超高速电梯发展中存在的问题与研究方向

超高速电梯发展中存在的问题与研究方向

方华平

关键词：超高速电梯；问题；研究方向

1当今超高速电梯的现状

世界上高层建筑的大量涌现，高度越来越高，电梯速度也随之刷新。根据世界高层建筑的调查报告显示，在所有已经建成并已安装电梯的大厦中，速度最快的是上海中心大厦，其由三菱电机公司设计的超高速电梯速度达到了20.5/s。而这座大厦不仅是电梯速度之最，它同时也保持着电梯提升高度之最，其提升高度达到578.5m，占整座大厦的90%高度。在这样的速度下，到达顶层仅需要55s。其次是广州周大福金融中心，而台北101大厦则紧随其后。它们分别是由日本日立公司设计的电梯速度达到了20m/s，和日本东芝公司设计的16.8m/s电梯。

2超高速电梯特点分析

2.1驱动与控制技术

超高速电梯驱动和控制系统与传统电梯相比，显著特点是：控制柜按功能分组，比如讲电力驱动系统和信号控制系统分离成主电路柜和信号控制柜。为适应大功率电梯的驱动与控制，必须采用大容量变频器，特别是双(多)变频并联控制方式驱动。为了提高超高速电梯的运行效率，一般不要求服务每个楼层，否则不断的加、减速度会使乘客感到不适，而且电梯也达不到设定的额定速度。

2.2驱动主机

驱动主机是超高速电梯的关键部件，其功率都是数百千瓦，主机自重达10多t，。由于超高速电梯载重大、速度高，一旦发生紧急情况制停距离几十米长，轿厢的位移取决于钢丝绳在绳轮上的滑动和制动轮的旋转，因此，对制动器的摩擦片不仅限于基本静力制动，还要有动态制动可靠性的要求。超高速电梯紧急制动时，制动器摩擦片会使其表面温度升高，如果采用普通的材料会影响制停性能。为适应这种极端工况，制动摩擦片都采用耐磨和耐热的陶瓷材料。另外，电磁驱动制动器一般难满足释放巨大制动力的要求，因此制动器多采用多钳盘式制动器。

3超高速电梯的关键技术分析

3.1新型驱动电机技术

超高速电梯速度快，楼层相对较高，对于驱动电机要求较为严格，主要应用新型的驱动电机，在应用过程中会有节能、节省空间、降低振动以及减少噪音污染等功能。新型驱动电机相对于直流发动的电梯驱动电机来说功能显著，可以有效的避免能源消耗、振动频率过高以及噪声过大等问题。永磁式同步电动是一种新型驱动电机，主要就是利用永磁体构建励磁磁场，是一种小功率同步的电动机，其具有体积小、重量轻且损失耗能量低的特征，工作效率相对较高，在运行中不会产生较大的噪声，在重载状况之下可以快速启动。永磁式同步电动机矢量控制系统精度高、性能良好，随着各种技术手段的支持，在今后呈现高功能化、微型化以及高效率的发展趋势。

3.2带能量反馈技术驱动主机技术

带能量反馈技术驱动主机就是在电梯发电以及制动的运行过程中，其产生的势能以及动能转换，将电能在电网系统中回馈，实现电梯能量反馈的效果，此种技术是用词同步电动机的重要创新。在运行中主要工作原理就是在点提示上升过程中，其负载相对较轻，制动较快的时候，电梯驱动呈现发电状态，在此状态中可以同时与高频磁芯扼流电抗器处理在直流母线电压以及电压线电网的电压差值，进而达到削弱对电网电压产生的不良影响。在能量释放过程中，则就会将直流母线电压控制在原有的设定值中，电路系统则就停止工作，在反向传输能量的时候，电机就会产生一些的机械能，会在滤波电容上积累，提升泵升，变频器的滤波在泵升压影响，达到提升直流母线电压，进而产生电压，这则可以达到机械能状态的电能效果，实现机械能以及电能之间的能量反馈与转换。

