随着世界科技和经济的快速发展，越来越多的现代化都市规划者把目光投向了高层和超高层建筑.而高层和超高层建筑的运输和消防要求，必须用高速或超高速电梯才能满足。随着电梯技术的不断发展，电梯速度越来越高，区别高、中、低速电梯的速度限值也在相应地提高。目前我国习惯上把额定速度超过5.Om/s的电梯称为超高速电梯，但从技术角度来界定，只有额定速度超过6.Om/s的才算超高速电梯。

　　一、中国超高速电梯发展现状

　　目前，中国是全球最大的电梯市场。世界一流的电梯公司，如美国的奥的斯，日本的三菱、日立，东芝，欧洲的通力、迅达、蒂森克虏伯等，都相继进入中国。与此同时，一批优秀的本土电梯公司，如江南嘉捷、康力，博林特等，也迅速成长起来。群雄逐鹿，竞争非常激烈。

　　遗憾的是，目前在超高速电梯的研制和销售方面，主要是外资品牌的天下。我国本土电梯厂家，在超高速电梯研制方面仍然存在很大的短板，市场所占份额较小。

　　超高速电梯的研制，涉及驱动、控制、空气动力学以及节能环保等多方面的学科知识，其中的关键因素，有平层精准，运行过程的振动、噪声，安全钳材质以及电磁谐波干扰等多方面。整个过程需极其精细：整梯方案的设计及关键技术生产加工精度的保证，安装过程的控制如导轨安装的垂直度和接头的契合度，曳引机的吊装与装配，轿厢重心的确定等。

　　二、超高速电梯存在的问题和解决办法

　　1.关于井道的设计问题

　　井道是电梯的依托物，其中底坑深度、顶层高度、提升高度.井道宽深及井道垂直度等都是决定能安装什么电梯、适合安装什么电梯的关健因素。经过实地勘察、借鉴、电脑模拟及计算，得出额定速度8.Om/s电梯的井道参数：宽度2790mm,深度2820mm，底坑深度5900mm,提升高度77000mm,顶层高度7100mm.这是因为：

　　(1)根据GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》第12.6条，电梯下行速度下限不得小于额定速度的92%,因此电梯只要平均速度达7.36m/s即可；

　　(2)按照速度下限设置为7.36m/s,当加速度a=l.0m/s²时，稳速段为2.93s;当a=1.1m/s时，稳速段为3.67s;当a=1.21m/s时，稳速段为4.12s,当a>1.2m/s时乘梯的人会有失重感，不建议再高„

　　(3)顶层是越高越好，但底坑不是越深越好，适合就好；最好有台阶让人走进底坑地面，井道底坑留有洞口，洞□同层门大小即可。

　　(4)井道的垂直度，如果用以上井道尺寸来设计，额定载重量为1600kg的电梯大小刚好。但若设计额定载重量为2000kg时，轿厢尺寸为2000mmX2000mm，井道垂直度偏差100mm以上，对重与井道壁、轿厢的间隔就会偏小，因此选择对重导靴时应注意其本体的宽度.

　　2.关于配件的问题

　　额定速度4m/s以上电梯的配件厂商本来就很少，其中大部分为合资企业。而额定速度Sm/s以上电梯的配件，几乎只能买合资企业或进口的配件，例如：限速器、导靴，曳引钢丝绳等。

　　选购配件时，_定要考虑到整梯的结构：安全钳是上提拉，还是下提拉；限速器、平层开关、限位开关、磁开关、磁塞尺等的位置直接带来电梯结构的变化。这些结构上的变化，使其功能更健全的同时让电梯圆润化、人性化，让人们快速便捷地到达目的地的同时，也体验到舒适安全的乘梯环境。

　　3.关于运行时的空气动力学问题

　　由于电梯轿厢在烟囱式的井道内运行，必然会产生一系列空气动力学问题。包括气动阻力、气动噪声及低频振动等，都会严重地影响轿厢运行时的舒适度。那么，在提高电梯运行速度的同时，必须要考虑运行时影响舒适度的因素——振动和噪声。提高电梯舒适度的措施有很多，对于不同速度的电梯，会采用不同的减震与降噪方案，以获得舒适度与经济效益的最大化结合。

