摘要：目前，随着我国科学技术的不断发展，电梯不仅在生活中改变了人上下楼的方式，还为运输提供了极大的便利，特别是在目前高层建筑不断增多的社会中，电梯发挥着不可缺少的重要作用。因此，在电梯中融入机电一体化技术，才能更好的为人民服务，发挥出更大的作用；同时，还可以明显提高与改善电梯的性能。本文主要讲述了机电一体化技术的发展现状以及机电一体化特征，并有效的分析了机电一体化技术在电梯中的应用，最后探讨了机电一体化在电梯中应用的总体趋势和电梯技术的未来发展情况。希望能给相关单位提供一定的参考与借鉴。
关键词：机电一体化技术电梯应用
前言：随着我国高层建筑逐渐增多，在建筑中最重要的交通工具就是电梯，是不可或缺的，在科学技术的不断发展中，电梯诞生已有百年了，其运行中含有多种科学技术。我国作为电梯制造大国，需要相关研究者从各方面入手，做好电梯的研究工作，不仅要保证电梯的高效、舒适性，还要保证其安全性，以此来推动电梯技术进一步发展。随着时代的进步，机电一体化的有效应用，使电梯更加的稳定运行，同时也保障也电梯的安全性。
1.机电一体化概述
1.1机械技术与电子技术的融合体，就是机电一体化技术。不断发展的科学技术不仅为机电一体化技术提供了发展，也推动了计算机技术的发展。近几年，机电一体化技术已经非常成熟，如何实现机电一体化技术，也就是把计算机上的各种技术结合起来，并融入其他技术，不仅可以为人类带来更多的价值，还可以进一步为推动电子技术发展作出重要贡献。当下，人们对电梯的要求也越来越高，不仅要舒适快捷，还要保证其安全性，且投入成本要少等，要想实现这些需求，就必须加强机电一体化技术在电梯中的应用，其对电梯技术的有效发展十分重要。
1.2机电一体化的概念
目前，随着科学技术的迅速发展，在各行业已经广泛应用了计算机技术，将机械技术和电子技术结合在一起，就是机电一体化技术。机电一体化技术有着广泛的应用前景，它已经成为了一门有着自动控制技术、计算机技术、信息技术、伺服传动技术、传感检测技术、机械技术等融合的现代化科学技术。机电一体化技术主要是将信息技术与微电子技术相结合的技术，在此基础上还结合机械电子技术被广泛应用在了现代工业上，并在机械、工业得到了热烈的响应，把系统理论作为出发点，将机械化技术、自动控制技术、信息采集技术、微电子信息技术、电子化电子技术、软件编写程序、传送感应测试技术、互联网接口技术等相结合，将结构、动力、运动、智力、感知等所有方面作为基础，并依据系统的各种优化升级版和功能目标组织结构目标，处理每一组要素与他们相联系的信息，研究物质的运动，接口的耦合，能量的变换，运动的传递等，最后，综合整个系统，并在此基础上进行创新，创造属于自己的时代，并不断努力创新一体化技术的发展方向。
2.机电一体化的特征
2.1首先，从结构角度来看，机电一体化正向着多功能和智能化的方向发展，并且属性极强，所以，机电一体化产品在实现其功能的过程中，必须要加强其内部的协调。在机电一体化的基础上，创建多功能化，主要包括执行、检测、控制、动力等，与其所对应的技术相结合，从而组成机电一体化的多功能系统，促进了机电一体化的进一步发展。
2.2机电一体化产品与传统的机电产品进行对比后，发现其具有一种独特的优越性，而且运用机电一体化技术产品具备多种功能性，在使用此产品的过程中，包括保护、报警、监视、诊断等功能，进行优越的自动化操作，不仅可以保障工作的秩序性，还可以在实践中广泛应用。
3.机电一体化技术在电梯中的应用
3.1曳引系统
作为曳引系统其中曳引机是最重要的组成部分，其主要作用是为电梯提供运输动力，其性能直接影响着电梯的运行可靠性、速度、起制动等，因此，也是电梯的“心脏”。目前，传统的曳引机已经被淘汰了，随着结构简单，且成本低的永磁同步无齿轮传动曳引机技术的发展，不仅符合了现代所倡导的环保理念，还减少了对环境的污染，同时有效的减免了投入费用，从而降低了电梯的维修频率与事故率。
永磁同步曳引机对比交流异步电机来说，其特征都是交流异步电机无法普及的，主要表现有以下三点：
（1）不但结构简单，而且体积较小。永磁同步电机不仅结构简单，而且与传统同容量的异步电机相比，去除了较笨重的机械装置，不但重量更轻，而且体积比较小，同时也减少了设计难度和制造材料以及生产周期，不仅提高了竞争力，便于保养与维修，还进一步有效的降低了控制成本。
（2）工作能力比较强，且损耗较少。该电机可以防止无功电流的出现，因为其并不需要励磁电流的应用，不仅可以避免发生电负荷情况，还对强化功率因数等有着至关重要的作用。
