机电一体化技术在电梯中的应用实践与探讨

机电一体化技术在电梯中的应用实践与探讨

金华市特种设备检测中心浙江省金华市321000

摘要:现阶段,我国高层建筑的建设数量不断增多,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。

关键词:机电一体化;电梯;应用

引言

电梯是涉及机械、电力电子、微机等的机电复杂综合系统。将机电一体化技术应用于电梯制造,对促进电梯技术发展、改善电梯运行状况、保障电梯运行安全具有积极的现实意义。

1机电一体化技术概述

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术等多种技术进行有机结合,从而更好地为推动社会经济发展的综合性技术。同时机电一体化技术不是单纯地对现有技术的简单结合与拼凑,而是通过科学的整合相应的技术,进而形成一个最优的系统。机电一体化技术突破了传统机电产品单一的功能,所以可以有效地满足不同的应用场景需求。在精度上,机电一体化技术对相应的技术结构进行了精简,配合更为有效的控制技术,起到减小误差的作用,相较于传统的机械技术,其精度得到大大的提高。机电一体化技术由于具有自我诊断、自动监控、自动保护等功能,也在客观上降低了操作人员在操作过程中的安全风险,以及设备所可能面对的安全风险。由于机电一体化技术的优势,所以机电一体化产品在实质上对人的感官以及头脑进行了延伸,并通过多种技术手段的综合应用来对人的不足进行了补偿,因而在生产效率和成本控制方面,具有极大的可开发潜力。

2机电一体化发展的现状分析

(1)初期阶段,二十世纪六十年代前是。在这一阶段中,电子设备中的机械产品性能逐步完善,二战中,要求机械产品于电子技术进行结合,这一阶段电子技术发展不够成熟,还处于初期阶段,不可能进行产品的大量开发,更不能进行推广。(2)蓬勃时期,二十世纪七十年代到八十年代,控制技术、计算机技术、通信技术等都得到发展,这些发展为机电一体化进步打下了基础。(3)智能化转变,机电一体化进入全新的发展阶段。光学、通信技术、微细加工、系统建模设计、分析集成方法层面的进步都很突出,为机电一体化的发展提供技术支持。(4)当今机电一体化进入发展阶段,人工智能技术和光纤技术都得到应用,对机电一体化的重视程度也在不断加深。

3机电一体化技术在电梯中的应用实践

3.1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。

3.2电气控制系统

电梯的电气控制系统主要有调速控制和逻辑控制两个方面。一是控制器的一体化。其主要是将智能型的电梯控制系统与双32位的网络化系统进行融合,并且综合了机电一体化技术中的驱动技术、机械技术、控制技术和信息处理技术等,通过对驱动架构的模块化设计来简化其复杂的结构和接线,而且通过综合了记忆技术以及停靠技术的计算机智能控制系统来提高控制速度、准确地进行位置确定,并确保电梯的运行安全。其中所使用的驱动技术为矢量变换技术,可以通过其中的旋转编码器来对其运行状态进行显示,便于对其加速度以及实际运行速度进行控制,并此阿勇PWM补偿技术来降低电梯运行中的损耗和噪音。二是通讯速度的提高。电梯的控制系统本身具有较为复杂的结构,而且需要同时接收多个信号并对其进行处理。这就需要将机电一体化技术中的CAN总线技术应用其中,这样就可以实现只需要采用一对双绞线就可以在此网络拓扑结构中将所有的控制器进行连接,并实现对信号线数量的有效控制。此技术的应用不仅表现出具有较快的数据传输速度,而且数据传输的准确性较高,运行成本也较低,并且表现出较高的运行安全性和可靠性,操作也较为方便和灵活,便于电梯的后续升级与改进。

3.3节能环保系统

(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。

4机电一体化技术的发展趋势

4.1智能化

机电一体化设备的智能化要求机器人和数控机床能够具备人的思考能力与逻辑思维能力、决策能力,从而更为高效地控制目标。机电一体技术智能化的本质是在控制理论的基础上,吸收包括人工智能、计算机科学、混沌动力学等新思维新方法来让机电一体化技术对人类智能进行模拟。

4.2系统化

机电一体化将会越来越系统化,所有的技术运用都将相通,不再是一个个孤立的技术。其特征是技术运用会更加灵活和方便,而信息处理技术和信息获取技术也会大大加强,全球覆盖的网络技术机电一体化也会越来越适应人类的需要,不管是大众的还是特殊的要求都会得到更加全面的进步。

4.3环保化

绿色环保是机电一体化的未来发展方向之一。环保化要求机电一体化设备具有对环境污染小,同时设备能够进行回收以及进行再利用的特点,从而降低设备本身可能对生态环境造成的影响。因此,绿色环保需求具有相当强的现实意义,实现机电一体化设备的环保可以促进资源的有效利用,促进社会的可持续发展进程。

4.4微型化

微电子技术和轻便机械技术的运用会使得未来的机电一体化朝着微型化发展,科学发展在纳米,微米技术的运用之下可以达到产品的体积小,质量轻,功能全,消耗少,运用灵活的特点。而这一技术也会在未来的航空,医学,科技,国防军事等方面得到运用。

4.5模块化

就目前而言,机电一体化产品的人机交互还比较落后,各部分内容混杂在一起,难以实现有效的管理和运营,这就要求机电一体化不断综合集成其功能模块,最后实现较为自然的人机交互方式。

结语

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:

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[2]林少锐.机电一体化技术在智能制造中的应用[J].科技资讯,2015(14):92-94.

[3]陈顺平,朱江龙.浅析机电一体化技术的应用及发展[J].黑龙江科技信息,2015(36):30.

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