　　解决运行时的空气动力学问题，提高电梯舒适度可采取以下措施。

　　(1)空气动力方面：设计流线型上下导流罩，兼顾更换的便利性。图1所示是几种高速梯的导流罩样式。

        (2)噪声控制：采用抑音、隔音、消音思路，如图2所示。①联动部位，采用抑制和吸音的材料，②声源体与轿厢间采用弹簧、液压缸等阻隔传播，③设计特殊结构降低和消除空气动力性噪声；④通风处采用迷宫结构和贴吸音棉。

　　(3)采用高强度轿架：主体结构均使用型材。

　　优点：①强度高，承受冲击能力强；②易加工。

　　⑷采用四象限控制系统：该系统是MDG50四象限变频器与NICE7000控制器一起组成的四象限驱动控制系统，MD050将外部AC市电转换为恒定的DC母线电压输出给NICE7000控制器，NICE7000在恒定的DC母线电压下工作驱动控制电机。其中MD050采用IGBT做整流桥，可以实现能量的双向流动，用高速度、高运算能力的DSP产生PWM控制脉冲。一方面可以调整输入的功率因数，消除对电网的谐波污染，让变频器真正成为“绿色产品"；另一方面可以将电动机回馈产生的能量返送到电网，达到节能效果。见图3。

　　（5）谐波抑制系统：该系统包括能量回馈电抗器、滤波电抗器、滤波电容。滤波电抗器、滤波电容用于削减电源谐波对四象限系统的污染，能量回馈电抗器用于消除能量回馈时回馈电流对电网的污染，

　　(6)上电缓冲保护系统：该系统包括交流接触器、缓冲电阻，两者配合用于减小上电对MD050的电流冲击。

　　(7)安全控制系统及原理：

　　①NICT7000采集编码器信号，并与磁栅尺通过通讯建立连接，建立冗余、高安全等级的速度、位置监控系统，适时地采集磁栅尺搓供的轿厢绝对速度及绝对位霄，保障对轿厢速度、位置的适时、精确的确认及保护。

　　②完成对主机的速度及轿厢位置的精确监控。NICE7000还采用基极封锁技术，紧急制停切断控制输出的时间控制在10ms,在保障电梯输出快速反应的同时，亦可以保证后端电气部件的使用安全。

　　(8)电梯到站停靠方式：电梯采用直接停靠的方式停梯，电梯从减速点开始直接减速到零且能准确平层，提高了电梯运行效率。

　　当方案确定后，绘制其三維图并组装拼搭。找出轿厢重心，由此更好地反推轿厢导轨的合适摆放位置，然后“电梯土建图”就可早一步准确完成，现场早一步整改到位。在电气控制方面合理地设计四象限控制柜的器件布局以及控制柜在机房的位置排布，控制好电磁兼容性、确保控制系统不受电磁的干扰而影响电梯的正常运行。

　　在本文中讨论电梯的额定速度范围是：6.0m/s≤v<10.0m/s。那么有些新技术不在本文的讨论范困之内，比如：气压控制系统可以缓解由子气压差引起的令人不适的耳鸣现象,全自动减震装置可以抑制令人不适的电梯左右摇晃；带自动调节控制系统的滚动导靴可以有效地减少电梯的晃动；轿厢阻尼系统可以缓解建筑物带来的摇摆等。

　　三、超高速电梯的零件生产加工

　　超高速电梯的零件加工精度视产品而定。就事前而提到的额定速度8m/s电梯为例，关健部件如曳引机、导轨、导靴、复绕轮等都是外购件。因此自制件保证厂标精度，而结构可使用常规结构。

　　生产之前要先评估自身的加工能力，尽量自身加工，这样才能为今后接单收集到必要的信息：设备能力、人员配备、生产周期。有了多角度的考虑后，生产出更具本公司特色、更符合市场需求的产品。

