淺談電梯技術(shù)發(fā)展趨勢

崔樂芙

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，高樓大廈鱗次櫛比，電梯的發(fā)展成為必然趨勢，也成為人們關(guān)注的焦點。電梯已不僅是一種生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備，更是一種人們頻繁乘用和享受的交通運輸設(shè)備。本人從事電梯專業(yè)的技術(shù)應(yīng)用和理論教學(xué)多年，從電梯技術(shù)應(yīng)用和高職教學(xué)的角度談?wù)勎覍﹄娞菁夹g(shù)發(fā)展的粗淺認(rèn)識。

我認(rèn)為未來電梯行業(yè)主要在以下幾方面得到快速發(fā)展：環(huán)保技術(shù)、節(jié)能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳輸技術(shù)等。

一、環(huán)保技術(shù)發(fā)展。

當(dāng)今世界非常清晰地認(rèn)識到生存與發(fā)展的關(guān)系：不環(huán)保就無法生存，沒有生存根本談不上發(fā)展。綠色理念在全球已經(jīng)深入人心，綠色理念是電梯發(fā)展總趨勢。有專家預(yù)言“誰最先推出綠色產(chǎn)品并搶占市場，誰就掌握市場競爭主動權(quán)”。發(fā)展趨勢主要有如下：不斷改進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計，生產(chǎn)環(huán)保型低能耗、低噪聲、無漏油、無漏水、無電磁干擾、無井道導(dǎo)軌油漬污染的電梯。乘客電梯曳引采用尼龍合成纖維曳引繩，鋼皮帶等無潤滑油污染曳引方式。電梯裝璜將采用無環(huán)境污染材料。電梯空載上升和滿載下行電機再生發(fā)電的能量回饋技術(shù)。安裝電梯將無需安裝腳手架。電梯零件在生產(chǎn)和使用過程中對環(huán)境沒有影響并且材料是可以回收的。

二、節(jié)能技術(shù)發(fā)展。

1.驅(qū)動系統(tǒng)使用永磁同步無齒曳引機。由于永磁同步無齒曳引機與傳統(tǒng)的蝸輪、蝸桿傳動的曳引機相比具有如下優(yōu)點：（1）永磁同步無齒曳引機是直接驅(qū)動，沒有蝸輪、蝸桿傳動，永磁同步電機沒有異步電機所需的非常占地方的定子線圈，而制作永磁同步電機的主要材料是高能量密度的高剩磁感應(yīng)和高矯頑力的釹鐵硼，其氣隙磁密一般達(dá)到0.75T以上，所以可以做到體積小和重量輕。（2）傳動效率高。由于采用了永磁同步電機直接驅(qū)動其傳動效率可以提高20%～30%。（3）永磁同步無齒曳引機由于不存在一個異步電機在高速運行時軸承所發(fā)生的噪聲和不存在蝸輪蝸桿副接觸傳動時所發(fā)生噪聲，所以整機噪聲可降低5～10db（A）。（4）能耗低。 從永磁同步電機工作原理可知其勵磁是由永磁鐵來實現(xiàn)的，不需要定子額外提供勵磁電流，因而電機的功率因數(shù)可以達(dá)到很高。同時永磁同步電機的轉(zhuǎn)子無電流通過，不存在轉(zhuǎn)子耗損問題。一般比異步電機 降低45%～60% 耗損。由于沒有效率低、高能耗蝸輪蝸桿傳動副，能耗進(jìn)一步降低。（5）永磁同步無齒曳引機由于不存在齒廓磨損問題和不需要定期更換潤滑油，因此其使用壽命長，且基本不用維修。在近期如果能盡快解決生產(chǎn)永磁同步電機成本問題，永磁同步無齒曳引機將代替由蝸輪蝸桿傳動副異步電機組成的曳引機。當(dāng)然將來超導(dǎo)電力拖動技術(shù)和磁懸浮驅(qū)動技術(shù)也會在電梯上應(yīng)用。

電梯曳引電動機的額定功率是根據(jù)轎廂在滿載或空載的工況下曳引電動機輸出最大功率而設(shè)計的。當(dāng)轎廂、對重重量一致工況時，曳引電動機在理論上只需克服曳引輪上靜壓摩擦力，其輸出功率未達(dá)到滿負(fù)荷而尚有余量在電動機功率不變的前提下，當(dāng)轎廂、對重重量一致工況時，可根據(jù)乘客人數(shù)變化相對提高電梯運行速度。與額定速度運行的傳統(tǒng)電梯相比，使用可變速技術(shù)可適當(dāng)提高電梯速度（可將原梯速提速約1.6倍）。這樣相對減少了乘客的候梯和乘梯時間，也是對節(jié)能環(huán)保的貢獻(xiàn)。

2.能量回饋技術(shù)

能量回饋技術(shù)可將轎廂在輕載上行或滿載下行時產(chǎn)生的再生能量和電動機制動產(chǎn)生的動能通過多重整流技術(shù)轉(zhuǎn)化為電能并回饋到電網(wǎng)，供同一局域網(wǎng)內(nèi)其他電氣設(shè)備使用， 這樣既可降低設(shè)備的能耗又符合綠色環(huán)保。依照此原理，目前已研發(fā)出實驗型的"混合電力電梯"，可將回饋的電力存儲在特制的“蓄電池”內(nèi)，以供電網(wǎng)內(nèi)其他電 氣設(shè)備使用。

3.單井道雙轎廂運行技術(shù)

為提高高層建筑內(nèi)電梯運載效率和井道的利用率，近年來，出現(xiàn)了單井道雙轎廂技術(shù)。按轎廂位置和運行狀況可分為超級雙層聯(lián)體轎廂、可調(diào)正雙轎廂聯(lián)動和雙轎廂各自獨立運行三種類型。

