摘要：高速电梯作为超高层建筑的垂直运输设备，其性能备受关注。随着高层建筑的大量涌现，人们对电梯速度提出了更高的要求，高速电梯的发展成为大势所趋，高速电梯在高层建筑中的运用更能体现其作用。高速电梯的使用频率越高，需要注意的问题就越多。因此，高速电梯的性能、质量应得到更好的保障。
关键词：高速电梯；未来发展；建议
引言
随着智慧城市的发展和现代中心城市人口的不断增加，超高层建筑不断涌现，而高速电梯是超高层建筑垂直运输的重要工具，其地位相当于“垂直运动的汽车”，是现代城市生活必不可少的交通工具。当今世界，超高层建筑电梯优化配置及高速电梯的使用己成为衡量智慧城市的标志之一。本文主要分析了高速电梯发展中存在的问题，并对其未来的发展提出了几点建议。
1现今电梯的运行问题
当今，各国电梯的运行水平参差不齐。也就是说，全世界的电梯在运行速度、空间容量和质量安全上存在较大的差异。在与电梯相关的所有问题中，安全问题为首要问题。电梯的运行空间封闭而狭小，所有的电梯都存在大大小小的安全隐患，因此，电梯事故屡见不鲜。电梯并非人为操纵的运动机械，在安全运行方面或多或少会受到非人为因素的影响。鉴于此，应该格外重视电梯的制作材质，加大检查力度，做好定期维护和保养。在电梯运行中，需要注意的问题可概括为安全装置、缓冲器的长度、纵向震动幅度等，尤其要注意纵向震动幅度。因为这一点关乎整个电梯的运行安全。同样，舒适度也是需要注意的一点。此外，还要注意控制好电梯噪声的大小，避免人们乘坐电梯时产生眩晕等不适感。
2高速电梯的关键技术
2.1无齿轮永磁同步曳引电动机
无齿轮永磁同步曳引电动机具有结构简单、体积小、重量轻、低损耗和高效率等特点，被应用于高速电梯牵引系统。无齿轮永磁同步曳引机采用扁平、盘式外形，直接带动曳引轮曳引电梯运行，无需机械减速机构 ，使得无齿轮曳引机的机械结构变得非常简单，曳引机安装在与曳引绳相同的平面内，变频器则可置于顶层的电梯门内，可省去机房，降低建筑成本；无齿轮永磁同步曳引电动机高效节能，与传统蜗轮副传动曳引机相比节能40％左右，无需润滑油和不存在齿轮故障等问题。超速自动保护功能让高速电梯更加安全、可靠；具有低速大转矩、重载启动速度快、低噪音、安装和维护方便、节省机房空间等优点。目前无齿轮永磁同步曳引电动机已实现了大功率、高转速、高转矩、智能保护系统等特性，单台容量可达1000kW。最高转速可达300000r／min，最低转速可低于0.0 lr／min，能够满足超高速电梯启动时对功率的要求。
2.2减少电梯运行过程中的振动
电梯运行过程中的振动，主要取决于下面的两个因素：高质量的导轨安装、动态的实时的振动控制和智能控制技术的应用。由于高速电梯的提升高速一般都大于100 m。因此导轨的安装质量直接影响到电梯的运行振动。一般在高速电梯的导轨安装中，普通的校验手段已经不能满足需要，需要采用激光较轨设备进行校验。第二个有效降低高速电梯运行过程中的振动的方法是采用电磁或磁悬浮式的动态振动控制导靴。电梯是在导轨之间高速运行的，轿厢和导轨通过导靴或滚动导轮接触。滚动导轮的减振效果一般优于滑动导靴。但是，传统的滚动导轮只能被动地通过设在导轮内的弹簧进行减振。在高速电梯中这是不能满足运行要求的。必须开发机电式的滚动导轮，可以实现实时对电梯运行中出现的振动予以消减。现在，已经有国外企业开发出了超导导靴，实现了轿厢与导轨的非接触运行。开发带有自学习功能的导靴，将是可能的另外一个方向。通过记录导轨的实际运行振动，在每次运行前，为每次运行设定补偿值，将能有效地主动削减振动的幅度，特别是在无中间停站的超高速电梯。另外，高速运动过程中振动测试系统，将是难度最大的一个项目，需要先进的测试仪器设备与之配套，而且这些测试设备需要国内的企业自己进行系统地开发 。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.3减振导轨及底梁保护
