機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用分析

王仲瑋

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電梯出現(xiàn)在人們生活中，其不僅為運(yùn)輸提供了極大便利，還改變了人們上下樓的生活方式，尤其是在高層建筑逐漸增多的今天，電梯更是發(fā)揮著不可替代的作用。為進(jìn)一步發(fā)揮電梯的作用，更好的為人民服務(wù)，將機(jī)電一體化技術(shù)融入于電梯中，可使電梯性能得到明顯的改善與提高。本文將從機(jī)電一體化基本情況入手，重點(diǎn)分析機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù) 電梯 應(yīng)用

1、前言

電梯已經(jīng)成為高層建筑重要而不可或缺的交通工具，盡管電梯的誕生距現(xiàn)在僅有 150 多年，但在科學(xué)技術(shù)的影響下，其中卻蘊(yùn)含著多種技術(shù)。我國(guó)作為電梯制造大國(guó)，要做好電梯研究，就要從與其相關(guān)技術(shù)入手，逐步強(qiáng)化提高電梯性能，只有這樣才能推動(dòng)電梯技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，經(jīng)過(guò)研究，機(jī)電一體化技術(shù)被應(yīng)用到電梯制造中，為電梯技術(shù)發(fā)展、促進(jìn)電梯運(yùn)行提供保障。

2、機(jī)電一體化概述

所謂的機(jī)電一體化技術(shù)，簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的融合體。不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)推動(dòng)了計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，更為機(jī)電一體化技術(shù)提供了廣闊的發(fā)展空間。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，且在處于光機(jī)電一體化發(fā)展階段，一旦該技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，它便可以為人類(lèi)帶來(lái)更多價(jià)值。對(duì)于機(jī)電一體化而言，就是將存在于計(jì)算機(jī)上的各種技術(shù)融合在一起，并適當(dāng)?shù)娜谌肫渌夹g(shù)，它的出現(xiàn)為進(jìn)一步推動(dòng)電子技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。由于人們對(duì)運(yùn)行中的電梯有著較高的要求，不僅要保證足夠安全，還要舒適快速，且投入成本少等，面對(duì)這一系列的要求，就要重視機(jī)電一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用，將其作為促進(jìn)電梯技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)。

3、機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用

3.1 曳引系統(tǒng)

對(duì)于曳引系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，它在電梯中的主要作用就是為電梯運(yùn)輸提供動(dòng)力。作為曳引系統(tǒng)其中的重要組成部分-曳引機(jī)，其性能直接影響電梯的速度、起制動(dòng)、加減速度、運(yùn)行的可靠性等指標(biāo)，因此，也被稱為電梯的“心臟”。同時(shí)，隨著成本較低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的永磁同步無(wú)齒輪傳動(dòng)曳引機(jī)技術(shù)的發(fā)展，以往傳統(tǒng)的曳引機(jī)已逐漸被淘汰。永磁同步曳引機(jī)不僅減少了對(duì)環(huán)境的污染，符合現(xiàn)代所倡導(dǎo)的環(huán)保理念，還能降低了電梯的事故與維修的頻率，從而有效地減免了其投入的費(fèi)用。相對(duì)于交流異步電機(jī)來(lái)說(shuō)，永磁同步曳引機(jī)具有以下幾大特征，且都是交流異步電機(jī)無(wú)法企及的： 首先，運(yùn)行可靠，低振動(dòng)、噪聲小，能夠快速響應(yīng)。永磁同步電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)保持恒轉(zhuǎn)矩，從而保證了電梯的運(yùn)行穩(wěn)定性，還有在低頻、低壓、低速時(shí)能提供足夠的轉(zhuǎn)矩，避免電梯在啟動(dòng)緩速過(guò)程發(fā)生抖動(dòng)現(xiàn)象，以此在轎廂中乘客能獲得更好的舒適感。其次，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。永磁同步電機(jī)不僅去除了較為笨重的機(jī)械傳統(tǒng)裝置，精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)，與同容量異步電機(jī)相比，其體積要小，重量更輕，在減少了制造材料、生產(chǎn)周期、設(shè)計(jì)難度的同時(shí)，不僅能進(jìn)一步有效的降低與控制成本，提高競(jìng)爭(zhēng)力，還便于維修與保養(yǎng)。最后，損耗少，工作能力強(qiáng)。該電機(jī)并不需要?jiǎng)?lì)磁電流的應(yīng)用，更可以避免無(wú)功電流的出現(xiàn)，它對(duì)強(qiáng)化功率因數(shù)等具有重要作用，更可以防止發(fā)生電負(fù)荷等不良情況。

3.2 電氣控制

對(duì)于電梯控制系統(tǒng)，主要由兩部分構(gòu)成，一部分是調(diào)速控制，另一部分是邏輯控制。在機(jī)電一體化被應(yīng)用到電梯中以后，其控制系統(tǒng)就融入了多項(xiàng)技術(shù)，性能也得以大幅度提升，并很快成為電梯行業(yè)的領(lǐng)軍技術(shù)，電梯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也因此變得更加緊湊，不僅方便安全，還可以節(jié)省大量時(shí)間，最重要的是電梯在運(yùn)行中更加穩(wěn)定，還有效節(jié)省了大量能源。

