超高速电梯的关键技术及应用

贺敏鹏

摘 要：近些年我国建筑日渐趋向于超高层建筑发展，在超高层建筑施工中超高速电梯使用则是非常重要的一项配套工程。通过对超高速电梯关键技术的开发应用，能够有效提升其产品品质和使用安全性。基于此，本文就超高速电梯的关键技术以及应用进行分析，希望可以为其整体性能的提升提供借鉴。

关键词：超高速电梯 关键技术 应用分析

中图分类号：TU85 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（b）-0122-02

1 超高速电梯定义与使用范围的界定

根据电梯的运行速度分类，电梯可以分为低速电梯、中速电梯、高速电梯以及超高速电梯这四类。低速电梯一般指运行速度小于等于1m/s的电梯；中速电梯的运行速度运行速度较快，它是运行速度大于1m/s小于2.5m/s的电梯；高速电梯是运行速度大于等于2.5m/s小于6m/s的电梯；超高速电梯在以6m/s的速度或者快于6m/s速度运行的电梯。根据建筑物楼层高度，可以分为低层建筑、中层建筑、高层建筑以及超高层建筑这四类。超高速电梯一般应用于高层和超高层建筑物上。高层建筑指的就是建筑物高度最高为100m，并且建筑物楼层层数在26～40之间的建筑；超高楼层即是建筑物高度在100m以上，并且楼层层数在40层以上的建筑。电梯的种类有很多种，在选择电梯的过程中，要根据建筑的楼层高度来选择不同的电梯种类。

2 超高速电梯的关键技术

2.1 新型驱动电机技术的分析及应用

超高速电梯由于速度快运行楼层比较高，所以对于驱动电机的要求会相对严格一些。因此现在超高速电梯使用新型驱动电机。其在使用中可以达到节能、节省空间、降低振动以及减少噪音污染的效果。相对于早期人们普遍使用采用直流发电的电梯驱动电机，这样的发电机会更符合现代人们生活的需要，因为早期的采用直流发电的驱动电机不仅消耗能源，而且振动频率高，造成的噪音较大。永磁式同步电动机就是新型驱动电机的一个例子。永磁式同步电动机，是一种利用永磁体建立励磁磁场的小功率同步电动机。其拥有体积小、重量轻、损失耗能量低，工作效率高以及产生噪音小，在重载情况下可以快速启动的特征，在超高速电梯的使用中得到了快速的发展。另外，永磁式同步电动机的矢量控制系统能够达到高精度、高性能的效果，再加上永磁式同步电动机的研究与开发经验的日趋成熟，使得其向高功能化、微型化以及高效率方向发展。

2.2 带能量反馈技术驱动主机的开发及应用

带能量反馈技术驱动主机，意思也就是通过电梯自身发电与制动在正常工作运行过程中，产生的势能与动能转换为电能的形式反馈到电网中，从而来实现电梯中的能量反馈。这一项技术是在永磁式同步电动机在电梯行业的又一项重大突破。其工作原理也是很容易理解的，当电梯上升的时候负载较轻或者较快地制动时，电梯的驱动处于发电状态。处于此状态是由于电梯系统的配重，处于这个状态可以同时连接高频磁芯扼流电抗器来吸收直流母线电压与电网线电压之间的电压差值，借此来削减对电网电压的影响。随着能量的释放，直流母线的电压恢复到原始的设定值，电路会停止工作。当反向传输能量的时候，电机产生的机械能将会在变频器的滤波电容上累积，让泵升压，变频器上的滤波因为泵升压，使得直流母线的电压升高，产生电流，达到将机械能状态变成电能的效果，实现机械能转换为电能的能量反馈。

2.3 安全钳最佳材料的研究及应用

因为超高速电梯的运行速度很快，所以在超高速电梯发生速度失控时会对电梯的乘客或维保人员产生身体伤害，以及增加对设备的损坏程度。那么当电梯速度达到一定的速度时会触及安全钳，但是传统的安全钳材质会因为与轨道严重摩擦产生的热量而被融化，导致安全钳的功效失效，造成严重的人员和物力损失。国外在超高速电梯的研究与开发中，他们普遍采用耐高温、耐摩擦的复合型陶瓷材料。超高速电梯使用的陶瓷材料和航空用的复合陶瓷材料会因为使用的环境不同达到的效果也不同。那么陶瓷材料的安全钳在使用过程中，会在很大程度上减少与导轨的摩擦程度，使得导轨变形程度得以有效控制，拥有很强的抗撞击性能。但是如果在强烈撞击的情况下，会导致陶瓷材料的破碎，使得安全钳难以实现其作用，导致严重的后果。由此可见，开发出具有抗撞击性能与钢铁特性的材料，是值得开发的课题。

2.4 轿厢内噪音抑制技术

轿厢内的噪音来源主要是由于电梯高速运行使得轿箱与空气发生剧烈的摩擦而产生的噪音。根据有关材料的说明，轿厢内的噪音影响因素有轿厢结构、轿壁结构、轿底结构以及其他因素这4种因素。轿厢结构选用圆柱形轿厢，因为圆柱形轿厢采用圆柱形的井道，这样将圆柱形轿厢达到减小对工作运行时的风向阻力与噪音的效果。轿壁结构一般采用双层结构，有的情况下会在夹层加入抽真空的壁板，会更加有减小空气阻力和降低摩擦程度。

2.5 电梯运行减振技术

电梯运行会产生震动是由多个因素造成的，比如导轨的质量以及动态的实时控制等。那么电梯运行减振的方法有采用电磁或者磁悬浮式的动态控制导靴与自学习功能的导靴。其中电磁或者磁悬浮式的动态控制导靴的减振方法其减振效果优于只能通过被动地依附导轮弹簧来达到减振的效果。自学习功能的导靴是可以通过记录导轨每一次的实际运行振动，自主地为运行设定补偿值，大幅度地减少振动幅度。

2.6 轿厢内气压控制技术

轿厢内气压的控制是非常重要的一个因素，因为气压的不稳定或者气压压力过大的话会对搭乘人员造成身体上的不适，尤其是在开放状态下，气压发生强烈的变化。况且国家消防法规也有规定：规定电梯必须在一分钟内到达底层或者顶层，由此可见轿厢内气压控制技术是必不可少的。轿厢里边要安装排风装置以及控制气压的阀门。在轿厢运行过程中，通过气压阀门的控制来填充或者削减轿厢里的气压差值，让搭乘人员避免因为气压急剧变化产生的身体不适情况。

2.7 群控技术开发

群控技术，也就是对一定数量的电梯来进行的群控管理。一般情况下群控管理一般会对8台进行管理。在其他特殊情况下，超高层建筑中一般都是对20台以上的电梯进行控制。在群控管理过程中一般会采用分区调度技术，分为静态分区与动态分区这两种，由于静态分区有层站呼叫随机性的不足，容易导致电梯出现忙闲不均的情况，从而使得效率降低；但是动态分区就相对来说有优越性，其可以按照电梯的位置和运行环境、方向的变化而变化，可以解决静态分区的不足之处，大幅度提高电梯的运行效率。

3 结语

超高速电梯的应用是电梯发展的未来趋势，也是人民生活品质提升的重要表现。在应用超高速电梯过程中需要精准把控其关键技术并对其运行过程中存在的诸多问题予以深入研究与探索，对问题予以深入解决，从而促进电梯的安全运行，保证其可靠性能，让高速电梯给人们带来更高品质的生活质量。

参考文献

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