（3）不但噪声小、低振动，还能够快速响应，且运行可靠。要想保证电梯的运行稳定性，永磁同步电机必须在额定转速内保持恒转矩，除此之外，还要保证在低速、低频、低压时进行足够的转矩，不仅可以为轿厢中的乘客提供更高的舒适感，还可以防止电梯在启动缓速过程中发生抖动现象。
3.2导向以及监控方向系统
对电梯厢和对重的活动范围，可以通过导向、监控方向系统进行监督与控制，其系统都是由导轨以及导轨架等组成的，可以使电梯厢和对重在升降时，可以沿着导轨正常运动。
3.3轿厢（电梯厢）系统
轿厢是由轿厢架和轿厢体所组成的，其是电梯最重要的不可或缺的组成部分，主要作用是运送乘客上下楼和运送货物。
3.4控制开关门系统
电梯厢入口以及每一层进出口功能都离不开控制门开关系统。
3.5电梯运行和电力拖动系统
电梯运行和电力拖动系统不仅可以有效的控制电梯运行的速度，还可以为整个系统提供动力支持。
3.6电气监督控制系统
在电梯运行时，电气监督控制系统可以对电梯的状况进行操纵、控制以及监督。
3.7安全保护措施系统
安全保护措施系统不仅可以对突发状况快速采取应对措施，还可以保证乘客人员的人身安全，其主要由缓冲器、安全钳、端站、限速器等保护装置所组成。
3.8电气控制
在机电一体化被应用到电梯后，不仅性能得到了大范围提升，其控制系统还融入了多项技术，电梯系统结构也因此变得更加紧凑，不但节省了大量时间，而且更加的方便安全，因此，很快成为了电梯行业的领军技术，同时也节省了大量能源，最重要的是电梯在运行中更加稳定。对于电梯的控制系统，主要由逻辑控制和调速控制两部分构成。
（1）控制器实现一体化。其已经成为现代电梯的重要标志。智能型电梯控制系统和双32位网络化系统都已经融入到了该控制器中，其中，在机械技术、驱动技术以及控制技术上都表现出了机电一体化技术。
机械技术装置结构相对来说，不仅可靠性强，便于操作，还比较紧凑、接线较少，属于模块化设计，主要用于控制驱动架构。
驱动技术必须根据旋转编码器来，在矢量变换技术的作用下，显示运行中的电梯实际情况，不仅可以根据人体的实际情况选择运行速度，还可以有效控制电梯的运行速度。在应用PWM补偿技术后，大幅度降低了噪音和损耗。
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控制技术主要包括记忆技术、停靠技术等，大多数指计算机智能控制系统，不仅可以很好的控制速度，还可以准确确定位置，使电梯在运行中更加平稳，为电梯的运行安全提供了重要的保障，同时使乘客在乘坐电梯时更加满意。
（2）通讯速度十分快速。对于电梯控制系统来说，一个系统要同时接收上百个信号，其构成相当复杂，并且需要技术完成信息处理。在电梯控制系统在应用CAN总线与机电一体化技术之后，大幅度减少了信号线的数量，无论控制器数量多少，在网络拓扑结构的作用下，仅需要一对双绞线就可以完成连接。同时随着CAN总线的应用，不仅降低了电梯控制成本，还提升了数据传输的能力，使电梯运行更加安全可靠。此外要定期升级该系统，以此来有效的保障电梯的安全运行。如果楼层不同，不需要改变主控制设备，只需要增加对应的呼梯控制设备即可。
3.9节能环保设计
随着节能环保设计在电梯设计中的有效应用，不仅减少了浪费，也有效的节约了能源。比如：电梯无论是在下行状态还是上行状态，都需要大量能源作为动力，因为其电机一直保持在发电状态，但是在应用能量回馈装置后，会收集回来百分之三十的能源，以方便下次使用。它与永磁同步电机一样都可以有效的提高电梯系统性能。除此之外，在软件控制上还可以体现出机电一体化的节能环保设计，主要是为了用最好的运行次数运送运送较多的乘客，所以要随时监控交通模式，以便于减少电梯停靠次数。同时，也可以通过仿真软件来实现此目标，不仅可以节省电能，还可以保证乘坐的舒适性，准确快速的计算出最适合不同楼层间的运行路线。另外，电梯照明在机电的一体化应用后，也不再是问题，为了节能能源，延长照明设备的使用寿命，只有在按下呼梯控制器后才会亮灯，无人时会熄灭，以此来有效的减少电能的损耗。
3.10在监控系统上的应用
电梯只有依靠机电一体化技术，才能实现实时监控功能。首先要把电梯正常的运行数据存档在机电一体化技术里，如果电梯中的相关参数发生了异常，机电一体化技术就会暂停电梯运行，并立刻发出警报；除此之外，机电一体化技术还可以有效定位出电梯故障的位置，检修人员赶到时，只需要对机电一体化技术定位的故障位置进行检修和拆卸即可；机电一体化技术还会将体系内的数据不断的进行自我调节与优化，将维修参数进行记忆存档，以此来保证系统数据的准确性，并时刻保持对电梯参数监控的数据调节。
