机电一体化技术在电梯中的应用分析 黄继述
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机电一体化技术在电梯中的应用分析黄继述
发表时间:2018-09-10T15:26:59.000Z 来源:《基层建设》2018年第22期作者:黄继述
[导读] 摘要:近些年来,随着我国城市化建设的快速发展,高层、超高层建筑也渐渐成为城市化的标志。
广东长城电梯有限公司
摘要:近些年来,随着我国城市化建设的快速发展,高层、超高层建筑也渐渐成为城市化的标志。而随着智能化建筑的不断发展,作为现代建筑不可缺少的垂直交通工具——电梯,在中国居民的日常生活中,已经得到了广泛的应用,而人们也要求电梯逐渐提高其安全、舒适及高效程度。随着电梯的广泛应用,电梯的科技化水平也在逐渐提高,特别是电梯引入了机电一体化技术后,其性能逐渐变得更加优异,使其具有了更为广阔的发展前景。基于此,本文主要分析了在电梯中,机电一体化技术的应用情况。
关键词:机电一体化技术;应用;电梯
目前,由于城市建设的快速发展,高层建筑逐渐增多,作为垂直交通工具,电梯的作用也越来越重要,而人们也对电梯的高效高速、舒适节能和安全可靠等性能提出了越来越高的要求。经过一百多年的发展,电梯的技术含量也变得越来越高。在全球范围内,中国制造的电梯占据一半以上的比例,因此,对于电梯技术水平的提高和电梯性能的改善,其前景极为广阔。
1 概述机电一体化技术
机电一体化技术有机结合了信息、电子及机械等的技术,旨在实现产品或系统整体性能的最优化。随着科学技术的快速发展,人们也逐渐有机的渗透及综合了软件、电子、硬件及机械技术,从而生产出了整体最优的系统或产品,所以机电一体化技术诞生了。
电梯是一种非常复杂的大型产品,它应用了机电一体化技术,机与电的紧密结合,使电梯成为一种综合性产品。随着控制、信息、通讯及电子等技术的不断发展,电梯的发展速度也越来越快,从而极大地改善了电梯的停层准确性、快速性、安全性、舒适性、环保及节能降耗等性能。
2 介绍电梯的基本结构
电梯的基本结构主要包括:导向系统、曳引系统、拖动系统、电器监督控制系统及安全保护系统等,如图1所示为其结构。
图1电梯结构图
3 在电梯中机电一体化技术的应用
3.1 曳引系统
曳引系统在电梯中,主要是为了提供运输动力。曳引机在曳引系统中最重要,曳引机的性能直接关系着电梯的速度、加速度、起制动灯指标和可靠性,所以,人们将其称为电梯的“心脏”。于此同时,随着曳引机技术的不断发展,传统的相关技术已逐渐被淘汰。这种技术不但与现代环保理念一致,能避免污染环境,而且能大幅降低其事故率和维修频率,以防投入过多的资金。相较于交流异步电动机,永磁同步曳引机具有其无法实现的优势:
(1)可靠性高、低振动、噪声小、响应快速。基于额定转速,永磁同步电机可以持续保持恒转矩,能提高电梯的运行稳定性,而且在低压、低频和低速情况下,其转矩也足够,以防在缓速启动的过程中,电梯发生抖动,进而提高电梯的舒适性。
(2)体积小、结构简单。永磁同步电机没有安装笨重的传动装置,进一步精简了其结构,相较于同容量的异步电机,其体积更小、重量更轻,不仅能降低设计难度、缩短生产周期、减少制造材料,而且还能方便电梯的维修和保养。
(3)工作能力强、损耗小。这种电机不再需要励磁电流的帮助,与此同时,不仅能避免无功电流出现,强化功率等因素。而且也能有效避免电负荷等不良现象出现。
3.2 电气控制
电梯控制系统主要包括逻辑控制和调速控制。降机电一体化技术应用在电梯中后,在其控制系统中,也进行了多项技术的融入,其使用性能得到了大幅度的提升,电梯系统结构也更加紧凑,从而电梯控制既安全、方便,又能节约时间,而且能确保电梯运行的安全和稳定,同时还能降低能耗。总之,其电气控制具有以下特点:
