机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践研究

机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践研究
发布时间：2021-12-17T06:48:20.476Z 来源：《中国电业》2021年21期作者：冼时谋
[导读] 现今，电梯已成为高层建筑中不可缺少的重要运输工具，其在满足人们日常出行和运载需求的基础上，冼时谋
广东省特种设备检测研究院东莞检测院广东东莞 523000
摘要：现今，电梯已成为高层建筑中不可缺少的重要运输工具，其在满足人们日常出行和运载需求的基础上，大大提升了建筑的应用功能。

因此，要想确保电梯运行的稳定性和安全性，确保电梯的整体应用性能，相关单位在对电梯进行安装设计时，就要积极引入机电一体化技术，本文也会针对该技术的特点以及电梯控制原理，对其在电梯中的应用要点进行着重分析，以便为相关人士参考借鉴。

关键词：电梯；机电一体化技术；应用要点；研究分析
近年来，随着高层建筑规模的不断扩大，对于电梯的需求量也在不断增长，为了使其整体运行效果始终处于安全、稳定的状态中，就要在电梯安装设计过程中积极引入机电一体化技术，以便更好的完善电梯控制系统，从而对其整体运行状态进行有效控制，进一步提高电梯运行效率和运行性能，带给人们更为优质的服务体验。

1、机电一体化技术及电梯控制系统概述
1.1 机电一体化技术
机电一体化技术集结了多种现代科技技术的应用优势，常见的有计算机技术、电子技术、信息技术、机械技术、自动化控制技术以及伺服传动技术等，其在实际应用时，一般是从系统工程的观点出发，来实现相关产品和系统的最优性能，具体而言，即通过计算机技术来对传统产品结构设计进行全面的简化，如传统齿轮调速箱等笨重设备，一方面要采用较为轻便的电子调速装置来进行替代，另一方面还要利用计算机对其原有的结构设计方案进行有效调整和优化，以便使其更为智能化、轻量化、节能环保化、柔性化等，并使其整体应用性能以及运行的安全稳定性及可靠性得到进一步的提升。

1.2 电梯控制系统
从电梯设计结构来看，不仅复杂，而且还具有较高的密封性，其主要包括八个重要组成部分，如轿厢、曳引牵引系统、控制开关门系统、安全保护措施系统、电气监督控制系统、电力拖动系统、人体重量平衡系统以及电梯方向导向系统，这其中，电梯控制系统是由硬件系统和逻辑控制系统以及制动电阻以及与电动机同轴连接的旋转编码器和PG卡所组成，其中硬件系统中又包括PLC、变频器、调速系统、轿厢操纵盘、厅门信号、等组成部分，从其运行原理来看，调速任务的实现是通过变频器来实现，而逻辑控制功能则通过PLC来实现，因为PLC可以对各种厅门信号的逻辑关系进行很好的梳理，并以此为依据指示变频器发出起停信号，同时也会与变频器形成双向联络关系，可以相互了解和掌握彼此的实际工作状态，在这一过程中，变频器可以在电梯减速运行时很好的抑制电动机直流电压的升高，确保电梯运行稳定性；而PLC可以对电梯运行速度进行全面检测和反馈，进而形成速度闭环和位置闭环[1]。

2、机电一体化技术的应用要点
2.1 曳引系统中的应用
在电梯中，曳引系统是为其运输提供主要源动力的关键部分，其通过与机电一体化技术的有效融合，可以大大提升电梯的整体运行性能，所以，要想确保电梯的运行速度、加减速度、起制动以及运行可靠性等指标达到相应的标准要求，首要任务就是要对曳引机进行合理选择。

目前，永磁同步无齿轮传动曳引机在电梯中的应用率较高，因为其具有较低的成本和简单的设计结构，可以大大提升电梯运行的稳定性和安全性，减少事故问题的发生及电梯维修频率，具体应用优势主要体现在以下几个方面：第一，运行过程中不会产生较大噪音，对周围环境影响小，尤其在低频、低压、低速运行环境下，该设备可以有效控制电梯出现抖动现象，进而带给乘客更好的舒适感。

