超高速電梯的關鍵技術及應用

賀敏鵬

摘 要：近些年我國建筑日漸趨向于超高層建筑發展，在超高層建筑施工中超高速電梯使用則是非常重要的一項配套工程。通過對超高速電梯關鍵技術的開發應用，能夠有效提升其產品品質和使用安全性。基于此，本文就超高速電梯的關鍵技術以及應用進行分析，希望可以為其整體性能的提升提供借鑒。

關鍵詞：超高速電梯 關鍵技術 應用分析

中圖分類號：TU85 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（b）-0122-02

1 超高速電梯定義與使用范圍的界定

根據電梯的運行速度分類，電梯可以分為低速電梯、中速電梯、高速電梯以及超高速電梯這四類。低速電梯一般指運行速度小于等于1m/s的電梯；中速電梯的運行速度運行速度較快，它是運行速度大于1m/s小于2.5m/s的電梯；高速電梯是運行速度大于等于2.5m/s小于6m/s的電梯；超高速電梯在以6m/s的速度或者快于6m/s速度運行的電梯。根據建筑物樓層高度，可以分為低層建筑、中層建筑、高層建筑以及超高層建筑這四類。超高速電梯一般應用于高層和超高層建筑物上。高層建筑指的就是建筑物高度最高為100m，并且建筑物樓層層數在26～40之間的建筑；超高樓層即是建筑物高度在100m以上，并且樓層層數在40層以上的建筑。電梯的種類有很多種，在選擇電梯的過程中，要根據建筑的樓層高度來選擇不同的電梯種類。

2 超高速電梯的關鍵技術

2.1 新型驅動電機技術的分析及應用

超高速電梯由于速度快運行樓層比較高，所以對于驅動電機的要求會相對嚴格一些。因此現在超高速電梯使用新型驅動電機。其在使用中可以達到節能、節省空間、降低振動以及減少噪音污染的效果。相對于早期人們普遍使用采用直流發電的電梯驅動電機，這樣的發電機會更符合現代人們生活的需要，因為早期的采用直流發電的驅動電機不僅消耗能源，而且振動頻率高，造成的噪音較大。永磁式同步電動機就是新型驅動電機的一個例子。永磁式同步電動機，是一種利用永磁體建立勵磁磁場的小功率同步電動機。其擁有體積小、重量輕、損失耗能量低，工作效率高以及產生噪音小，在重載情況下可以快速啟動的特征，在超高速電梯的使用中得到了快速的發展。另外，永磁式同步電動機的矢量控制系統能夠達到高精度、高性能的效果，再加上永磁式同步電動機的研究與開發經驗的日趨成熟，使得其向高功能化、微型化以及高效率方向發展。

2.2 帶能量反饋技術驅動主機的開發及應用

帶能量反饋技術驅動主機，意思也就是通過電梯自身發電與制動在正常工作運行過程中，產生的勢能與動能轉換為電能的形式反饋到電網中，從而來實現電梯中的能量反饋。這一項技術是在永磁式同步電動機在電梯行業的又一項重大突破。其工作原理也是很容易理解的，當電梯上升的時候負載較輕或者較快地制動時，電梯的驅動處于發電狀態。處于此狀態是由于電梯系統的配重，處于這個狀態可以同時連接高頻磁芯扼流電抗器來吸收直流母線電壓與電網線電壓之間的電壓差值，借此來削減對電網電壓的影響。隨著能量的釋放，直流母線的電壓恢復到原始的設定值，電路會停止工作。當反向傳輸能量的時候，電機產生的機械能將會在變頻器的濾波電容上累積，讓泵升壓，變頻器上的濾波因為泵升壓，使得直流母線的電壓升高，產生電流，達到將機械能狀態變成電能的效果，實現機械能轉換為電能的能量反饋。

