机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月9期   作者:姜春光
[导读] 近年来,随着我国经济的发展和城镇化进程的不断加快,
        姜春光
        承德知焱电梯工程有限公司 河北省 承德市 067000
        摘要:近年来,随着我国经济的发展和城镇化进程的不断加快,高层建筑的数量不断增多,使得电梯的需求量不断增加,并且在人们的日常生产和生活中起到重要作用。电梯技术经过一百多年的发展,近年来在计算机等先进技术的支持下其技术含量不断提高,尤其是机电一体化技术的应用,更是大大提高了其性能,使其具有广阔的市场前景。鉴于此,文章对机电一体化技术在电梯中的应用进行了研究,以供参考。
        关键词:机电一体化;电梯应用;方法研究
        1机电一体化技术
        机电一体化技术是在近代社会被提出并发展的实用技术之一,随着计算机技术的发展,机电一体化技术不断得到完善,被人们所广泛推崇。机电一体化技术在现代社会的发展飞速,相比于早期的技术发生了天翻地覆的变化,其中被电梯建设所利用的特性大致包括以下内容:功能增强,相比于传统技术手段,现代机电一体化技术突破了技术瓶颈,将多种技术融合更加全面化,在保障电梯的基本功能外,增加了更多实用性内容,以满足市场的需求和人们的生活习惯;精度更高,机电一体化技术简化了机构,减少了传动部件,在机械的日常使用过程中,减轻了磨损程度,在机械的受力情况下,改善了误差带来的问题,同时在机电一体化的现代化应用当中,通过与计算机技术相结合,能够实现对电梯动态化监控和调整,实现以往的单纯机械技术所不能满足的工作精度;安全性提高,虽然电梯能够为人们带来极大的便利,但由于电梯的质量较大,并且长期循环运行,对于机体本身的负担较重,如果不能利用技术手段进行反馈,势必造成一定的安全威胁,而机电一体化技术当中对于安全防护问题的解决方式和预警方式多样,能够满足现代建筑的需求,其中的监控、报警、自动诊断、自动保护和安全联锁控制等技术,成了电梯可靠性的来源,保证人们的人身安全;改善操作,相比于传统的操作方式,现代化机电一体化技术利用计算机进行操作,能够将数据和信息更加直观化,利用简单的操作就能够实现对电梯的整体控制,减少了按钮和手柄的要求,在改善设备性能的同时,也帮助操作人员减轻了工作压力和培训时间。
        2机电一体化技术在电梯中的应用研究
        2.1曳引系统
        电梯运输动力主要依靠曳引系统提供,其中曳引机是曳引系统的核心装置。其性能好坏直接影响电梯的加速度、起制动指标、运行的安全性及可靠性等。与交流异步电动机相比,永磁同步曳引机因其节能环保、维修频率低和受到市场广泛青睐。(1)噪声小,运行平稳,灵敏度高。永磁同步曳引机与有齿轮曳引机相比,省去了传统笨重又庞大的机械传动系统,减小了机械转矩的波动,使曳引机的转速更加平稳,动态响应也更为灵敏。(2)体积小,重量更轻。与同容量的异步电机相比,高性能永磁新型材料应用于永磁同步电机,使曳引机的重量更轻、体积更小,对建筑面积要求更小,实现了无机房化,提高了维护的便捷性,也极大地降低了维护成本。(3)损耗小,效率更高。永磁同步电机的应用,不需要励磁电流,无功电流分量大大减小,也显著提升了功率因数,降低了运行成本。
        2.2电气控制系统
        在电梯控制系统之中,主要包含了调速控制和逻辑控制两个关键部分。在电梯之中应用机电一体化技术之后,其控制系统之中也融入了多项技术,大幅度提升其使用性能,并且在电梯行业之中也逐渐成为领军技术,使得电梯系统结构也变得更加的紧凑,这样不但安全方便,同时也可以节约大量的时间,最关键一点是在运行过程中电梯能够更加的稳定与安全,还可以节约大量的能源消耗。第一,控制器的一体化。在现代电梯行业发展中,控制器一体化技术已经成为一种标志。