另外，曳引机具有一定的可靠性，可以快速响应，即便在额定转速下，其也可以始终保持恒转矩，进而更好的保障电梯运行的稳定性；第二，结构简单、体积小、重量轻，可以最大化减少电梯生产成本，缩短其生产周期，降低电梯设计难度，进而为其日后维护管理创造良好的条件；第三，具有较强的工作能力和较低的损耗量，在实际运行过程中，永磁同步曳引机由于不需要励磁电流的应用，所以在某种程度上就会规避无功电流的产生，能避免其在运行期间出现电负荷等不良情况。

2.2 电气控制系统中的应用
电梯电气控制系统与机电一体化技术的有效融合，不仅可以进一步提升电梯控制系统的应用性能，使之成为电梯行业中的领军技术，而且还能完善电梯系统结构，使其达到一定的节能环保性。

另外，机电一体化技术的应用也为电梯控制器实现一体化创造了良好的条件，在这一过程中，该技术主要体现在智能型电梯控制系统和双32位网络化的安装使用上，并且还蕴含多种先进的高科技技术，如机械技术、控制技术、驱动技术、处理技术等，这其中，机械技术一般负责控制电梯驱动架构，以便使其安装效果更为紧凑、更为可靠，有着较少的接线程序；而控制技术则可以对电梯安装位置进行准确定位，并灵活调节电梯运行速度，使其可以充分满足乘客的安全运载需求；驱动技术的应用则要以矢量变换技术为基础，根据旋转编码器来对电梯整体运行情况进行充分体现，进而在保证电梯稳定运行的同时，根据人体实际情况对电梯速度进行合理调整，并结合PWM补偿技术最大化降低电梯运行过程中所产生的噪音量和电损耗量。

此外，机电一体化技术还可以进一步提升电梯控制系统的通讯速度，因为该控制系统的结构设计较为复杂，一个系统要同时接收上百个信号，并对这些信号进行有效处理，这种情况下，要想确保信号处理速率和质量，避免对系统通讯效果造成影响，就要积极引入机电一体化技术和CAN总线，这样即便要对多个控制器所接收的海量信号进行处理，只需通过一对双绞线，在网络拓扑结构的作用下就可有效实现，进而更好的突出电梯控制系统的数据传输能力和处理效果。

同时，CAN总线的应用，还可以大大提升电梯运行的可靠性和安全性，降低电梯运行成本，使其在各楼层停留时只需增加相应的呼梯控制设备就可完成相应的运输任务，而不需要改变主控制设备。

2.3 节能环保设计中的应用
随着节能环保理念的不断深入和落实，机电一体化技术也在发展过程中做出了相应的改变，其在电梯节能环保设计中，通过能量再生设备的运用，最大化降低了电梯的运行能耗量，使其供给能源得到有效利用。

因为电梯在运行期间，会耗费大量的电力资源才能满足电梯
正常运行需求，而通过能量再生设备的运用，则可有效弥补电梯这一运行弊端，节省能源。

另外，电梯软件控制也是体现电梯节能环保设计的重要内容，其在机电一体化技术的大力辅助下，可以对电梯整体运行状态进行实时的监控，不仅可以根据乘客需求灵活调整电梯运行速率，减少停靠次数，而且还能通过仿真软件来对电梯状态进行建模，这样相关工作人员就能通过模型分析，快速准确的计算出电梯在不同楼层中的最佳运行曲线，进而使其既可以带给乘客良好的舒适体验，同时也能节省大量的电能。

此外，机电一体化技术的节能化设计还体现在电梯照明系统上，使电梯照明系统只有当乘客按下呼梯控制器时才会亮起，其余时间都会处于熄灭状态，这样既有利于电能的节约，又能延长电梯照明设备的使用寿命[2]。

结束语
综上所述，当前，机电一体化技术在各领域及行业中都有着很好的应用成效，尤其在电梯安装设计中的应用，不仅可以大大提高电梯运行效率和运行安全，而且还能进一步增强电梯运行性能，降低其整体能耗量，满足人们安全、舒适的乘梯需求。

因此，对该技术在电梯中的合理应用进行深入分析，很有必要。

参考文献
[1]王增光.机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践[J].电子技术与软件工程，2018,(09):22-23.
[2]金美琴.机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践[J].机电产品开发与创新，2019,(03):30-31.。