2.3 安全鉗最佳材料的研究及應用

因為超高速電梯的運行速度很快，所以在超高速電梯發生速度失控時會對電梯的乘客或維保人員產生身體傷害，以及增加對設備的損壞程度。那么當電梯速度達到一定的速度時會觸及安全鉗，但是傳統的安全鉗材質會因為與軌道嚴重摩擦產生的熱量而被融化，導致安全鉗的功效失效，造成嚴重的人員和物力損失。國外在超高速電梯的研究與開發中，他們普遍采用耐高溫、耐摩擦的復合型陶瓷材料。超高速電梯使用的陶瓷材料和航空用的復合陶瓷材料會因為使用的環境不同達到的效果也不同。那么陶瓷材料的安全鉗在使用過程中，會在很大程度上減少與導軌的摩擦程度，使得導軌變形程度得以有效控制，擁有很強的抗撞擊性能。但是如果在強烈撞擊的情況下，會導致陶瓷材料的破碎，使得安全鉗難以實現其作用，導致嚴重的后果。由此可見，開發出具有抗撞擊性能與鋼鐵特性的材料，是值得開發的課題。

2.4 轎廂內噪音抑制技術

轎廂內的噪音來源主要是由于電梯高速運行使得轎箱與空氣發生劇烈的摩擦而產生的噪音。根據有關材料的說明，轎廂內的噪音影響因素有轎廂結構、轎壁結構、轎底結構以及其他因素這4種因素。轎廂結構選用圓柱形轎廂，因為圓柱形轎廂采用圓柱形的井道，這樣將圓柱形轎廂達到減小對工作運行時的風向阻力與噪音的效果。轎壁結構一般采用雙層結構，有的情況下會在夾層加入抽真空的壁板，會更加有減小空氣阻力和降低摩擦程度。

2.5 電梯運行減振技術

電梯運行會產生震動是由多個因素造成的，比如導軌的質量以及動態的實時控制等。那么電梯運行減振的方法有采用電磁或者磁懸浮式的動態控制導靴與自學習功能的導靴。其中電磁或者磁懸浮式的動態控制導靴的減振方法其減振效果優于只能通過被動地依附導輪彈簧來達到減振的效果。自學習功能的導靴是可以通過記錄導軌每一次的實際運行振動，自主地為運行設定補償值，大幅度地減少振動幅度。

2.6 轎廂內氣壓控制技術

轎廂內氣壓的控制是非常重要的一個因素，因為氣壓的不穩定或者氣壓壓力過大的話會對搭乘人員造成身體上的不適，尤其是在開放狀態下，氣壓發生強烈的變化。況且國家消防法規也有規定：規定電梯必須在一分鐘內到達底層或者頂層，由此可見轎廂內氣壓控制技術是必不可少的。轎廂里邊要安裝排風裝置以及控制氣壓的閥門。在轎廂運行過程中，通過氣壓閥門的控制來填充或者削減轎廂里的氣壓差值，讓搭乘人員避免因為氣壓急劇變化產生的身體不適情況。

2.7 群控技術開發

群控技術，也就是對一定數量的電梯來進行的群控管理。一般情況下群控管理一般會對8臺進行管理。在其他特殊情況下，超高層建筑中一般都是對20臺以上的電梯進行控制。在群控管理過程中一般會采用分區調度技術，分為靜態分區與動態分區這兩種，由于靜態分區有層站呼叫隨機性的不足，容易導致電梯出現忙閑不均的情況，從而使得效率降低；但是動態分區就相對來說有優越性，其可以按照電梯的位置和運行環境、方向的變化而變化，可以解決靜態分區的不足之處，大幅度提高電梯的運行效率。

3 結語

超高速電梯的應用是電梯發展的未來趨勢，也是人民生活品質提升的重要表現。在應用超高速電梯過程中需要精準把控其關鍵技術并對其運行過程中存在的諸多問題予以深入研究與探索，對問題予以深入解決，從而促進電梯的安全運行，保證其可靠性能，讓高速電梯給人們帶來更高品質的生活質量。

參考文獻

[1] 令狐延，孫暉，李杰.超高層建筑施工電梯關鍵技術研究與應用[J].施工技術，2016（1）：4-9.

[2] 鄧耀焜.淺析超高速電梯的關鍵技術及應用[J].科技與企業，2015（10）：252.

[3] 鄧明旭，徐培龍，張雷，等.基于物聯網電梯接口協議關鍵技術研究及應用[J].自動化與儀器儀表，2014（8）：75-76，78.

[4] 高興榮.超高速電梯標書編制中的幾個關鍵技術標準[J].中國招標，2013（25）：22-25.endprint