超高速電梯的關鍵技術探討

李占成

（河北省特種設備監督檢驗研究院邯鄲分院，河北 邯鄲 056002）

從超高速電梯發展應用情況來看，大部分超高層建筑施工中采用的超高速電梯大部分是進口的電梯，追究其最終的原因主要在于：國內超高速電梯生產廠家所制造的超高速電梯無論在性能方面還是電力驅動技術方面，都與國外超高速電梯生產廠家制造的電梯相差太多，因此，這就需要國內的超高速電梯生產廠家在超高速電梯生產技術方面突破自身的限制，打破超高速電梯技術的壁壘，按照一定的方式去積極地解決超高速電梯關鍵技術的方面的研究問題，只有通過這種方式，才可以在最大程度上促進國內超高速電梯的發展，從而使得國內超高速電梯生產廠家在國際上超高速電梯領域獲得生存發展的機會。

1 超高速電梯的基本含義以及所使用的具體范圍

超高速電梯主要指的是電梯運行的基本速度在6m/s之上，并且指的是建筑的樓層高度在100米以上的建筑中所使用的電梯就可以稱為超高速電梯。超高速電梯會根據建筑的高度進行劃分，一般情況下，可以劃分成以下幾個類別：首先，第一，是指的建筑的底層為9層到16層，建筑的具體高度為50米的建筑。第二，依據建筑的高度，還可以將17層到25層，建筑高度為75米的建筑稱為中層建筑。第三，建筑物的高度為40層以上或者建筑物的總高度為100米以上的建筑為高層建筑。依據電梯的運行速度不同，在一般情況下，可以劃分成以下幾種類別：如果電梯的運行速度在1m/s以下的電梯指的是低速電梯。如果電梯的運行速度在1m/s以上并且遠遠小于2.5m/s時，可以稱為中速度電梯。而如果電梯的日常運行速度在2.5m/s以上并且在6m/s以下時，可以稱為高速電梯。而如果電梯的運行速度在6m/s以上的時，可以稱為超高速電梯。在當前階段，一般對于超高層建筑的基本定義為：建筑物的高度大于100米或者建筑物的樓層數大于32層的建筑，與此同時，在建筑物的避難層以及消防水壓方面，超高層建筑也有著非常嚴格的要求。早在1968年，日本的外交大廈中就首次應用了超高速電梯。

2 我國國內生產的電梯與西方發達國家所制造的超高速電梯所存在的差距

2．1 超高速電梯的基本性能方面

就超高速電梯行業的發展來看，日本的超高速電梯的運行速度以及超高速電梯的技術比較先進，目前，在日本，超高速電梯的運行速度已經達到了20m/s。然而，在當前階段，我們國家內部的超高速電梯的運行速度與日本超高速電梯的運行速度以及超高速電梯的生產制造技術方面卻還存在很大的差異。

2．2 超高速電梯運行中所使用的電力驅動技術

一些西方發達國家超高速電梯制造生產中使用的電力驅動技術已經達到了很高的水平，與此同時，也將永磁同步電機技術以及相關的能量反饋機制熟練地運用。在國外的超高速電梯中，如果使用這些技術，可以在一定程度上有效地提升國外超高速電梯在節能以及其他方面的舒適程度，然而作為國內的超高速電梯而言，在超高速電梯的制造生產中，使用的關鍵技術還并不能夠達到這種比較高的標準。

3 超高速電梯關鍵技術的實踐應用

隨著城市化的不斷推進，市場上對于超高速電梯的需求量在不斷地增加，因此，作為國內的超高速電梯生產企業而言，就需要在一定程度上打破超高速電梯關鍵技術的限制，從而在最大程度上滿足國內超高速電梯的基本市場需求。所以，對于超高速電梯的關鍵技術以及實踐應用，作為超高速電梯企業來說，在超高速電梯的研發環節需要注意以下幾個方面。

