摘要：随着城市建设的不断发展，高层建筑不断涌现，作为垂直运行的交通工具，电梯在国民经济和居民的日常生活中有着广泛的应用，安全可靠、高效高速和舒适节能是电梯永恒的主旋律。经过150多年的发展，现代电梯的技术含量日益提高。全球超过60%的电梯都在中国制造和生产，研究电梯技术，改善电梯性能，具有极其广阔的前景。
关键词：机电一体化技术；电梯；应用
1 机电一体化技术在电梯上的应用原理
电梯是典型的机电一体化大型复杂产品，它的基本结构是将一个能上下移动的电梯轿厢放置于一个垂直、长方体的建筑物井道内。在电梯井道壁装有导轨，并与轿厢上的导轨相联系，与轿厢导轨一起控制着轿厢自身的移动。目前，电梯的升降及支撑主要有曳引式和液压式。
1.1曳引式。利用钢缆和曳引轮将电梯轿厢安置于建筑物内的顶层，利用动滑轮原理，电梯的轿厢在移动时，对重就会发生相反的方向移动。在实际应用时为防止轿厢滑动或后溜，钢缆和曳引轮装置需要定期更换和维修。曳引式，电梯动力来自于电动机，曳引轮在电动机的带动下产生轿厢上升或下降的曳引力。近年来，随着新技术的应用，无齿轮驱动则实现了电梯的快速升降。此外，在高层建筑物中，为了保障曳引式电梯高效、安全地运转，会配置重量补偿装置，即在电梯轿厢和对重的下方设置相应的锁链，并将其连接到建筑物的底部。井道底部装有相应的缓冲器，以防止电梯轿厢因钢缆断裂或制动系统故障造成轿厢下坠或失去控制。
1.2液压式。电梯的轿厢由底部柱塞升降、支撑，并由液压泵推动运行，柱塞具有多级伸缩功能，在电梯实际运行时能够减少底部所需深度。液压式电梯通常不会高于建筑物设计，具有运行速度慢、电耗大等不足，但液压式电梯也具有空间小、结构简单以及易制造和安装等优点。
2 机电一体化技术在电梯中的应用
2.1机电一体化在电梯基本结构中的应用
（1）曳动系统。对于曳引系统来说，它在电梯中的主要作用就是为电梯运输提供动力。作为曳引系统其中的重要组成部分－曳引机，其性能直接影响电梯的速度、起制动、加减速度、运行的可靠性等指标，因此，也被称为电梯的“心脏”。同时，随着成本较低、结构简单的永磁同步无齿轮传动曳引机技术的发展，以往传统的曳引机已逐渐被淘汰。永磁同步曳引机不仅减少了对环境的污染，符合现代所倡导的环保理念，还能降低了电梯的事故与维修的频率，从而有效地减免了其投入的费用。
相对于交流异步电机来说，永磁同步曳引机具有以下几大特征，且都是交流异步电机无法企及的：首先，运行可靠，低振动、噪声小，能够快速响应。永磁同步电机在额定转速内保持恒转矩，从而保证了电梯的运行稳定性，还有在低频、低压、低速时能提供足够的转矩，避免电梯在启动缓速过程发生抖动现象，以此在轿厢中乘客能获得更好的舒适感。其次，体积小，结构简单。永磁同步电机不仅去除了较为笨重的机械传统装置，精简了结构，与同容量异步电机相比，其体积要小，重量更轻，在减少了制造材料、生产周期、设计难度的同时，不仅能进一步有效的降低与控制成本，提高竞争力，还便于维修与保养。最后，损耗少，工作能力强。该电机并不需要励磁电流的应用，更可以避免无功电流的出现，它对强化功率因数等具有重要作用，更可以防止发生电负荷等不良情况。
（2）导向与监控系统。在电梯的导向系统与监控系统中，其主要作用是对电梯厢与对重活动范围的控制与监视，保障电梯厢与对重沿着固定的轨道正常运行，减低电梯运行时的故障发生，降低电梯故障维修成本，为人们的出行带来方便。
（3）电梯厢系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电梯厢主要作用是运送乘客或者货物上下楼，而电梯厢的安全舒适是保证乘客与货物的安全的重要保障，是电梯的重要部分。
（4）控制开关门系统。一般来讲，控制开关门系统的按钮多存在于电梯厢的每一层进出口中，是保证乘客方便进出的重要功能，也是电梯系统的智能化表现。