3.11机电一体化应用下的电梯的工作原理
目前，我国电梯主要有两种上升下降以及支撑的方法。第一种：曳引式；第二种：液压式。电梯的基本结构：在一个建筑物内，在电梯井壁装有导轨，放置一个可以上下移动的电梯厢，轿厢可以随着导轨进行移动。
（1）曳引式：在建筑物顶部，在多条钢缆帮助下，使用曳引轮将电梯厢悬挂安置在顶层。轿厢移动时，根据动滑轮的原理，对重就会向相反的方向移动。因此，只有经常更换用旧的钢缆和曳引轮，才能有效防止滑动和后溜，避免发生严重事故。要想带动曳引轮的转动，就需要电动机提供一定的动力，这样才能够使轿厢下降或升起，除此之外，电动机可以使用直流电或者交流电。在新技术的支持下，采用的无齿轮的带动比有齿轮带动下，能够使曳引轮转动更快，同时也使电梯加快了速度。大多数的高层建筑上，曳引式电梯一定会有各种各样的安全防范装置，也就是重量补偿完善，把整个建筑物的底部和电梯厢与对重下面设置的锁链进行连接，主要是防止整个电梯不受控制或者在电梯下坠时，还有可能在电梯厢因为钢缆断裂或者制动系统失灵时，总而言之，当加速到达一定速度时，就会对电梯厢或对重进行刹车动作，也就是电梯会自动抓紧电梯轨道。并且作为电梯最后的安全系统保障，一定会在电梯的建筑物底部，装有缓冲器。
（2）液压式：轿厢是由液压进行推动的，并且是由底下的柱塞支撑和升降的。柱塞主要目的是减少地底所需要的深度，有着作为望远镜式的折叠作用。除此之后，由于柱塞的缺点，所以建筑师不会考虑将液压电梯用于过高的建筑物，大多数不超过20米，并且多数用于2到5层建筑。液压式电梯的优势，主要源于占地面积，其可以在任何位置设置，不仅所需空间小，还结构比较简单，很容易建筑制造。但是其的缺点就是速度慢，耗电量比较多，并且每秒速度不足一米，比曳引式慢很多。
4.机电一体化技术在电梯中应用的总体趋势
机电一体化技术在近几年的电梯行业中，已经成为其发展的重点方向，主要表现为两个方面：
（1）电梯高速化：高层建筑在土地资源的稀缺下，加快了其发展的速度，在高层建筑中，电梯作为其核心设施，机电一体化技术在电梯中应用已经为总体趋势，因此，必须结合机电一体化技术在未来发展中有效提高自身的质量和运行效率，并不断完善电梯的微型传感装置和电动机装置。
（2）电梯智能化：电梯智能化在电梯企业竞争日益严重的前提下，已经不在局限于电梯安全与运行效率之上，而是更加倾向于电梯的服务质量与效率之中，以此来更好的为乘客服务。
5.电梯技术的发展趋势
更智能、高效、安全的机电一体化技术，已经成为目前电梯发展的主要研究方向，也是主要趋势。从目前来看，还需要重视电梯的经济节能以及绿色环保等方面的问题。
（1）超高速电梯。超高速电梯在现代高层建筑中，仍然是研究的热点。另外，曳引式超高速电梯的研究还应该继续推进在减振技术、高性能微处理器以及安全钳和超大容量电动机等相关方面。
（2）趋向智能化。电梯企业随着互联网信息服务市场推进的转型改革中，智能化已经成为了主要方向。电梯的优质服务采用的是专家系统、模糊理论、遗传算法、神经网络等人工智能方法，不再是单一的时间最短概念，从而造就出更加高效、安全、优质、舒适的电梯服务工具。
（3）绿色电梯。在电梯的制造、安装以及配置与使用中，绿色电梯已经被广泛关注，不仅要采用绿色装潢材料与建筑物协调，还要求电梯寿命长、电磁兼容性强、噪声低、节能性高等。
结束语：
综上所述，目前，机电一体化技术不仅是我国电梯重要的研究方向，还是电梯发展的主要趋势。要想有效的提高电梯运行的可靠性、安全性以及运行质量，就要在电梯制造中有效的采用机电一体化技术，最大程度的降低消耗，节约能源。近年来，电梯中应用机电一体化技术，不但发展前景好，而且发展规模也相比较大，主要因为机电一体化技术比较有优越的控制性。在电梯控制系统中不但可以大量传输信息通信技术，而且线路比较简单，更好的保障了电梯的运行情况。电梯的机电一体化技术还应沿着智能化的方向发展，同时也应不断地完善，从而保障人们乘坐电梯时的安全性，更好的推动了我国电梯行业的进一步发展。
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论文作者:陈利
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
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