3．1 電梯轎廂噪音的控制

針對超高速電梯來說，在電梯的實際運行過程中，往往會因為電梯轎廂與空氣的摩擦而在運行過程中發出一些噪音，分析其最終原因，可以發現電梯轎廂內部產生噪音的主要原因主要包含以下因素：電梯轎廂的外形、整個電梯轎廂的基本結構、電梯轎廂的底部基本結構等方面，在通常情況下，一般的電梯都是四方形結構，而超高速的普通電梯的結構具有很大的區別。而觀光電梯的結構外形也屬于例外，因為觀光梯的結構外形設計并不是為了降低電梯運行中的噪音而進行設計的，由于電梯的運行中速度不高，因此，在電梯外形結構方面對于運行的阻力影響往往也相對較小。對于超高速電梯運行過程中電梯轎廂內的噪音控制問題來說，會在電梯轎廂的頂部與電梯轎廂的底部設置整流罩，由于整流罩屬于流線型基本結構，因此，可以在超高速電梯的運行結構中起到控制風阻的作用，從而也就在一定程度上有效地降低了電梯轎廂在超高速電梯運行過程中的噪音問題。而對于超高速電梯而言，降低電梯轎廂噪音最有效的方法是采取圓形轎廂并且配合使用圓柱形隧道的方式，通過使用這種設計，電梯轎廂壁到井道內壁的距離相等，可以通過電梯轎廂的外形設計達到降低噪音的目的，作為超高速電梯而言，轎廂壁可以使用雙層結構，這樣一來，可以在最大程度上實現降低噪音的目的，因此，可以在電梯轎廂的內部采用抽真空的壁板。除此之外，還可以使用隔音以及其他防治噪音的材料作為電梯轎廂的材料，進而可以在一定程度上達到降低噪音的目的。

3．2 減少電梯運行中得振動問題

在超高速電梯的運行過程中，電梯自身會產生一定的振動，主要由以下幾個方面的條件所影響：電梯軌道的安裝質量、智能控制技術的應用。通常情況下，超高速電梯的頂部高度在100m之上，因此，電梯軌道的安裝質量就會直接影響電梯在運行中的振動。然而，在當前階段，在安裝超高速電梯的運行軌道時，在進行軌道校正時，一般會使用激光設備進行核對調整。與此同時，還可以使用電磁式動態控制導靴控制振動，采取磁懸浮式動態振動對導靴進行有效的控制。由于電梯的轎廂以及軌道是通過滾動導輪進行控制的，盡管滾動導輪可以起到有效的減振作用，然而，傳統的滾動導輪在當前已經遠遠無法滿足超高速電梯的運行要求，因此，就需要采取發電機式滾動導論進行控制，通過這種方式，可以在一定程度上起到有效控制電梯運行振動的作用。在當前階段，西方的一些發達國家已經研發出了超導導靴，可以將電梯轎廂與軌道實現非接觸運行。目前，在超高速電梯領域，振動測試系統已經成為了超高速電梯研究課題中難度最大的項目，在進行研究的過程中，需要使用與試驗設施相配套的研究設備，作為電梯企業而言，則需要企業進行配套設備的研發。

3．3 使用最新的技術對安全鉗材料進行創新

針對超高速電梯來說，如果在電梯的正常運行中一旦出現運行速度上的問題，將會造成非常嚴重的人員傷亡以及設備的損毀。所以，在這種情況下，就需要在安全鉗的技術層面出發進行解決。在一般情況下，如果電梯的運行速度在10m/s以上的速度，就會讓安全鉗運行，然而，傳統的安全鉗往往使用的是銅或者鋼材料，因此，在電梯的運行過程中往往會產生噪音，主要是因為安全鉗與軌道進行摩擦，在高溫的條件下會將安全鉗進行融化。而西方的一些發達國家，安全鉗使用的是復合型材料。所以，在當前階段，在安全鉗的制造工藝方面，需要企業研發出具有極強耐熱性能的材料應用于安全鉗的制作，從而可以在一定程度上保證超高速電梯的正常運行。

4 結語

在這篇文章當中，主要研究分析了電梯轎廂的噪音控制技術以及運行振動減少技術，分析了安全鉗材料的應用情況，在這個基礎上提出了需要加大對安全鉗技術的研究。在當前階段，我們國內的一些企業已經具備了研發超高速電梯的能力，熟練地掌握了超高速電梯的關鍵技術，從而實現了企業對超高速電梯關鍵技術的突破。