單井道雙轎廂技術(shù)的工作原理是在同一井道內(nèi)的兩個相互獨立的轎廂由智能化控制系統(tǒng)通過傳感器來監(jiān)控兩個轎廂位置以防止相互碰撞，使其可以獨立安全運行并起到增加運載量實現(xiàn)節(jié)能的作用。

4.目的選層智能技術(shù)

通過目的層智能化分流方式的高效運營調(diào)度可以有效提高電梯運行效率和降低乘客待梯或乘梯時間。

目的選層智能技術(shù)由群控單元、目的層選層器和樓層指示器等模塊組成，基于專家系統(tǒng)、模糊邏輯和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，具有動態(tài)分散待梯、高峰自識別、動態(tài)分區(qū)服務(wù)、可配置服務(wù)層、調(diào)配策略可選擇和及時預(yù)報等功能。

5.線性電動機技術(shù)

線性電動機無需通過任何轉(zhuǎn)換裝置就可直接將電能轉(zhuǎn)換成直線運動的機械能。1990年在日本東京投入使用的由線性電動機驅(qū)動的線性電梯，載重量600kg，速度1.75米/秒，提升高度22.90米。

新一代的線性電動機驅(qū)動、無曳引鋼繩電梯，無需機房、對重和曳引鋼繩，具有結(jié)構(gòu)簡單、便于維保、無噪聲、無污染和節(jié)省電能60%的優(yōu)勢。

因此，線性電動機驅(qū)動的無曳引鋼繩電梯有可能成為今后高層建筑中電梯的發(fā)展方向。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)就是在原有互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，將固定的物件通過傳感器和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接成一個物物相連的網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到互聯(lián)互動的效果。

物聯(lián)網(wǎng)電梯是指電梯運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)從而達(dá)到智能化管理的應(yīng)用。怎么和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合將會是物聯(lián)網(wǎng)電梯的核心關(guān)鍵，也將會是未來10年或20年里面電梯行業(yè)尋找新的技術(shù)突破口，從而得到挖掘更深的細(xì)分市場的目的。

從電梯制造企業(yè)來看，在應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的電梯里面，可以將所有的已出售的電梯建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺，24小時對電梯的運轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行智能監(jiān)控。如遇到電梯故障，或有人被困時，電梯應(yīng)急系統(tǒng)將按照分級響應(yīng)發(fā)出預(yù)警，并記錄現(xiàn)場語音和視頻信息。第一時間便會鎖定電梯位置，以及故障狀態(tài)和等級，從而通知最近的待命維保人員第一時間處理現(xiàn)場，實施救援。通過記錄的一些現(xiàn)場信息和錄像錄音資料，能夠?qū)收犀F(xiàn)場有個回憶，從而對事故分析有很好的依據(jù)，因此，首先對企業(yè)形象和品牌有很好提高作用，對用戶來說更是提高了服務(wù)質(zhì)量。

從電梯監(jiān)管機構(gòu)看，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)了電梯安全監(jiān)管智能化，通過電梯安全監(jiān)管物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為電梯安裝傳感器，并與互聯(lián)網(wǎng)和手機相連，可以在24小時內(nèi)不間斷地向上一級平臺傳輸信息。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日益成熟，監(jiān)管部門、制造廠家以及用戶等對電梯安全的不斷重視，將有越來越多的廠商將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到電梯體系中。

四、無線傳輸技術(shù)發(fā)展。

通過無線電力傳輸和無線信號傳輸方式，實現(xiàn)電梯轎廂無隨行電纜，既可以節(jié)省電纜，又可以改善電梯在運行中的負(fù)載平衡、信號干擾、安全性能等一系列安全和節(jié)能問題。

安裝過電梯的人都知道放線、對線是費時、費力、極容易錯的工作。如果控制屏與召喚系統(tǒng)通過藍(lán)牙技術(shù)連接起來實現(xiàn)無線召喚將會是電梯控制的另一場革命，同時為我們帶來巨大好處。

1.安裝期將減少30%以上，其直接好處是降低安裝成本，客戶也因從訂梯到使用電梯周期費用減少和提高現(xiàn)金周轉(zhuǎn)率。

2.在電梯上使用藍(lán)牙技術(shù)一定會使電梯控制系統(tǒng)大量使用最新最快微機，這將會進(jìn)一步提高電梯整機可靠性，故障率大大降低，控制精度也進(jìn)一步提高，帶來的結(jié)果是電梯更加舒適，平層更加準(zhǔn)確。同時這也為將來通過網(wǎng)絡(luò)檢查電梯狀態(tài)成為可能，特別是電梯事先維修可以做到更好更全面，也進(jìn)一步加快企業(yè)電梯上網(wǎng)。

3.舊梯改造更加容易，所需時間、費用將會減小。根據(jù)統(tǒng)計表每年將有5萬臺舊梯進(jìn)入更新改造市場，該技術(shù)使用將會產(chǎn)生巨大社會效益和企業(yè)效益。相信任何企業(yè)都不會放棄這個機會。

4.很好地解決了乘客電梯控制與外圍設(shè)備的兼容和聯(lián)系。特別是可以把電梯和扶梯歸納到大樓管理系統(tǒng)或智能化管理小區(qū)系統(tǒng)中。

總之未來電梯將在環(huán)保、節(jié)能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線傳輸技術(shù)應(yīng)用等方面迅速發(fā)展，為電梯制造企業(yè)、電梯安裝改造企業(yè)提供更多機會，為我們?nèi)粘Ｉ钐峁└影踩?、更加便利的垂直運輸工具。