浅谈机电一体化技术在电梯中的应用潘建民

发表时间:2020/5/28   来源:《工程管理前沿》2020年第7期   作者:潘建民
[导读] 本文主要分析了机电一体化技术在电梯曳引系统、电气控制系统、节能环保系统中的运用,并探讨了电梯技术的发展趋势。
        摘要:电梯是超高层建筑必不可少的基础设备,随着科学技术的发展,机电一体化技术逐渐运用到了电梯运行之中,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。本文主要分析了机电一体化技术在电梯曳引系统、电气控制系统、节能环保系统中的运用,并探讨了电梯技术的发展趋势。
关键字:机电;一体化技术;电梯;应用;发展
电梯是人们生活中必不可少的交通工具之一,电梯为人们的运输提供了极大便利,还改变了人们上下楼的生活方式,尤其是在高层建筑逐渐增多的今天,电梯更是发挥着不可替代的作用,已经成为高层建筑重要而不可或缺的交通工具。随着电梯应用的广泛,电梯也越发向科技化发展,尤其是机电一体化的应用,电梯的性能提高更加快速,发展前景更为广阔。笔者结合实际工作经验,探讨了机电一体化技术在电梯中的运用策略,有不对之处,请批评指正。
1机电一体化概述
所谓的机电一体化技术,简单的来说就是机械技术与电子技术的融合体。不断发展的科学技术推动了计算机技术发展,更为机电一体化技术提供了广阔的发展空间。经过多年发展,机电一体化技术已经趋于成熟,且在处于光机电一体化发展阶段,一旦该技术得以实现,它便可以为人类带来更多价值。对于机电一体化而言,就是将存在于计算机上的各种技术融合在一起,并适当的融入其他技术,它的出现为进一步推动电子技术发展奠定基础。由于人们对运行中的电梯有着较高的要求,不仅要保证足够安全,还要舒适快速,且投入成本少等,面对这一系列的要求,就要重视机电一体化技术的研究与应用,将其作为促进电梯技术发展的主要技术。
2机电一体化技术在电梯中的应用
电梯主要是由拖动系统、曳引系统、导向系统、安全保护系统和电气监控系统构成。机电一体化技术应用于电梯,融合了机械、电气、系统工程学和微处理器技术,尤其是近年来变频驱动、智能控制新技术和新材料在机电一体化中的应用,实现了电梯的舒适、安全、快速、高效和平稳等性能特点。限于篇幅,在此仅重点就电梯曳引系统和电气控制技术的机电一体化进行讨论。
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
电梯控制系统主要包括调速控制和逻辑控制部分。机电一体化技术应用于电梯中,将驱动系统、控制系统、电梯管理等多项技术融为一体,电梯的性能也得到了大幅提升,安全性和稳定性更高。
2.2.1超高速串行通信
逻辑控制系统是电梯控制系统中的一个关键性控制系统。系统在电梯运行时需要接收和处理几百个信号,近年来,控制器局域网络(CAN)总线技术应用于电梯控制系统中,通过一对双绞线将各控制器通过网络拓扑连接起来,使原来的数百根信号线减少到几根,提升了数据的传输能力,降低了电梯的运行成本,提高了运行的可靠性。尤其是在高层建筑中,只要加入相应数目的呼梯控制器即可满足不同楼层需要,而不需要改动主控制器硬件,系统的扩展和升级灵活、简便。


2.2.2高集成控制器
现代电梯的重要标志之一是实现了控制器的一体化。一是,机械控制技术。在高集成控制器中,融入了双32位网络化、智能型的电梯控制系统,实现了模块化结构设计。二是,驱动技术。采用变频电源驱动永磁同步电机,采用旋转编码器将先进的矢量变换技术应用于驱动技术中,实现电梯实时运行数据反馈给驱动控制单元,并按照人体的舒适度进行速度调节。如新型PWM死区补偿技术的应用,降低了电梯运行过程中电机的噪声以及电机的损耗等。三是,信息处理技术。根据电梯的实际负荷,以及电梯上下运行的速度,调整电流大小,从而增加对曳引机灵敏度的控制,实现对主机转动力矩的精准控制,保证整个电梯在运行过程中状态的稳定性。四是,控制技术。采取全电脑智能化控制系统,32位双CPU通过并行通信实现数据交换的高速运行,通过直接停靠技术和轿厢位移记忆技术,能够保障电梯停站的精确、高效和安全。
2.3节能环保系统
随着电梯之中机电一体化技术的应用,节能环保设计也在电梯设计中得到广泛的应用。节能环保设计的应用,不但可以节约能源,同时也可以避免浪费的出现。如能量再生设备的应用,就可以帮助电梯系统提升其性能。
(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。
3电梯技术的发展趋势
机电一体化技术的应用已经成为电梯发展的主要趋势,更智能、更高效、更安全已成为当今世界电梯发展的主要研究方向。另外,经济节能、绿色环保等方面也是必须注意的问题。
3.1趋于智能化
随着互联网信息服务的市场推进,智能化成为电梯企业的转型改革的主方向。电梯的优质服务不再是单一的“时间最短”概念,而是采用模糊理论、神经网络、专家系统、遗传算法等人工智能方法,使电梯成为更加安全、舒适、高效、优质的服务工具。
3.2超高速电梯
随着高层建筑增多,超高速电梯仍旧是研究热点。曳引式超高速电梯的研究在采用超大容量电动机、高性能的微处理器、减振技术、新式滚轮导靴和安全钳等方面继续推进。
3.3无害电梯
这是一种目前来说最受看好的一种模式,虽然还没有进行大幅度的推广,可是从很多方面来讲,都是非常切实可行的,在电梯从制作,安装使用等每一个环节中,都尽可能地做到节能环保的效果,尽可能地达到噪声低、寿命长、兼容性强的效果。
4结语
在电梯的建设进程中,通过机电一体化技术的应用,让电梯在运行质量和效率,速度上都有了极大的提高,在近几十年的发展历程中,微机控制的电梯已经成为电梯发展的主流,在未来备受公众看好,其中的串行通信布局简单,信息输送量大,由此应用在电梯控制系统中的机会日益增多,并且随着机电一体化技术的发展,对电梯的控制呈现智能化,自动化,能够不断满足人们的需求,让人们在舒适中得到安全的保障。
参考文献:
[1]机电一体化技术在大型煤矿的应用分析[J].刘锦.山东煤炭科技.2017(11)
[2]机电一体化技术在智能制造中的应用[J].林少锐.科技资讯.2018(14)
[3]机电一体化技术在机械制造业中的应用分析[J].周阳,周旭妮.硅谷.2017(03)
[4]机电一体化技术在现代工程机械中的应用[J].聂海燕.南方农机.2019(24)
[5]机电一体化技术在电梯中的应用实践与探讨[J].姚晓宇.中国新通信.2018(24)
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: