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機電一體化技術在電梯中的應用分析學術論文
本文關鍵詞：機電一體化，電梯，分析，技術
1、前言
電梯已經成為高層建筑重要而不可或缺的交通工具，盡管電梯的誕生距現在僅有 150 多年，但在科學技術的影響下，其中卻蘊含著多種技術。我國作為電梯制造大國，要做好電梯研究，就要從與其相關技術入手，逐步強化提高電梯性能，只有這樣才能推動電梯技術進一步發展，經過研究，機電一體化技術被應用到電梯制造中，為電梯技術發展、促進電梯運行提供保障。
2、機電一體化概述
所謂的機電一體化技術，簡單的來說就是機械技術與電子技術的融合體。不斷發展的科學技術推動了計算機技術發展，更為機電一體化技術提供了廣闊的發展空間。經過多年發展，機電一體化技術已經趨于成熟，且在處于光機電一體化發展階段，一旦該技術得以實現，它便可以為人類帶來更多價值。對于機電一體化而言，就是將存在于計算機上的各種技術融合在一起，并適當的融入其他技術，它的出現為進一步推動電子技術發展奠定基礎。由于人們對運行中的電梯有著較高的要求，不僅要保證足夠安全，還要舒適快速，且投入成本少等，面對這一系列的要求，就要重視機電一體化技術的研究與應用，將其作為促進電梯技術發展的主要技術。
3、機電一體化技術在電梯中的應用
3.1 曳引系統
對于曳引系統來說，它在電梯中的主要作用就是為電梯運輸提供動力。作為曳引系統其中的重要組成部分-曳引機，其性能直接影響電梯的速度、起制動、加減速度、運行的可靠性等指標，因此，也被稱為電梯的“心臟”。同時，隨著成本較低、結構簡單的永磁同步無齒輪傳動曳引機技術的發展，以往傳統的曳引機已逐漸被淘汰。永磁同步曳引機不僅減少了對環境的污染，符合現代所倡導的環保理念，還能降低了電梯的事故與維修的頻率，從而有效地減免了其投入的費用。相對于交流異步電機來說，永磁同步曳引機具有以下幾大特征，且都是交流異步電機無法企及的： 首先，運行可靠，低振動、噪聲小，能夠快速響應。永磁同步電機在額定轉速內保持恒轉矩，從而保證了電梯的運行穩定性，還有在低頻、低壓、低速時能提供足夠的轉矩，避免電梯在啟動緩速過程發生抖動現象，以此在轎廂中乘客能獲得更好的舒適感。其次，體積小，結構簡單。永磁同步電機不僅去除了較為笨重的機械傳統裝置，精簡了結構，與同容量異步電機相比，其體積要小，重量更輕，在減少了制造材料、生產周期、設計難度的同時，不僅能進一步有效的降低與控制成本，提高競爭力，還便于維修與保養。最后，損耗少，工作能力強。該電機并不需要勵磁電流的應用，更可以避免無功電流的出現，它對強化功率因數等具有重要作用，更可以防止發生電負荷等不良情況。
3.2 電氣控制
對于電梯控制系統，主要由兩部分構成，一部分是調速控制，另一部分是邏輯控制。在機電一體化被應用到電梯中以后，其控制系統就融入了多項技術，性能也得以大幅度提升，并很快成為電梯行業的領軍技術，電梯系統結構也因此變得更加緊湊，不僅方便安全，還可以節省大量時間，最重要的是電梯在運行中更加穩定，還有效節省了大量能源。
首先，控制器實現一體化。控制器一體化已經成為現代電梯的重要標志，在該控制器中，主要融入了雙 32 位網絡化、智能型電梯控制系統，其中所蘊含的機電一體化技術主要表現在機械技術、控制技術、驅動技術以及信息處理技術上。對于機械技術來說，主要用于控制驅動架構，由于屬于模塊化設計，所以，其裝置結構相對來說較為緊湊，接線較少，可靠性更強，且便于操作。而控制技術多指計算機智能控制系統，其中含有停靠技術、記憶技術等，不僅可以準確確定位置，還可以很好的控制速度，這些都為電梯安全運行提供了保障，同時還可以讓電梯在運行中更加平穩，乘客在乘坐電梯時也更加滿意。對于驅動技術來說，就是在矢量變換技術的作用下，根據旋轉編碼器來顯示運行中的電梯實際情況，不僅有效控制了電梯運行速度，還能夠根據人體實際情況選擇合適的運行速度。尤其是在 PWM 補償技術被應用以后，無論是噪音和損耗都將得以大幅度下降。
其次，通訊速度十分快速。對于電梯控制系統來說，其構成相當復雜，一個系統要同時接收上百個信號，并技術完成信息處理。而在機電一體化技術被應用到電梯控制系統中以后，CAN 總線也被應用進來，無論控制器數量多少，僅需要一對雙絞線就可以在網絡拓撲結構的作用下完成連接，這樣一來就能夠大幅度減少信號線數量。同時隨著 CAN 總線的應用，數據的傳輸能力也有利顯著上升，在降低了電梯控制成本的同時，也使電梯運行更加可靠、安全。由于樓層不同，只要適當的增加對應的呼梯控制設備即可，而不需要改變主控制設備，此外適時升級該系統，也會為電梯安全運行提供保障。
3.3 節能環保設計
隨著機電一體化技術在電梯中的應用，節能環保設計也隨之進入到電梯設計中，有效節約了能源，減少了浪費。如能量再生設備的應用，它與永磁同步電機一樣都可以提高電梯系統性能。一般來說，無論電梯是處于上行狀態還是下行狀態，其電機始終處于發電狀態，需要大量能源作為動力，而在能量回饋裝置應用其中以后，30% 左右的能源都會被重新收集回來，以備下次使用。同時，機電一體化的節能環保設計還體現在軟件控制上，之所以要隨時監控交通模式，主要是為了用最好的運行次數運送最多乘客，并盡量減少電梯停靠次數。為實現這一目標，還可以借助仿真軟件來實現，這樣就能快速準確計算出不同樓層間最合適的運行曲線，在保證了乘坐舒適性的同時，還可以節省電能。此外，在機電一體化的應用，電梯照明也不再是問題，只有有人按下呼梯控制器以后，燈光才會亮起，無人時燈則熄滅，由于電能損耗較少，節約能源的同時也延長了照明設備的使用壽命。
4、結語
對于機電一體化技術來說，其在電梯中的應用不僅提高了電梯的運行質量，確保了電梯運行安全，更可以實現節能的目標。隨著機電一體化在電梯設計中的應用，電梯控制逐漸呈現智能化，為人們所提供的服務也越來越智能化，很多設計都是從人性化角度開始的，因此人們在乘坐電梯時也要比以前放心得多。由此可見，機電一體化在電梯中的應用具有非凡的意義。
參考文獻
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