近20 年來，世界建筑高度的紀錄不斷被刷新。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上近75% 在建的高層建筑在中國，目前，國內(nèi)已建成的300m 以上的超高層建筑已達69個，200m 以上的有603 座，100m 以上的更是高達2 235 座。然而，超高層建筑的誕生與發(fā)展，離不開垂直升降裝置的發(fā)明與創(chuàng)新。

1854 年，在紐約水晶宮舉行的世界博覽會上，美國人伊萊莎. 奧的斯向世人展示了他的發(fā)明——人類歷史上第一部安全升降機。1889 年，美國奧的斯電梯公司造出名副其實的電梯。毫不夸張地說，沒有電梯的誕生與發(fā)展，現(xiàn)代高層建筑難以發(fā)展；不解決垂直交通問題，再堅固、再美觀的高樓也將形同雞肋。隨著高層建筑的快速發(fā)展，電梯技術也發(fā)生了日新月異的變化。應用在廣州周大福金融中心的日立電梯，最高速度達到1 260m/min?？紤]到國內(nèi)城市化進程的不斷進展，以及重點城市中心土地資源日益緊缺的現(xiàn)狀，超高層建筑的數(shù)量必定會密集上升，中國市場對于超高速、大容量電梯的需求必將會迅速增長。

由于超高速電梯與普通電梯比較，雖然驅(qū)動系統(tǒng)的原理基本相同，但在電梯運行中反映出的問題有本質(zhì)區(qū)別，在本文中，筆者通過對日立電梯公司、三菱電梯公司超高速電梯的分析，簡述超高速電梯的特點，并通過東芝電梯公司對臺北101 大廈的10 周年檢測案例，學習分享超高速電梯的檢測技術。

1 超高速電梯特點分析

1.1 驅(qū)動與控制技術

超高速電梯驅(qū)動和控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)電梯相比，顯著特點是：控制柜按功能分組，比如講電力驅(qū)動系統(tǒng)和信號控制系統(tǒng)分離成主電路柜和信號控制柜。為適應大功率電梯的驅(qū)動與控制，必須采用大容量變頻器，特別是雙( 多) 變頻并聯(lián)控制方式驅(qū)動。

為了提高超高速電梯的運行效率，一般不要求服務每個樓層，否則不斷的加、減速度會使乘客感到不適，而且電梯也達不到設定的額定速度。

1.2 驅(qū)動主機

驅(qū)動主機是超高速電梯的關鍵部件，其功率都是數(shù)百千瓦，主機自重達10 多t。由于超高速電梯載重大、速度高，一旦發(fā)生緊急情況制停距離幾十米長，轎廂的位移取決于鋼絲繩在繩輪上的滑動和制動輪的旋轉(zhuǎn)，因此，對制動器的摩擦片不僅限于基本靜力制動，還要有動態(tài)制動可靠性的要求。超高速電梯緊急制動時，制動器摩擦片會使其表面溫度升高，如果采用普通的材料會影響制停性能。為適應這種極端工況，制動摩擦片都采用耐磨和耐熱的陶瓷材料。另外，電磁驅(qū)動制動器一般難滿足釋放巨大制動力的要求，因此制動器多采用多鉗盤式制動器，超高速電梯曳引機，采用4 個獨立的電磁制動器，通過最優(yōu)控制算法使獨立的制動器的制動力均勻地施加在制動盤上。

1.3 舒適性控制

1.3.1 轎廂氣壓控制

超高速電梯所提升的高度較大，地面與頂層的氣壓差別較大，如臺北的101 大廈，氣壓差值達到48hPa。電梯在上下運行過程中，乘客會因氣壓的變化感到不適，因此，超高速電梯多采用密封轎廂，配以通風調(diào)壓系統(tǒng)，臺北101 大廈所安裝的東芝超高速電梯氣壓控制系統(tǒng)。其轎廂封閉，內(nèi)有氣壓計，通過進氣、排氣來調(diào)節(jié)轎廂內(nèi)氣壓。

1.3.2 超高速電梯導向系統(tǒng)

超高速電梯在運行中，導軌細微的彎曲及脈動的風壓，都會引起轎廂的橫向晃動，這種晃動與轎廂運行速度成正比。因此，為了減小轎廂水平晃動，要采用高強度、高質(zhì)量的導軌以及實施高精度的導軌安裝要求，同時還要開發(fā)防止轎廂晃動技術。日立所開發(fā)的超高速電梯導向系統(tǒng)，其有4 個導向單元及一個控制器組成，導向單元包含導向滾輪及執(zhí)行器，控制器利用H ∞控制技術來控制執(zhí)行器，來抵消各種變化所引起的晃動。

1.4 安全部件

1.4.1 安全鉗與限速器

傳統(tǒng)安全鉗楔塊是由鑄鐵材料制成，實驗表明，當制停速度超過10m/s 時，鑄鐵楔塊將嚴重磨損。而現(xiàn)在超高速電梯的運行速度已經(jīng)超過21m/s，且重量遠大于傳統(tǒng)轎廂重量，故超高速電梯安全鉗的楔塊，普遍采用具有耐摩擦、耐高溫及恒制動力性能的復合型陶瓷材料。

普通電梯一般上、下速度是一樣的，但由于受人的生理結(jié)構和心理因素的影響，超高速電梯的下行速度是有限定值的，小于上行速度。因此超高速電梯的限速器對應上、下不同的速度進行觸發(fā)動作，以滿足上行和下行不同速度的超速保護。

日立超高速電梯安全鉗及限速器，其安全鉗不僅采用了耐摩擦、耐高溫及具有高摩擦系數(shù)的材料，還采用了兩對平行的楔塊，這大大增強了安全鉗制動的可靠性。

1.4.2 緩沖器

按現(xiàn)行規(guī)范要求，當電梯額定速度大于4m/s 時，可以采用減行程緩沖器，其實際行程可取常規(guī)計算行程的1/3，如果電梯速度為20m/s，所用緩存器行程至少為9.0m，如果采用單級緩沖器的話，其自由高度至少是行程的兩倍以上。為此，超高速電梯所配置的緩存器普遍采用物理多段式結(jié)構，即多級式緩沖器，其自由高度可減少30% ～ 40%。日立超高速電梯的液壓緩存器，其采用四級式結(jié)構，速度為20m/s電梯的緩存器高度約為15m。

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