超高速電梯的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

賀敏鵬

摘 要：近些年我國建筑日漸趨向于超高層建筑發(fā)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(guān)鍵技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，能夠有效提升其產(chǎn)品品質(zhì)和使用安全性?；诖?，本文就超高速電梯的關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用進行分析，希望可以為其整體性能的提升提供借鑒。

關(guān)鍵詞：超高速電梯 關(guān)鍵技術(shù) 應(yīng)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(jù)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(jù)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(yīng)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(shù)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(shù)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(jù)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(guān)鍵技術(shù)

2.1 新型驅(qū)動電機技術(shù)的分析及應(yīng)用

超高速電梯由于速度快運行樓層比較高，所以對于驅(qū)動電機的要求會相對嚴格一些。因此現(xiàn)在超高速電梯使用新型驅(qū)動電機。其在使用中可以達到節(jié)能、節(jié)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(fā)電的電梯驅(qū)動電機，這樣的發(fā)電機會更符合現(xiàn)代人們生活的需要，因為早期的采用直流發(fā)電的驅(qū)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(qū)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(chǎn)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(fā)展。另外，永磁式同步電動機的矢量控制系統(tǒng)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(fā)經(jīng)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(fā)展。

2.2 帶能量反饋技術(shù)驅(qū)動主機的開發(fā)及應(yīng)用

帶能量反饋技術(shù)驅(qū)動主機，意思也就是通過電梯自身發(fā)電與制動在正常工作運行過程中，產(chǎn)生的勢能與動能轉(zhuǎn)換為電能的形式反饋到電網(wǎng)中，從而來實現(xiàn)電梯中的能量反饋。這一項技術(shù)是在永磁式同步電動機在電梯行業(yè)的又一項重大突破。其工作原理也是很容易理解的，當(dāng)電梯上升的時候負載較輕或者較快地制動時，電梯的驅(qū)動處于發(fā)電狀態(tài)。處于此狀態(tài)是由于電梯系統(tǒng)的配重，處于這個狀態(tài)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(wǎng)線電壓之間的電壓差值，借此來削減對電網(wǎng)電壓的影響。隨著能量的釋放，直流母線的電壓恢復(fù)到原始的設(shè)定值，電路會停止工作。當(dāng)反向傳輸能量的時候，電機產(chǎn)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(chǎn)生電流，達到將機械能狀態(tài)變成電能的效果，實現(xiàn)機械能轉(zhuǎn)換為電能的能量反饋。

2.3 安全鉗最佳材料的研究及應(yīng)用

因為超高速電梯的運行速度很快，所以在超高速電梯發(fā)生速度失控時會對電梯的乘客或維保人員產(chǎn)生身體傷害，以及增加對設(shè)備的損壞程度。那么當(dāng)電梯速度達到一定的速度時會觸及安全鉗，但是傳統(tǒng)的安全鉗材質(zhì)會因為與軌道嚴重摩擦產(chǎn)生的熱量而被融化，導(dǎo)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(fā)中，他們普遍采用耐高溫、耐摩擦的復(fù)合型陶瓷材料。超高速電梯使用的陶瓷材料和航空用的復(fù)合陶瓷材料會因為使用的環(huán)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(dǎo)軌的摩擦程度，使得導(dǎo)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(dǎo)致陶瓷材料的破碎，使得安全鉗難以實現(xiàn)其作用，導(dǎo)致嚴重的后果。由此可見，開發(fā)出具有抗撞擊性能與鋼鐵特性的材料，是值得開發(fā)的課題。

2.4 轎廂內(nèi)噪音抑制技術(shù)

轎廂內(nèi)的噪音來源主要是由于電梯高速運行使得轎箱與空氣發(fā)生劇烈的摩擦而產(chǎn)生的噪音。根據(jù)有關(guān)材料的說明，轎廂內(nèi)的噪音影響因素有轎廂結(jié)構(gòu)、轎壁結(jié)構(gòu)、轎底結(jié)構(gòu)以及其他因素這4種因素。轎廂結(jié)構(gòu)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(fēng)向阻力與噪音的效果。轎壁結(jié)構(gòu)一般采用雙層結(jié)構(gòu)，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(shù)

電梯運行會產(chǎn)生震動是由多個因素造成的，比如導(dǎo)軌的質(zhì)量以及動態(tài)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(tài)控制導(dǎo)靴與自學(xué)習(xí)功能的導(dǎo)靴。其中電磁或者磁懸浮式的動態(tài)控制導(dǎo)靴的減振方法其減振效果優(yōu)于只能通過被動地依附導(dǎo)輪彈簧來達到減振的效果。自學(xué)習(xí)功能的導(dǎo)靴是可以通過記錄導(dǎo)軌每一次的實際運行振動，自主地為運行設(shè)定補償值，大幅度地減少振動幅度。

2.6 轎廂內(nèi)氣壓控制技術(shù)

轎廂內(nèi)氣壓的控制是非常重要的一個因素，因為氣壓的不穩(wěn)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(tài)下，氣壓發(fā)生強烈的變化。況且國家消防法規(guī)也有規(guī)定：規(guī)定電梯必須在一分鐘內(nèi)到達底層或者頂層，由此可見轎廂內(nèi)氣壓控制技術(shù)是必不可少的。轎廂里邊要安裝排風(fēng)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(chǎn)生的身體不適情況。

2.7 群控技術(shù)開發(fā)

群控技術(shù)，也就是對一定數(shù)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(qū)調(diào)度技術(shù)，分為靜態(tài)分區(qū)與動態(tài)分區(qū)這兩種，由于靜態(tài)分區(qū)有層站呼叫隨機性的不足，容易導(dǎo)致電梯出現(xiàn)忙閑不均的情況，從而使得效率降低；但是動態(tài)分區(qū)就相對來說有優(yōu)越性，其可以按照電梯的位置和運行環(huán)境、方向的變化而變化，可以解決靜態(tài)分區(qū)的不足之處，大幅度提高電梯的運行效率。

3 結(jié)語

超高速電梯的應(yīng)用是電梯發(fā)展的未來趨勢，也是人民生活品質(zhì)提升的重要表現(xiàn)。在應(yīng)用超高速電梯過程中需要精準把控其關(guān)鍵技術(shù)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(zhì)的生活質(zhì)量。

參考文獻

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