机电一体化技术在电梯中的应用分析

王仲玮

摘 要：随着科学技术的发展，电梯出现在人们生活中，其不仅为运输提供了极大便利，还改变了人们上下楼的生活方式，尤其是在高层建筑逐渐增多的今天，电梯更是发挥着不可替代的作用。为进一步发挥电梯的作用，更好的为人民服务，将机电一体化技术融入于电梯中，可使电梯性能得到明显的改善与提高。本文将从机电一体化基本情况入手，重点分析机电一体化技术在电梯中的应用。

关键词：机电一体化技术 电梯 应用

1、前言

电梯已经成为高层建筑重要而不可或缺的交通工具，尽管电梯的诞生距现在仅有 150 多年，但在科学技术的影响下，其中却蕴含着多种技术。我国作为电梯制造大国，要做好电梯研究，就要从与其相关技术入手，逐步强化提高电梯性能，只有这样才能推动电梯技术进一步发展，经过研究，机电一体化技术被应用到电梯制造中，为电梯技术发展、促进电梯运行提供保障。

2、机电一体化概述

所谓的机电一体化技术，简单的来说就是机械技术与电子技术的融合体。不断发展的科学技术推动了计算机技术发展，更为机电一体化技术提供了广阔的发展空间。经过多年发展，机电一体化技术已经趋于成熟，且在处于光机电一体化发展阶段，一旦该技术得以实现，它便可以为人类带来更多价值。对于机电一体化而言，就是将存在于计算机上的各种技术融合在一起，并适当的融入其他技术，它的出现为进一步推动电子技术发展奠定基础。由于人们对运行中的电梯有着较高的要求，不仅要保证足够安全，还要舒适快速，且投入成本少等，面对这一系列的要求，就要重视机电一体化技术的研究与应用，将其作为促进电梯技术发展的主要技术。

3、机电一体化技术在电梯中的应用

3.1 曳引系统

对于曳引系统来说，它在电梯中的主要作用就是为电梯运输提供动力。作为曳引系统其中的重要组成部分-曳引机，其性能直接影响电梯的速度、起制动、加减速度、运行的可靠性等指标，因此，也被称为电梯的“心脏”。同时，随着成本较低、结构简单的永磁同步无齿轮传动曳引机技术的发展，以往传统的曳引机已逐渐被淘汰。永磁同步曳引机不仅减少了对环境的污染，符合现代所倡导的环保理念，还能降低了电梯的事故与维修的频率，从而有效地减免了其投入的费用。相对于交流异步电机来说，永磁同步曳引机具有以下几大特征，且都是交流异步电机无法企及的： 首先，运行可靠，低振动、噪声小，能够快速响应。永磁同步电机在额定转速内保持恒转矩，从而保证了电梯的运行稳定性，还有在低频、低压、低速时能提供足够的转矩，避免电梯在启动缓速过程发生抖动现象，以此在轿厢中乘客能获得更好的舒适感。其次，体积小，结构简单。永磁同步电机不仅去除了较为笨重的机械传统装置，精简了结构，与同容量异步电机相比，其体积要小，重量更轻，在减少了制造材料、生产周期、设计难度的同时，不仅能进一步有效的降低与控制成本，提高竞争力，还便于维修与保养。最后，损耗少，工作能力强。该电机并不需要励磁电流的应用，更可以避免无功电流的出现，它对强化功率因数等具有重要作用，更可以防止发生电负荷等不良情况。

3.2 电气控制

对于电梯控制系统，主要由两部分构成，一部分是调速控制，另一部分是逻辑控制。在机电一体化被应用到电梯中以后，其控制系统就融入了多项技术，性能也得以大幅度提升，并很快成为电梯行业的领军技术，电梯系统结构也因此变得更加紧凑，不仅方便安全，还可以节省大量时间，最重要的是电梯在运行中更加稳定，还有效节省了大量能源。

首先，控制器实现一体化。控制器一体化已经成为现代电梯的重要标志，在该控制器中，主要融入了双 32 位网络化、智能型电梯控制系统，其中所蕴含的机电一体化技术主要表现在机械技术、控制技术、驱动技术以及信息处理技术上。对于机械技术来说，主要用于控制驱动架构，由于属于模块化设计，所以，其装置结构相对来说较为紧凑，接线较少，可靠性更强，且便于操作。而控制技术多指计算机智能控制系统，其中含有停靠技术、记忆技术等，不仅可以准确确定位置，还可以很好的控制速度，这些都为电梯安全运行提供了保障，同时还可以让电梯在运行中更加平稳，乘客在乘坐电梯时也更加满意。对于驱动技术来说，就是在矢量变换技术的作用下，根据旋转编码器来显示运行中的电梯实际情况，不仅有效控制了电梯运行速度，还能够根据人体实际情况选择合适的运行速度。尤其是在 PWM 补偿技术被应用以后，无论是噪音和损耗都将得以大幅度下降。

其次，通讯速度十分快速。对于电梯控制系统来说，其构成相当复杂，一个系统要同时接收上百个信号，并技术完成信息处理。而在机电一体化技术被应用到电梯控制系统中以后，CAN 总线也被应用进来，无论控制器数量多少，仅需要一对双绞线就可以在网络拓扑结构的作用下完成连接，这样一来就能够大幅度减少信号线数量。同时随着 CAN 总线的应用，数据的传输能力也有利显著上升，在降低了电梯控制成本的同时，也使电梯运行更加可靠、安全。由于楼层不同，只要适当的增加对应的呼梯控制设备即可，而不需要改变主控制设备，此外适时升级该系统，也会为电梯安全运行提供保障。

3.3 节能环保设计

随着机电一体化技术在电梯中的应用，节能环保设计也随之进入到电梯设计中，有效节约了能源，减少了浪费。如能量再生设备的应用，它与永磁同步电机一样都可以提高电梯系统性能。一般来说，无论电梯是处于上行状态还是下行状态，其电机始终处于发电状态，需要大量能源作为动力，而在能量回馈装置应用其中以后，30% 左右的能源都会被重新收集回来，以备下次使用。同时，机电一体化的节能环保设计还体现在软件控制上，之所以要随时监控交通模式，主要是为了用最好的运行次数运送最多乘客，并尽量减少电梯停靠次数。为实现这一目标，还可以借助仿真软件来实现，这样就能快速准确计算出不同楼层间最合适的运行曲线，在保证了乘坐舒适性的同时，还可以节省电能。此外，在机电一体化的应用，电梯照明也不再是问题，只有有人按下呼梯控制器以后，灯光才会亮起，无人时灯则熄灭，由于电能损耗较少，节约能源的同时也延长了照明设备的使用寿命。

4、结语

对于机电一体化技术来说，其在电梯中的应用不仅提高了电梯的运行质量，确保了电梯运行安全，更可以实现节能的目标。随着机电一体化在电梯设计中的应用，电梯控制逐渐呈现智能化，为人们所提供的服务也越来越智能化，很多设计都是从人性化角度开始的，因此人们在乘坐电梯时也要比以前放心得多。由此可见，机电一体化在电梯中的应用具有非凡的意义。

参考文献

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