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摘要：电梯给我们的日常生活带来了极大的便利，舒适节能、高效高速和安全可靠是电梯永恒的主旋律，经过时间的发展，机电一体化的应用为电梯的正常稳定运行，保障使用着的安全提供保障。
关键词：机电一体化；电梯
1机电一体化技术
机电一体化技术是从系统工程的观点出发，将机械、电子和信息等有关技术有机结合起来，以实现系统或产品整体最优的综合性技术。随着电子技术的发展，人们发现可以用轻便的电子调速装置来替代过去笨重的齿轮调速箱，通过计算机的软件可以调节精确的运动规律，因此，可以从机械、电子、硬件、软件四个方面去进行有机的渗透和综合，以构成一个整体最优的产品或系统。机电一体化技术的应用，在简化产品结构、增强系统功能、改善操作性和使用性、提高安全性和可靠性、节能降耗、增强柔性和智能化程度等诸多方面都取得了显著成效。电梯是机电一体化的大型复杂产品，如果以人作比，机械部分相当于人的躯体，电气部分相当于人的神经系统，机与电的高度结合，使电梯成为现代科技的综合产品。在电子、信息、通讯和控制等技术快速发展的推动下，电梯日益发展，使得电梯的舒适性、快速性、安全性、停层准确性及节能降耗、环保性能等都得到了很大的改善。
2机械电子一体化应用下的电梯的工作原理
电梯的基本结构是：在一个垂直的长方体建筑物内“抠出的”（一个建筑大楼内可以有多个电梯的存在），放置一个能够在上下方向移动的电梯厢。在电梯井壁装有导轨，并且能够随着轿箱上的导轨的限制轿箱的移动。电梯在上升下降以及支撑有2种方法：第一种，曳引式：在多条钢缆帮助下，使用“建筑物内部”的顶部的曳引轮将电梯厢悬挂安置在顶层。根据动滑轮原理，一旦轿箱移动时，对重就会向相反的方向移动。为了有效的防止滑动和后溜，必须要经常更换用旧的钢缆和曳引轮，以免发生事故。电动机提供动力，带动曳引轮的转动使之能够降下和升起轿厢，另外，电动机可以使用交流电或者使用直流电。有一些电动机是由齿轮的带动下使曳引轮转动，在新技术的支持下，采用的无齿轮的带动能够使得电梯速度更快。大多数的高层建筑上的曳引电梯具有重量补偿的完善：就是在电梯厢和对重的下面设置锁链，连接到整个建筑物的底部。所以，曳引式的电梯一定会有各种各样的安全防范装置，防止电梯厢因为钢缆的断裂或者制动系统的失灵等原因而造成的整个电梯的下坠或者不受控制。也就是说，当加速到一定的速度时，电梯会自动“抓紧”电梯的轨道，将电梯厢或对重进行“刹车”的动作。并且在“装下”电梯的建筑物的底部，装有一定的缓冲器，将它作为电梯安全系统的最后的保护。第二种，液压式：轿箱是由底下的柱塞升降和支撑，并且由液压进行推动。柱塞还有着作为望远镜式的折叠的作用，从而达到减少地底所需要的深度的目的。并且因为建筑师考虑到柱塞的缺点，液压电梯将不会用于过高的建筑物（一般是两层到五层的建筑，一般的话，不多于二十米）上。液压式电梯在占地面积方面有着很好的优势，所要的空间小，可以在任何位置设置，而且结构简单容易建筑制造。但是具有耗电量较多，速度慢的缺点（每秒速度不足一米高）。
3机电一体化技术在电梯中的应用
3.1曳引系统
在电梯之中，曳引系统主要是为了电梯运输动力的提供。在曳引系统之中，曳引机是其最重要的组成部分，曳引机的性能会直接对电梯的加速度、本身速度、运行可靠性以及起制动灯指标产生直接的影响，因此，也被人们称之为电梯的“心脏”。同时，随着结构简单、成本低廉的永磁同步无齿轮传动曳引机技术的发展，原本传统的技术已经被淘汰。这一技术的应用不但满足现代环保理念的要求，可以减少对环境的污染，同时，电梯的维修频率和事故率都得到大幅度的降低，避免过高费用的投入。永磁同步曳引机相比交流异步电动机，拥有交流异步电机无法达到的优势，其拥有的特征如下：第一，运用可靠性较高，噪声小，低振动，能够实现快速的响应。在额定转速下，永磁同步电机能够保持恒转矩，才能满足电梯运行稳定性的要求，同时，在低速、低频以及低压状态下，也可以保持足够的转矩，避免在启动缓速过程中出现电梯抖动的现象，进而让电梯之中的乘客拥有舒适感。第二，结构简单，体积小。永磁同步电机本身没有任何笨重的机械传动装置，对结构实现了进一步的精简，相比同容量异步电机，重量更轻、体积更小，在设计难度降低、生产周期减小以及制造材料减少的同时，还能够帮助其提升竞争力，也方便后续的保养与维修处理。第三，工作能力强，不会出现过大的损耗。这一类型的电机不需要励磁电流应用的帮助，同时，也可以避免出现无功电流，对于功率因素强化等起到了重要的作用。另外，也可以有效的避免出现电负荷等不良现象。
3.2在电气控制方面的应用
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节能环保设计
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。
总结
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。电梯走向人工智能化，将其服务变得越来越贴心，人性化，让使用者身心舒畅。
参考文献
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