機電一體化技術在電梯中的應用研究與實踐

蘇燕池

摘 ?要：電梯設備是特種設備的重要組成，其運行下面臨交到安全風險，一旦發生事故問題勢必會造成人員傷亡或經濟損失，科學應用機電一體化技術能夠提高電梯設備安全性能。下面文章主要對機電一體化技術在電梯中的應用展開探討。

關鍵詞：機電一體化;電梯設備;電梯技術;一體化

引言

機電一體化是一種集機械、電子和計算機技術為一體的綜合性技術，已經廣泛應用于各種領域，并給人們的生產生活帶來了諸多便利。伴隨著科學技術的不斷發展，機電一體化在集成更多新技術的基礎上，朝著新的方向不斷創新發展。在以往的電梯中應用能量回饋技術較多，但是應用這種技術會導致電梯運行中鋼絲繩受到外界干擾激勵，其動態特性受到影響，產生較大的振動頻率，電梯運行安全得不到保障。應用一體化技術能夠提高電梯運行性能。

1機電一體化技術在電梯中的應用的價值

首先，節能降耗，增加電梯使用壽命。電梯一體化技術應用提高了電梯運行效率，同時，電梯一體化技術的應用，還可以幫助其有效識別電梯單次運行時的承重情況，并根據實際載重量對自身運行功率進行調節。這樣一來，電梯在空載或者中載運行時，能夠自行降低運行功率，從而降低電梯運行對能源的消耗，實現節能運行。同時，電梯自動調節運行效率，還可以避免電梯長期處于高負荷運行中，減少電梯運行損耗，延長使用壽命。其次，提升電梯智能化水平。電梯一體化技術的應用，能夠有效提升電梯的智能化水平。電梯一體化技術的應用，能夠通過自動化設計，實現多個電梯的聯動分析與判斷。應用一體化技術的電梯能夠對電梯實際到達層數進行設定，從而滿足建筑物的實際需求。另外，提高電梯運行的安全性和穩定性。近年來，建筑中電梯安全事故時有發生，電梯一體化技術的應用，對于提高電梯運行的安全性和穩定性具有重要作用。在電梯一體化技術中，包括自動化控制系統，該系統可以對電梯運行情況進行實施監測，及時發現電梯運行中的問題，并且一旦發生故障還可以自動報警，極大的提高了電梯運行的可靠性，加強對電梯安全事故的防范，降低運行風險。同時，在出現緊急狀況時，電梯一體化技術管理人員還可以通過立即啟動應急預案，保障電梯運行[1]。

2機電一體化技術在電梯中的應用策略

2.1電梯控制系統中的應用

現代高層電梯的升降運行主要依靠電機牽引，其控制系統主要負責對電梯的運行狀態進行監測和控制，重點是控制電梯的運行速度和穩定性，使電梯可以在指定樓層實現準確停靠。電梯的控制系統結構主要包括以下及部分：第一，曳引系統，主要負責對轎廂升降運行的牽引，為電梯運輸提供主要動力;第二，導向系統，主要負責對電梯的升降運行提供導向作用，保證電梯沿著導軌移動，避免發生搖擺和傾斜;第三，電梯拖動系統，主要負責為電梯的升降運行提供動力和支撐力，尤其是對電梯在井道內的運行速度進行控制，其最主要的設備就是限速器;第四，重量平衡系統，通過對重來平衡電梯轎廂的重量，同時保證電梯的牽引力和轎廂的總重量能夠實現相互匹配，增強電梯運輸的平穩性;第五，電氣系統，對電梯的運行狀態進行精準控制，比如根據電梯的實際運行情況及承受的載荷，對電能供給進行精確調控;第六，安全保護系統，主要負責對電梯的運行安全性提供可靠保障，降低事故的發生幾率和危害程度，保護系統主要由安全鉗、制動器以及限速器等組成;第七，電梯門系統，實現電梯內、外部的有效隔絕，并根據電氣系統實現對門啟閉的控制[2]。