在控制器之中融入了智能型电梯控制系统和双32位网络化系统,其中蕴含的机电一体化技术包含了驱动技术、机械技术、控制技术以及信息处理技术。就机械技术而言,主要是对驱动架构的控制,因为其本身属于模块化的设计,所以,装置结构本身的接线很少,结构紧凑,拥有较高的可靠性,并且也方便操作。控制技术则指的是计算机智能控制系统,主要包含了记忆技术、停靠技术等,这样不但可以将位置确定,同时也可以更好的控制速度,为电梯的安全运行提供技术方面的保障。同时,在运行之中,电梯也能更加的平稳,在乘坐电梯时,也能满足乘客的要求。驱动技术是基于矢量变换技术的作用,按照电梯实际运行之中利用旋转编码器显示其状态,这样不但可以对电梯的运行速度加以控制,同时也可以根据乘客的实际情况来选择运行速度。特别是在应用了PWM补偿技术之后,无论是损耗。还是噪声都得到大幅度的降低。第二,拥有极快的通讯速度。就电梯控制系统而言,其本身的构成很复杂,一个系统需要同时接收很多个信号,并且还需要利用技术将信息一一处理。在电梯控制系统之中应用机电一体化技术,也应用了CAN总线,无论有多少控制器,在网络拓扑结构之中,只需要利用一对双绞线,就可以实现连接,这样也可以将信号线数量控制在一个最佳的状态下。另外,在应用CAN总线之后,明显地提高了数据的传输能力,在电梯控制成本降低的同时,也能够提高电梯运行的安全性和可靠性。考虑到楼层层数的不同,只需要将呼梯控制设备添加进去即可,而不需要作出任何主控设备的调整。另外,系统的适当升级,也是电梯安全运行的保障条件之一。
        2.3电梯厢系统
        电梯主要依靠厢体进行运送,无论是货物还是乘客,都是在电梯厢中进行上下传动,所以电梯厢体不仅需要稳定性,还需要一定的舒适程度,才能使电梯的工作价值得以体现。电梯厢系统主要由轿厢、轿门和操纵厢组成,轿厢是电梯中的载人载物系统,通过导靴沿着导轨上下垂直运动,轿门是乘客和货物的出入口,不仅电梯轿厢有出入口,在每层电梯的停留位置都设有相同的轿门,在电梯达到该层的位置时,轿门得以打开,而电梯运动的过程中,轿门是关闭状态,而轿厢的操纵箱是电梯的整体操控系统,其中包括主操纵盘、副操纵盘和指层器等,在电梯的运营使用过程中,通过对操纵箱的操作,能够实现电梯的上行下行以及在危险发生时,进行预警和通信功能,操纵箱一般设置在电梯的左右其中一侧。
        2.4节能环保系统
        机电一体化在电梯中的应用也体现了节能环保的设计应用理念。(1)应用能量再生设备。电梯的上升或下降都属于运行状态,需要电机处于发电状态以供其电能动力,应用能量回馈再生设备并将其安装于电梯中,能够重新回收约30%的电能,可以供设备的再次使用。(2)软件控制。借助仿真软件能够计算出不同楼层间最适宜的运行曲线,从而实现以最少次数运送最多乘客的效果。(3)电梯照明。通过相关软件的控制,能够实现电梯内灯光的开启。如当呼梯控制器被人按下后,电梯内的灯光就会亮起,无人时则自动熄灭。这样既能延长照明设备的使用寿命,也可以减少电能损耗。
        结语
        综上所述,机电一体化技术在电梯曳引系统以及电气控制系统等方面的应用,不仅提高了电梯提运行的效率、安全性、经济性和智能水平,而且还具有显著的节能环保的特点,节能能源并减少资源的浪费,因此,在电梯中进行机电一体化技术的应用是时代发展的必然,对推动电梯行业的可持续健康发展起到重要作用。
        参考文献:
        [1]杨卫平.关于机电一体化技术的应用及其发展趋势的探讨[J].电子技术与软件工程,2015(12):124.
        [2]尚秀全.机电一体化数控技术的发展趋势研究[J].无线互联科技,2015(14):116-117.
        [3]李鹏.机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].科技创新与应用,2016(8):148.
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