（5）电力拖动与运行电梯系统。在电梯正常运行时，拖动电梯上行与下行的关键系统即为此项系统，是为电梯提供运行动力，控制电梯运行速度的关键。
（6）电气监督与控制系统。首先，控制器实现一体化。控制器一体化已经成为现代电梯的重要标志，在该控制器中，主要融入了双32位网络化、智能型电梯控制系统，其中所蕴含的机电一体化技术主要表现在机械技术、控制技术、驱动技术以及信息处理技术上。对于机械技术来说，主要用于控制驱动架构，由于属于模块化设计，所以，其装置结构相对来说较为紧凑，接线较少，可靠性更强，且便于操作。而控制技术多指计算机智能控制系统，其中含有停靠技术、记忆技术等，不仅可以准确确定位置，还可以很好的控制速度，这些都为电梯安全运行提供了保障，同时还可以让电梯在运行中更加平稳，乘客在乘坐电梯时也更加满意。对于驱动技术来说，就是在矢量变换技术的作用下，根据旋转编码器来显示运行中的电梯实际情况，不仅有效控制了电梯运行速度，还能够根据人体实际情况选择合适的运行速度。尤其是在PWM补偿技术被应用以后，无论是噪音和损耗都将得以大幅度下降。
其次，通讯速度十分快速。对于电梯控制系统来说，其构成相当复杂，一个系统要同时接收上百个信号，并完成信息技术处理。而在机电一体化技术被应用到电梯控制系统中以后，CAN总线也被应用进来，无论控制器数量多少，仅需要一对双绞线就可以在网络拓扑结构的作用下完成连接，这样一来就能够大幅度减少信号线数量。同时随着CAN总线的应用，数据的传输能力也有利显著上升，在降低了电梯控制成本的同时，也使电梯运行更加可靠、安全。由于楼层不同，只要适当的增加对应的呼梯控制设备即可，而不需要改变主控制设备，此外适时升级该系统，也会为电梯安全运行提供保障。
2.2节能环保技术
随着机电一体化技术在电梯中的应用，节能环保设计也随之进入到电梯设计中，有效节约了能源，减少了浪费。如能量再生设备的应用，它与永磁同步电机一样都可以提高电梯系统性能。一般来说，无论电梯是处于上行状态还是下行状态，其电机始终处于发电状态，需要大量能源作为动力，而在能量回馈装置应用其中以后，30%左右的能源都会被重新收集回来，以备下次使用。同时，机电一体化的节能环保设计还体现在软件控制上，之所以要随时监控交通模式，主要是为了用最好的运行次数运送最多乘客，并尽量减少电梯停靠次数。为实现这一目标，还可以借助仿真软件来实现，这样就能快速准确计算出不同楼层间最合适的运行曲线，在保证了乘坐舒适性的同时，还可以节省电能。此外，在机电一体化的应用，电梯照明也不再是问题，只有有人按下呼梯控制器以后，灯光才会亮起，无人时灯则熄灭，由于电能损耗较少，节约能源的同时也延长了照明设备的使用寿命。
3 结语
总而言之，电梯中机电一体化的应用不仅提高了电梯的运行质量，确保了电梯的运行安全，更是实现了能源的可持续发展。随着机电一体化在电梯设计中的应用逐渐深入，电梯逐渐性智能化发展，为智能化建筑提供重要保障，为人们的生命安全提供保障。
参考文献：
［1］李继红．浅谈机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践［J］．工程技术：文摘版，2016（12）：00073．
［2］王天瑶，王秀．浅谈机电一体化技术的发展及应用［J］．城市建设理论研究：电子版，2015（18）：196．
［3］冯浩聪．机电一体化技术在电梯中的应用研究与实践［J］．建筑工程技术与设计，2016（24）：229．
论文作者:张骁
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/4
标签：电梯论文; 技术论文; 机电一体化论文; 永磁论文; 系统论文; 曳引机论文; 曳引论文; 《电力设备》2019年第3期论文;