导轨和轿厢之间振动直接影响到电梯的高速度，采用低速电梯中导轮内的弹簧进行减振已无法满足要求。借鉴高铁中减振降噪的环境，结合高速电梯导轨的运行状态，在轿厢和导轨之间通过导靴或滚动导轮接触，超导导靴的应用已成为高速电梯减振的关键因素借鉴汽车保险杠的原理，为有效减少蹲地时对轿厢的冲击，在轿厢底部设计安装U型的保护底梁，当轿厢发生蹲底时，保护底梁发生塑性形变，吸收多余能量，更可靠保护轿厢内乘客的安全。
2.3群控系统的开发
群控系统，目前一般是对最多8台电梯进行群控管理。然而，一般的超高层建筑均配备20多台以上的电梯群，多的还超过50台电梯。
除了目前普遍采用的实行分区管理调度之外，建立将超高层建筑中所有电梯进行统一调配的系统将是主要面临的开发任务。虽然国外已经由公司开发出在大厅预约的召唤梯系统，但是其控制电梯的数量和区域，都还不是对全部电梯的控制。而现在的超高层建筑电梯，一般都仍然需要设定中转到空中大厅的过渡电梯。如何实现一次召唤最终目的层，将是一个值得探讨的课题 。
2.双空间矢量PWM变频调速系统
通用VVVF电梯变频器系统存在功率因数低、网侧谐波污染严重及无法实现能量的再生利用等缺点空间矢量PWM (SVPWM)方法和载波调制等方法不同，它是从电动机的角度出发，着眼于如何使电机获得幅值恒定的圆形磁场，即正弦磁通。它以三相对称正弦波电压供电时交流电动机的理想磁通圆为基准用变换器不同的开关模式所产生实际磁通去逼近基准圆磁通，由于它们比较的结果决定逆变器的开关，形成PWM波形。空间矢量PWM方法是基于三相系统的空间矢量模型，从时间平均的意义上合成矢量，并以此为出发点进PWM控制计算，并且具有转矩脉动小，噪音低。电压利用率高的优点，采用双SVPWM变换器，提高了功率因数，减少了网侧谐波污染，实现能量的双向流动，可将曳引电动机制动时产生的电能回收、再利用。
3高速电梯发展建议
为了满足高层建筑的发展需求，电梯走向高速时代已是大势所趋。但在实际中，高速电梯仍存在许多问题，需要我们予以高度重视，比如电梯的安全性、舒适性和容量等。根据需求制造电梯、控制电梯是合理的手段。在安全方面，需要对电梯部件的质量严格把关 ，同时采用高速化驱动技术，以提升电梯硬件质量；电梯设备要高位化，使用高品质的电梯驱动器从而在一定程度上降低对能源的消耗，并使用最安全的控制算法——VVVF算法；电梯控制系统要合理化，使用微型计算机作为主要的控制程序；对电梯的工艺也要严格把关，使用坚固的材料制作电梯，不仅外形上要美观，乘客乘坐得也要舒适；空间上要根据建筑的实际情况决定，其大小取决于建筑物的人员流动量，按需求合理规划电梯内部空间。电梯不同于电扶梯属封闭空间，因此在电梯的整体把关上要格外注意，尤其是高速电梯。
4结语
现代城市高楼林立，城市的交通势必向立体化发展，地下有地铁，路上有高架桥与立交桥，高楼里有高速电梯在飞奔。随着国内高层建筑的不断涌现，高速电梯关键技术的探讨势必对舒适、高效及高速电梯的研制起到积极的推动作用。进入高速电梯时代，更多的问题需要我们予以重视。电梯速度、质量等方面的变化都将给人类未来的生活带来巨大的改变。因此，对高速电梯的研究应该不断深入，高速电梯的发展也会越来越好。
参考文献
[1]徐嘉.超高层电梯设计的分析 [ J ] .重庆建筑，2012，109(11)
[2]王晔.沈冬冬.仇成.高层建筑中电梯配置的计算与探讨[J]．现代建筑电气 ,2012,28(3)
[3]上海三菱电梯有限公司.电梯显示装置:中国,201110148452.0[P].2012.12.05．
论文作者:李明锟
论文发表刊物:《基层建设》2017年2期
论文发表时间:2017/4/17
标签：电梯论文; 导轨论文; 导轮论文; 高层建筑论文; 永磁论文; 曳引机论文; 系统论文; 《基层建设》2017年2期论文;