浅谈机电一体化在电梯中的应用

随着城市建设快速发展，建筑行业异军突起，高层与超高层建筑数量日益增加，电梯便成为了我们生活中必不可少的垂直运行交通工具，为我们生活提供了极大便利，电梯的安全、舒适且高效性能成为人们关注的重点。将机电一体化技术应用于电梯制造与运行中，不仅提高了电梯安全性、高效性和舒适性，还提升了电梯技术水平和用户满意度。

1　机电一体化技术概述

在系统科学理论分析中，机电一体化即是把机械、电子以及信息等相关技术融为一体，在系统运行中实现产品最优化。近年来，电子信息行业飞速发展，计算机技术不断更新换代，使得机电一体化技术日益进步和成熟。早期，电梯依靠沉重且运行缓慢的齿轮调速箱进行调速，随着技术发展，轻便的转置更有助于电梯运行，通过计算机软件精密计算，可以调整电梯运行速度，保证电梯高效、安全运行。因此，通过机械、电子和软硬件的相互融合渗透，可以构建出性能和运行效果最优的电梯产品。机电一体化应用于电梯，不仅可以使得电梯结构更为科学合理，还能够增强系统功能，提高安全性和可靠性，提升用户满意度。2　电梯的基本结构

电梯是一款构造极其复杂的大型机械，是机械与电力的高度结合。随着电子信息技术快速发展，电梯开始向着节能、安全、舒适和智能方向不断发展。目前我国所使用的电梯在从结构上可分为拖动模块、曳动模块、电梯导向模块、安全保护模块和电气监控模块等部分。

3　机电一体化技术在电梯中的应用

随着社会发展和科技进步，人们对电梯品质提出了更高要求，即更注重安全性、舒适性、高效性、平稳性和人性化，3.1　曳引模块

曳引模块是实现动力输出及能量传递的结构，可使得电梯能够垂直运行。曳引机又称为电梯主机，其中永磁同步电动机低速大转矩的特性，使得不需要再设置单独减速装置便可实现低速稳定运行，永磁同步电动机的应用是继VVVF技术后，电梯行业又一次技术革命。永磁同步无齿轮曳引机能够有效减少污染，提高电梯安全性，降低电梯的维护频率，大大减少了电梯成本投入。

相较于交流异步电动机中的拖动模块，永磁同步无齿轮曳引机主要表现出以下几点明显的优越性。

第一，响应迅速，噪音小。永磁同步无齿轮曳引机应用无齿轮曳引技术，使机械转矩波动小，转速平稳，改变了传统庞大机械传动系统反应慢的特点，实现了动态精确快速响应。

第二，体积减小，重量轻便。由于采用永磁材料，避免了同容量下异步电机在体积和重量上的弊端，更加突出了体积小、重量轻的特点，真正做到了无机房化，建筑面积大大减小，使得维护更为方便。

第三，低耗损，效率大大提升。永磁同步电动机由于没有励磁电流，减少了无功电流分量，功率因数明显提高，电负荷也相应减少。

3.2　电气工程模块

在电梯控制方面，电气工程模块由拖动模块的调速控制和选层模块逻辑控制共同组成。电梯一体化控制模块促进了驱动系统、电梯管理及控制系统集成，具有结构紧凑、安装简便、维护便捷以及节能环保等特点，受到人们广泛青睐。

3.2.1　高集成的一体化控制器

以DA7000系列电梯一体化驱动控制集成装置为例进行分析，该电梯采用双32位网络化且智能的串行通讯电梯专用一体化控制系统。相关机电一体化技术包括以下几点内容。

第一，机械化技术。通过控制驱动架构一体化，让装置结构更为紧凑，使用更为便捷；

（武汉船舶职业技术学院，武汉 430050）

摘　要：将机电一体化技术融入电梯中，可以有效提升电梯性能，并且满足人们对电梯舒适、安全性以及高效性的要求。对机电一体化技术进行研究，讨论其发展前景广阔，希望能够为相关专业提供可以参考的理论依据。

关键词：机电一体化 电梯 系统控制

全，让乘客拥有更优质的乘坐体验；

第三，驱动技术。永磁同步电动机使用变频电源进行驱动，利用旋转编码器及驱动控制单元获取和调整电梯运行情况，并根据人体舒适感来调节运行速度。新型PWM 死区补偿技术，让电机在运行中更为节能环保。

第四，信息处理技术。使用高速数字式信号处理系统，能够灵敏控制曳引机速度，适时调整电流大小和相位，确保电梯能够平稳运行。

3.2.2　超高速的串行通讯

电梯控制系统同时接收并处理数百个信号，属于复杂的逻辑控制系统。新型电梯控制系统使用CAN总线技术，用一对双绞线网络拓扑结构连接各个控制器，有效降低了控制器信号线数量。CAN总线用于数据传输，可以提升传输速率，降低成本，提高可靠性。对于不同楼层，电梯不需要改变主控制器硬件，只需加入相应数目的呼梯控制器即可。

3.3　节能环保装置

3.3.1　能量再生回馈装置

永磁同步电机采用能量回馈技术，减少了电梯能源损耗。电梯在空载上行及满载下行时，都处于发电状态，采用回馈制动，可将已经消耗掉的30%能量回收并再次使用，真正做到节能环保。

3.3.2　软件控制

搭建可以实时控制交通模式，可以增加每一次运载量，同时减少运行次数与电梯停站次数。另外，可以运用仿真软件，确定电梯在楼层间的最佳运行线路，提升乘客体验感，同时还能降低能量损耗。

3.3.3　轿内照明

轿内照明采用自动照明技术，在无人使用状态下轿内将处于黑暗状态，节能省电。灯具使用直流驱动的LED照明，较于传统光源能够点亮节能将超过80%。

4　电梯技术在未来发展趋势

机电一体化技术应用于电梯已经成为目前电梯技术发展的主流趋势，智能化、高效性、舒适性及安全性能将成为研究的主要方向。

首先，更加智能化。随着信息技术快速发展，智能化成为电梯企业转型改革的主要方向。电梯服务更为人性化，曳引式超高速电梯朝着高性能微处理器、超大容量电动机、新式滚轮导靴以及减振技术等方向持续加速发展。

最后，绿色电梯。环保是人们关注的一大热点问题，电梯环保性能要渗透到电梯生产制造到安装使用的各个阶段，实现绿色装潢材料、电梯节能、提升电磁兼容性、降低噪声以及建筑物协调统一的目的。

5　结语

机电一体化在电梯中广泛应用，使得电梯运行更为平稳、可靠，且节能降损性能更为显著。随着机电一体化应用逐步深入，电梯也将逐渐向着更智能化、更节能环保的方向发展，人们乘坐电梯将会更加舒适与安全。

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Talking about the Application of Electromech- anical Integration in Elevator

YU Jinghua

(Wuhan Institute of Shipbuilding Technology, Wuhan 430050)

Abstract: The integration of mechatronics into elevators can effectively improve elevator performance and meet people's requirements for elevator comfort, safety and efficiency. Research

majors.

Key words