3.3安全钳新型材料

超高速电梯在运行过程中速度较快，一旦出现超高速电梯速度失控问题就会严重的影响电梯中乘客的生命安全，也会造成设备出现不同程度的损坏。在电梯速度达到一定速度的时候就会触及安全钳，而传统的安全钳材质在与轨道进行摩擦，产生大量的热量而出现融化等问题，这样就会造成功效失效等问题，进而造成人员以及物力损失。而国外中进行超高速电梯设计中主要就是应用耐高温、耐摩擦的复合套菜材料，这些复合陶瓷材料在航空领域中也广泛应用，在超高速电梯中应用效果显著。应用陶瓷安全钳会有效的减少与导轨的摩擦程度，达到控制导轨变形的效果，陶瓷材料也具有较强的抗冲击能力。但是，在较为严重的撞击之下会造成陶瓷材料的破碎问题，无法真正的实现安全钳效果，会造成较为严重的安全事故问题，因此，在今后要重点开发出具有一定抗冲击性能以及钢铁特征的材料。

3.4电梯运行减振技术

电梯在运行过程中会受到各种因素影响产生不同程度的振动，导轨的质量以及动态的实施控制都是主要的因素，进行电梯减振控制，主要就是通过电磁或者次磁悬浮式的动态控制导靴以及自学习功能导靴。其电磁以及磁悬浮式动态控制导靴是可以提升减振超高速电梯的关键技术分析与研究湖南省特种设备检验检测研究院周显元效果的有效方式，在运行中可以有效的转变被动的通过导轮弹簧达到减震的模式。自学习功能导靴可以记录导轨每次的实际运行振动，通过自动的方式设定运行补偿值，进而减少振动的幅度。

3.5轿厢内气压控制技术

轿厢内气压控制是较为关键的因素，因为企业缺乏稳定性，气压压力过大会严重的气压不稳定问题，而如果气压压力过大也会在一定程度上影响乘坐人员的人身安全。在开放状态之下气压就会产生较为强烈的变化与影响，为了保障电梯运行安全性，就要根据国家规范要求，合理的控制轿厢中的气压。轿厢中要安装排放装置以及开工之前压的阀门系统，在轿厢运行中，通过气压阀门控制的方式达到填充或者削减轿厢气压差值的效果，也可以避免乘坐人员在气压变化中出现各种问题。

3.6群控技术

群控技术就是通过对特定数量电梯进行群控制管理方式，在一般状况之下群控制管理会对8台电梯进行系统化管理，在特殊状况之下，超高层建筑会对20台以上的电梯进行控制，在群控制管理中主要通过分区调控技术进行控制管理，在群控管理中通过静态分区以及动态分区方式进行管理，因为静态分区会造成电梯无法均匀配置的问题，会降低电梯应用效率。而动态分区效果显著，可以基于电梯位置以及运行环境状况、方向等因素合理调整，可以在根本上提升电梯运行的效率与质量。

结束语

在社会经济高速发展过程中，超高速电梯逐渐应用。分析超高度电梯关键技术手段，有利于提升电梯的安全性与稳定性。基于此，文章主要对超高速电梯新型驱动电机技、带能量反馈技术驱动主机、安全钳关键技术、电梯运行减振技术、轿厢内气压控制技术以及群控技术进行了简单的分析论述。超高速电梯是今后电梯行业发展的重点，了解超高速电梯开发研究过程中的关键技术手段，探究关键技术以及材料，可以在根本上提升电梯的安全性与舒适度。现阶段，我国已经具备了超高速电梯开发研究能力，分析了解超高速电梯的关键技术，解决存在的技术难题，对于我国社会经济发展来说具有积极的推动作用。

参考文献

[1]张继坤.超高速电梯的噪声和振动控制[J].科技资讯,2017,15(29):98-99.

[2]贺敏鹏.超高速电梯的关键技术及应用[J].科技资讯,2017,15(29):122+124.

[3]胡军伟.超高速电梯发展中存在的问题与研究方向[J].科技创新导报,2017,14(27):81+85.

[4]杨军赛.超高速电梯发展中存在的问题与研究方向[J].山东工业技术,2017(12):233.