首先，控制器實(shí)現(xiàn)一體化?？刂破饕惑w化已經(jīng)成為現(xiàn)代電梯的重要標(biāo)志，在該控制器中，主要融入了雙 32 位網(wǎng)絡(luò)化、智能型電梯控制系統(tǒng)，其中所蘊(yùn)含的機(jī)電一體化技術(shù)主要表現(xiàn)在機(jī)械技術(shù)、控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及信息處理技術(shù)上。對(duì)于機(jī)械技術(shù)來(lái)說(shuō)，主要用于控制驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，由于屬于模塊化設(shè)計(jì)，所以，其裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為緊湊，接線較少，可靠性更強(qiáng)，且便于操作。而控制技術(shù)多指計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)，其中含有?？考夹g(shù)、記憶技術(shù)等，不僅可以準(zhǔn)確確定位置，還可以很好的控制速度，這些都為電梯安全運(yùn)行提供了保障，同時(shí)還可以讓電梯在運(yùn)行中更加平穩(wěn)，乘客在乘坐電梯時(shí)也更加滿意。對(duì)于驅(qū)動(dòng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，就是在矢量變換技術(shù)的作用下，根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器來(lái)顯示運(yùn)行中的電梯實(shí)際情況，不僅有效控制了電梯運(yùn)行速度，還能夠根據(jù)人體實(shí)際情況選擇合適的運(yùn)行速度。尤其是在 PWM 補(bǔ)償技術(shù)被應(yīng)用以后，無(wú)論是噪音和損耗都將得以大幅度下降。

其次，通訊速度十分快速。對(duì)于電梯控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜，一個(gè)系統(tǒng)要同時(shí)接收上百個(gè)信號(hào)，并技術(shù)完成信息處理。而在機(jī)電一體化技術(shù)被應(yīng)用到電梯控制系統(tǒng)中以后，CAN 總線也被應(yīng)用進(jìn)來(lái)，無(wú)論控制器數(shù)量多少，僅需要一對(duì)雙絞線就可以在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的作用下完成連接，這樣一來(lái)就能夠大幅度減少信號(hào)線數(shù)量。同時(shí)隨著 CAN 總線的應(yīng)用，數(shù)據(jù)的傳輸能力也有利顯著上升，在降低了電梯控制成本的同時(shí)，也使電梯運(yùn)行更加可靠、安全。由于樓層不同，只要適當(dāng)?shù)脑黾訉?duì)應(yīng)的呼梯控制設(shè)備即可，而不需要改變主控制設(shè)備，此外適時(shí)升級(jí)該系統(tǒng)，也會(huì)為電梯安全運(yùn)行提供保障。

3.3 節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)

隨著機(jī)電一體化技術(shù)在電梯中的應(yīng)用，節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)也隨之進(jìn)入到電梯設(shè)計(jì)中，有效節(jié)約了能源，減少了浪費(fèi)。如能量再生設(shè)備的應(yīng)用，它與永磁同步電機(jī)一樣都可以提高電梯系統(tǒng)性能。一般來(lái)說(shuō)，無(wú)論電梯是處于上行狀態(tài)還是下行狀態(tài)，其電機(jī)始終處于發(fā)電狀態(tài)，需要大量能源作為動(dòng)力，而在能量回饋裝置應(yīng)用其中以后，30% 左右的能源都會(huì)被重新收集回來(lái)，以備下次使用。同時(shí)，機(jī)電一體化的節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在軟件控制上，之所以要隨時(shí)監(jiān)控交通模式，主要是為了用最好的運(yùn)行次數(shù)運(yùn)送最多乘客，并盡量減少電梯?？看螖?shù)。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，還可以借助仿真軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣就能快速準(zhǔn)確計(jì)算出不同樓層間最合適的運(yùn)行曲線，在保證了乘坐舒適性的同時(shí)，還可以節(jié)省電能。此外，在機(jī)電一體化的應(yīng)用，電梯照明也不再是問(wèn)題，只有有人按下呼梯控制器以后，燈光才會(huì)亮起，無(wú)人時(shí)燈則熄滅，由于電能損耗較少，節(jié)約能源的同時(shí)也延長(zhǎng)了照明設(shè)備的使用壽命。

4、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)來(lái)說(shuō)，其在電梯中的應(yīng)用不僅提高了電梯的運(yùn)行質(zhì)量，確保了電梯運(yùn)行安全，更可以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化在電梯設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，電梯控制逐漸呈現(xiàn)智能化，為人們所提供的服務(wù)也越來(lái)越智能化，很多設(shè)計(jì)都是從人性化角度開(kāi)始的，因此人們?cè)诔俗娞輹r(shí)也要比以前放心得多。由此可見(jiàn)，機(jī)電一體化在電梯中的應(yīng)用具有非凡的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]周陽(yáng)，周旭妮.機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用分析[J].硅谷，2015（03）：133～134.

[2]林少銳.機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用[J].科技資訊，2015（14）：92，94.

[3]劉錦.機(jī)電一體化技術(shù)在大型煤礦的應(yīng)用分析[J].山東煤炭科技，2015（11）：117～118，120.

[4]徐遠(yuǎn)雷.傳感器及檢測(cè)技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（05）：112.endprint