2.2電梯電氣接地中的應用

接地技術的應用，主要目的是防止雷電和故障原因引起的相線（如電線絕緣不良，線路老化等）與設備外殼碰觸時，能將有危害的電流經PE線連接到大地，起到保護設備和人身安全的作用。在電梯的控制系統中，接地除了保護設備和人身安全的作用外，各個設備之間信號的鏈接也要求有一個基準“地”作為信號的參考地，保證電路系統穩定工作;還有信號傳輸時之間的互擾等電磁兼容問題，接地不當會降低防止電磁干擾采用的屏蔽和濾波措施的效果，嚴重影響系統運行的可靠性和穩定性。接地技術不僅是電梯設備的重要安全防護措施，也是設備電磁兼容技術的重要內容之一，有必要對其進行分析并合理運用。電梯的電氣控制接地系統根據各單元電路存在電磁干擾的強弱、信號電流的大小和電源類別分為信號地、功率地和機殼地三套。而對電梯的曳引主機、限速器、控制柜、導軌、線槽或金屬線管、門機箱、電源箱、接線箱、變壓器等機械和電器部件的金屬構件進行的接地連接。三套系統分別自成系統，采用單點接地和多點接地兩種方式進行連接。最后用截面積較大的接地母線匯集于一點，與系統相連，系統地通常為真正的大地。

2.3門機控制中的應用

機械運動模型包括電梯門機在正常工作發生堵轉的故障模型和電梯門機系統機械磨損的壽命預測模型。電梯門機在正常工作發生堵轉的故障模型，主要通過分析電梯關門的速度曲線來判斷，如果電梯正常運行中發生夾人或夾物堵轉故障，電梯門機的某些參數就會產生相應變化，電梯門機運行曲線的速度參數以及電梯門機的電流參數會發生改變，利用相關檢測和分析手段，及時預測和預警，防止電梯出現事故。電梯門機系統機械磨損的壽命預測模型，主要通過分析門機導向裝置、強迫關門裝置、層/轎門連鎖裝置等的運行參數，預測相關部件磨損及失效的時間，及時發出維保及更換相關零部件的信息[3]。

2.4抗干擾設計

在電梯控制中，由于串模干擾與不平衡傳輸信號相疊加，導致電梯供電遇到障礙。利用機電一體化技術，以光電耦合器實現輸入、輸出通道的信息傳遞，隔離電梯系統內的各種電氣模塊、設備，以隔絕干擾，被隔離部分包括傳感器、執行設備等。同時，設置濾波電路來降低高頻信號的干擾，即在低頻信號傳送電路內加裝低通濾波器，由于濾波電路體積較大，可配合數字濾波實現濾波的目的。在信號傳輸通道內，應設置由限流電阻和穩壓管組成的過壓保護電路，避免因電壓過高引發電梯故障。根據電梯種類和大小，選擇合適的限流電阻，避免信號衰減;穩壓管根據最高傳送信號電壓進行選擇，穩壓值略高即可，若穩壓值較低，則會使得有效信號限幅，造成信號失真，對于0.2V以下的微弱信號，使用兩只反并聯的二極管來代替穩壓管，即可實現過壓保護。電梯的供電線路常被利用為系統的入侵渠道，以可抗干擾的穩壓電源對電梯系統進行供電，保證供電安全。將供電線路與產生干擾的用電設備分開供電，將低通濾波器與隔離變壓器接入供電線路中，其中低通濾波器吸收大部分電路中的干擾，隔離變壓器與鐵芯一起接地，防止干擾通過初次級之間的電容效應進入供電系統;整流元件上并接濾波電容，避免電壓電流波形沖擊產生高頻干擾。

結語

綜上所述，電梯作為機電一體化程度較高的設備，其安全運行依賴于機電一體化控制應用，科學分析電梯運行原理，結合實際情況做好電梯設備一體化技術應用，有助于電梯運行水平的提高。

參考文獻

[1] 孫興海，李孝義.機械制造與自動化在電梯制造中的應用[J].科學技術創新，2019（13）：168-169.

[2] 楊大為.論電氣自動化技術在智能建筑中的應用[J].產業與科技論壇，2019，18（04）：55-56.

[3] 張云.新型電梯自動化技術的特征及發展趨勢[J].科技與創新，2015（12）：24+27.