车载发电机——满足电力需求

车载发电机为高空作业人员使用的工具和设备提供电力，无需单独的便携式发电机或从地面拉电缆。

Harrison Hydra-Gen 是为移动式升降工作平台 (MEWP) 制造商提供服务的几家专业供应商之一，其在消防救援、石油天然气和其他移动设备应用领域的历史可以追溯到 1969 年。

“我们为工地提供移动电源。这就是我们的底线，”Harrison Hydra-Gen 的业务发展副总裁 Jeff Brock 说。

该公司涉足高空作业平台领域始于大约15年前，当时Genie成为其首个高空作业平台客户，在其S-60臂式升降机上安装了一台12千瓦的发电机。随后，Harrison Hydra-Gen拓展了与包括Skyjack和MEC在内的多家制造商的合作关系。

来自 Harrison Hydra-Gen 的 7.5kW 液压发电机。

其他供应商如 Dynaset 和 Fabco Power 也提供发电机，而 OEM 厂商也有自己的解决方案，但是 Harrison Hydra-Gen 的不同之处在于它只专注于高空作业平台设备的设备。

两种既定方法

传统上，车载发电机要么是液压驱动的，要么是皮带驱动的，尽管如今的车载设备也包括电动驱动系统和逆变器。

液压系统利用机器液压回路的动力驱动发电机，而皮带驱动系统则通过皮带传动装置从发动机获取机械动力。两者都不需要单独的专用发动机来发电。

Harrison Hydra-Gen 提供两种配置方案，具体选择部分取决于可用空间和发动机功率。对于制造商而言，决策还需考虑安装的灵活性、效率以及发电与臂架操作之间的协调性。

MEC高空作业平台公司工程副总裁加里·克鲁克解释说：“皮带驱动发电机具有效率优势，因为动力是通过机械方式从发动机传递的。但这些装置往往体积庞大、重量沉重，而且直接安装在发动机上，而发动机的散热和振动会带来诸多挑战。”

液压系统具有诸多优势。“液压发生器让我们拥有更大的灵活性。我们可以将其安装在远离发动机高温和振动的远程位置，使其更符合机器的整体设计，”克鲁克说道。

“这可能会对效率产生轻微影响，因为我们需要将机械能转换成液压能，然后再转换回机械能来驱动发电机。但发电机只有在需要电力时才需要运转。”

Harrison Hydra-Gen 的工程副总裁 Philip DeCorte 解释说，不同制造商之间的集成程度也可能有所不同。

“有些客户可能只需要一台带电机的发电机，他们会自己提供液压系统。而有些客户则需要一套完整的系统，由我们提供歧管以及驱动发电机所需的一切部件。”

电气装置也可以进行定制，包括电箱的安装和位置。

“我们希望为合适的应用制造合适的发电机，”德科特说。

电源要求

制造商讨论的最常见发电机输出功率约为 3.5 kW、7.5 kW 和 12 kW，较小的装置用于一般电动工具，较大的系统主要用于焊接应用。

小型发电机用于工具、照明和充电设备，而7.5千瓦和12千瓦的型号则根据焊接设备的需求进行选择。等离子切割是大型系统的另一项应用。

MEC公司的高空作业车上装有一台发电机。（图片：MEC）

德孔特表示，焊接技术的变革是发电机输出功率提升的原因之一。像米勒或林肯这样的公司推出的新型焊接设备可以提供更高的电流，而客户对更大功率设备的需求也日益增长。

MEC也经历了类似的客户规格变化。

“长期以来，7.5千瓦一直是客户需求的最高功率。虽然这仍然是我们目前最常用的发电机功率，但大约三年前，我们开始看到客户对我们最大的吊臂上12千瓦发电机的需求，”克鲁克说道。

“这种发展趋势很大程度上与市场对钢结构安装的需求有关，例如数据中心建设。更大的吊臂用于建造更大的钢结构，而更厚的钢接头需要更粗的焊条和更重的焊缝。这些应用需要更大的高空作业功率。”

MEC 提供 3.5 kW、7.5 kW 和 12 kW 三种功率选择，其中 12 kW 发电机在 135-RJ 型号上的需求量最大，其次是 85-J 型号。66-RJ 型号也提供该功率选择。

在较小的应用领域，Crook 指出研磨机、切割片和旋转锤钻是典型的应用。

“这三种尺寸的共同优势在于移动性。操作人员可以在工地周围移动，并在高空作业，而无需连接到地面电源。”

OEM集成

Genie 通过其 Lift Power 系统提供发电机解决方案，根据机器和地理市场的不同，提供不同的配置。

Genie 产品经理（吊臂）Nick Tupper 解释说，其目前面向全球市场的液压发电机功率为 3 kW，面向澳大利亚市场的为 7 kW，面向北美市场的为 12 kW。

这些系统都配备了专用的液压泵，而吉尼公司的S-85 XC FE混合动力臂和S-85 XC E电动臂则使用由专用电机驱动的发电机。后两款机型还可以通过直流转交流逆变器提供3千瓦的交流电。

Genie 最早的发电机系统是一个 3 kW 的皮带驱动装置，由发动机曲轴皮带轮提供动力。

Lift Power 可作为工厂安装选项提供给部分铰接式和伸缩式臂架，包括 Z-45 XC、Z-62、Z-80/60 和 ZX-135/70，以及一系列 S 和 SX 伸缩式型号。