(1)控制器的一体化。控制器一体化技术已逐渐成为现代电梯的一种标志。它将双32位网络系统及电梯智能控制系统融入到控制器中了,其中的机电一体化技术主要包括信息处理技术、控制技术、机械技术和驱动技术。控制技术是指智能化控制系统,主要包括停靠技术及记忆技术等,既可以确定位置,也可以控制速度,为电梯的运行安全性提供技术保障。与此同时,电梯运行也会更加平稳,乘客在乘坐电梯时,也会比较满意。机械技术主要用于控制驱动架构,因为其本身的设计具有模块化特点,因此,装置结构非常紧凑、接线也不多,其可靠性较高,而且操作也十分方便。驱动技术以矢量变换技术为基础,根据电梯实际运行情况,通过旋转编码器,对其状态进行显示,既可以控制电梯运行速度,又可以结合乘客的具体情况,对运行速度进行选择。尤其是引入了PWM补偿技术后,实现了电梯损耗及噪声的大幅降低。
(2)通讯速度极快。电梯控制系统本身的构成非常复杂,通常一个系统需要对很多个信号进行同时接收,而且还需要通过有关技术,一一处理这些信息。将机电一体化技术应用在电梯控制系统的过程中,也引入了CAN总线,无论控制器有多少个,在实际的网络拓扑结构中,仅仅需要一对双绞线,就能将它们很好的连接起来,从而使信号线数量可以被控制在最佳状态中。此外,在CAN总线被采用后,数据的传输能力得到了明显的提高,既能降低电梯控制成本,又能使电梯运行的可靠性和安全性得以提高。针对不同的楼层层数,仅仅需要添加呼梯控制设备即可,而不必调整任何主控设备。此外,对系统进行适当升级,也可以很好的保障电梯的运行安全。
3.3 节能环保
电梯的运行会消耗大量的能源,因此,人们十分关心电梯设计的节能、环保性,以便节约能源,避免浪费能源。在电梯设计中,应用
机电一体化技术,能实现以下方面的节能:①电梯照明。提过运用机电一体化技术,自动控制电梯的照明,有人时照明灯会自动开启,否则会自动关闭。②软件控制。通过运用仿真软件,对各楼层电梯的具体运行情况进行有效模拟,进而找出最佳运行曲线,既能节约电能,又能提高其舒适性。③安装能量再生装置。回收利用电梯的运行能耗,实现节能目的。
4 电梯技术的未来发展趋势
4.1 趋向智能化
目前,随着互联网信息服务技术的快速发展,电梯企业的改革转型主要朝向智能化方向发展。电梯的优质服务概念不再局限于单一的“时间最短”,而是通过遗传算法、专家系统、神经网络及模糊理论等人工智能技术,提高电梯的高效性、舒适性、安全性以及服务水平等。
4.2 超高速电梯
近些年来,随着高层建筑的不断增多,超高速电梯逐渐成为了研究热点。超高速、曳引式电梯正朝着超大容量电动机、减振技术、高性能的微处理器、安全钳及新式滚轮导靴等方向发展。
4.3 绿色电梯
目前,绿色电梯已经引起了广泛的关注,即在电梯的制造、安装、配置及使用中,要求电梯节能、噪声低、兼容性高、使用寿命长、协调度高及装潢材料绿色化等。
5 结语
综上所述,在电梯中,广泛应用了机电一体化技术,大幅提高了电梯的可靠性、运行质量及节能降耗性质等。近些年来,由于微机控制电梯具有较好的控制性能,所以已经成为现代电梯的发展趋势。同时,由于串行通信具有信息传输量大及布线简单等特点,所以,在电梯控制系统中,其应用范围正在逐渐扩大。通过应用机电一体化技术,电梯控制越来越人性化、智能化,其运行也更加安全。
参考文献:
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[2]张华明,佟非.浅谈PLC电梯系统的机电一体化技术[J].科技创新与应用,2014(18):85.
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[4]李朝江.关于机电一体化技术的探讨[J].中国高新技术企业,2013(28):59-60.