elevadora según la reivindicación 7, caracterizado porque la posición de fase de la componente de corriente que forma el flujo de la corriente de alimentación puede controlarse de tal modo que un campo magnético generado por la componente de corriente que forma el flujo está opuesto al campo magnético del polo de imán permanente (30) respectivamente alineado.

9. Accionamiento de carretilla elevadora según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el campo magnético de los polos de imán permanente (30) puede ser atenuado de tal modo que se produce una atenuación de campo deseada, por lo que puede tener lugar una regulación del número de revoluciones del accionamiento más allá del número de revoluciones nominal.

10. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos cada segundo diente (3) del estator (1, 9) , preferiblemente cada diente (3) del estator (1, 9) , presenta una bobina de diente individual (4, 10) .

11. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el motor es un motor de rotor exterior (8) , en el que el rotor (11) envuelve el estator (9) con los polos de imán permanente (30) .

12. Accionamiento de carretilla elevadora según la reivindicación 11, caracterizado porque comprende un dispositivo de freno (16) que ataca en el lado exterior (17) del rotor (11) de tal modo que los elementos de freno (29) entran durante el frenado en contacto con la superficie (17) orientada radialmente hacia el exterior del rotor (11) .

13. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la relación del momento de aceleración al momento de carga parcial del accionamiento, preferiblemente del motor del accionamiento, es superior o igual a 2, preferiblemente superior o igual a 2, 5 y de forma especialmente preferible superior o igual a 2, 8.

14. Accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el guiado del flujo está realizado mediante materiales magnéticos suaves de tal modo que se simplifica una atenuación de campo del motor

15. Carretilla elevadora con un accionamiento de carretilla elevadora según una de las reivindicaciones anteriores.