“随着施工现场规模越来越大、结构越来越复杂、垂直方向越来越突出，操作人员在高空作业的时间也越来越长，”塔珀说。

“平台上的电源接入功能节省了时间，因为操作人员无需不断返回地面寻找工具的电源。”

Genie 的液压系统还配备了专用泵，避免了吊臂需要移动时发电机启动延迟的情况。

MEC通过不同的运营安排解决了同样的问题。

克鲁克说：“在一些液压驱动系统中，操作员必须等待发电机停止运转才能移动吊臂，然后再等待发电机重新启动才能继续工作。”

“这意味着每个方向大约会有 5 秒的延迟，或者每次操作员进行微小的位置调整时都会等待 10 秒，这可能会造成干扰。”

MEC 的解决方案允许在发电机运转的同时，以较低的速度同时移动吊臂。

“对于在焊接接头之间穿梭的钢结构安装工人来说，这省去了因发电机停机和重启而反复等待的时间。这些小小的中断，一天下来累积起来可就不少了。”

不同的市场，不同的规格

Skyjack 为其大型发动机驱动的越野剪叉式起重机、伸缩臂起重机和铰接臂起重机提供 3.5 kW 至 12 kW 的皮带驱动和液压发电机系统。

在北美，部分 Skyjack 剪叉式升降机和臂架可配备焊接就绪套件，为平台提供三相电源。

据 Skyjack 称，其在北美的每两台吊臂中就有一台配备了最大的发电机选项和焊接准备套件，这在钢结构安装工人中尤其受欢迎。

Skyjack的焊接设备套装。（图片：Skyjack）

发电机仍然是其发动机驱动剪叉式和臂式起重机的工厂订购选项。

布罗克指出，北美是高功率发电机的主要市场，并估计过去 15 年里，吊臂上安装发电机的比例已从大约 50% 增加到大约 80%。

“这似乎正在成为标准配置。租赁公司似乎只想要带发电机的吊臂，”他说。

他认为这种需求与建筑行业的焊接应用有关，包括数据中心、桥梁和基础设施项目。

在北美以外地区，布罗克认为市场对用于驱动工具和充电设备的小型发电机需求更大。哈里森Hydra-Gen公司为不同市场提供50赫兹和60赫兹的系统，布罗克还特别指出亚洲市场的增长势头强劲。

MEC报告称，其最大型号的发电机组使用率特别高。

克鲁克说：“据我们估计，我们最大的臂架中约有 90% 都配备了发电机，而较小的臂架中这一比例不到 50%。”

MEC 的发电机是可选的，可以进行改装，但 Crook 建议在工厂进行安装。

“当大约十分之九的客户选择我们最大的臂架之一时，他们也指定要配备发电机，这告诉我们，车载电源对于这些机器执行的工作来说已经变得多么重要。”

对于 Genie 而言，北美市场的需求也反映了对外部电缆和设备的需求。

“在北美各地，工地越来越多地实施防坠落物和平台坠落要求，这增加了对集成电源解决方案（如 Lift Power）的需求，这种解决方案无需外部电源线，” Tupper 说。

租赁要求

MEC表示，对于租赁公司而言，发电机的输出功率及其对机器运行的影响通常比驱动装置更重要。

克鲁克说：“租赁公司通常会向我们提出具体的发电机输出要求。他们会要求特定的千瓦额定功率，但他们通常并不关心发电机是液压驱动还是机械驱动。”

“重要的是，这台机器能够提供客户所需的动力，并使他们能够高效地工作。”

Genie同样强调即时供电。

“虽然并非所有工地都需要平台带电源的移动式升降工作平台，但当需要时，租赁公司和运营商都希望发电机能够一键发电，”塔珀说。

电动替代方案

电气化也在影响制造商在高空提供电力的方式，专用电动机和逆变器为传统的发动机驱动系统提供了替代方案。

德科特解释说，哈里森液压发电机公司可以利用由机器电池供电的电动机来驱动发电机。该公司还为混合动力设备提供系统，包括用于给电池充电的发电机。

对于 MEC 而言，挑战在于如何从电机的直流电气系统中高效地提供足够的交流电。

克鲁克说：“对于电动机来说，目标是将电池的直流电能转换成可用的交流电，并尽可能减少转换损耗。”

“固态逆变器技术提供了一条潜在的发展路径，但仍存在一些挑战需要克服，尤其是在焊接所需的高功率水平方面。”

他认为发热量、焊机占空比和成本是需要特别考虑的因素。

在较低的功率水平下，MEC 还看到一些地区对紧凑型逆变器的需求，这些逆变器可为室内电池供电的移动式高空作业平台提供约 1 kW 的单相交流电，主要用于为无绳工具电池充电。

Skyjack 为其电池电动剪叉和臂架提供平台供电功能，允许在机器底部连接外部电源。

展望未来，Crook 预计车载电源将在不同的高空作业平台配置中变得越来越重要。

他说：“每次操作员不得不停止工作、不必要地移动机器或返回地面获取电源时，都会造成生产力损失。”

“MEC 的总体目标是减少我们提供的移动式高空作业平台 (MEWP) 的中断情况，从而使使用这些机器的操作人员和提供这些机器的租赁公司都受益。”