　　制造时，车间各单位应遵循的有：厚板激光下料；型材校正加工，组件装配出厂。其中曳引机机架加工工艺多样：气割、校直、钻孔、极光割、电焊、情磨等。其中因型材料大、数量多，校直需要一定的设备，许多是本行业一般公司所不具备的。特别是焊接零件多、焊接方式复杂，焊接面积大。当组装焊接消除了机架内应力后，变形是肯定的，如何保证机架尺寸和加工孔位，是亟需解决的问题。

　　四、超高速电梯的设备安装调试

　　人们常说电梯的运行效果是“三分靠设计七分靠安装”，这虽然有夸大安装重要性的嫌疑，但这也在某种程度上反映了安装对电梯使用效果的影响。科学的安装能极大地提升乘梯舒适度、合理地保证安全性能。超高速电梯的安装队伍，必须是经过厂家培训的合格人员来安装，且最好随时能得到设计人员的跟踪交流。

　　在本文中，笔者就超高速电梯区别常规电梯安装的关键点做以下6点叙述。

　　(丨）安装方式的选择：有脚手架安装方式、无脚手架安装方式。安装超高速的电梯时，最好使用有脚手架安装方式，这样才能合理保证在某天某时段一气呵成立完导轨，只有这样才能更好地保证导轨垂直度，才能在源头保证电梯运行轨道的平滑，从而将轿厢振动控制在最小范围内，且可控制由于钢这绳、导靴等运动部件的振动而引起的共振。

　　(2）轿厢导靴的安装：人类对水平横向振动最为敏感，其次对水平纵向振动敏感，对垂直振动最不敏感。因此模向作用的导靴滚轮调节尤为重要，应在运行轨迹的上中下3点同时考虑最优调节。并且前期设计注意导轨的固定间距或接头间距不应与滚轮导靴的安装间距正好相等。

　　(3补偿绳和尾绳振动：电梯速度达到200m/min或者更高时，水平抖动控制和平滑速度控制便成为电梯技术的一个重要问题，因此电梯达到本速度时，就要增加底坑补偿裝置。而当v≥6.0m/s时，多股补偿绳的弹跳要通过加装带阻尼效果的减振器来有效控制尾绳振动。另外钢丝绳安装前盘旋捆扎会产生扭应力，直接安装很容易引起电梯运行中的抖动，所以安装前应充分释放这种内力„

　　(4)上下导流罩：通过在轿底和轿顶增加导流罩，可以减少轿顶平面正对气流，能有效改善电梯气动特性。依据图1举例：图la)所示的椭圆型导流罩气动阻力、压差阻力、粘滞阻力系数最小，最能改善电梯气动性能，降低电梯周围的气流速度，减小尾涡区的范围，降低湍流强度，从而减少气流对轿厢所带來的振动与噪声的影响。并日安装完毕后连接处要做好密封处理。

　　(5)轿厢安装的紧固、密封度：电梯超高速运行时，轿厢要承受很大的作用力，如果轿厢架或轿璧等处某部件没有紧固好，则当电梯超高速运行时，该部件容易产生相对位移，从而引起电梯运行时的相互磨擦和风鸣共振声。

　　(6)电气调试。在电梯提升高度受到极度限制时，要求电梯运行速度v≥8m/s,只有加大电梯启、制动的加减速度，缩短电梯启、制动的距离来实现。加减速度一旦提高必然会影响到电梯运行的舒适度（加减速时系统产生振荡，轿厢出现抖动和突然变速引起的失重感，容易使乘客出现头晕现象等）。为解决这一问题必须处理好控制系统的运行控制参数的配合设置，即对速度环比例增益和积分时间、运行切换频率以及电流环的比例增益和积分增益等关键参数的设置调节。以下是按N1CE7000系统例举运行控制参数调节逻辑a

　　①如图4所示，F2-00和F2-01为运行频率小于切换频率1(F2-02)时的PI调节参数；F2-03和F2-04为运行频率大于切换频率2(F2-05)时的PI调节参数。处于切换频率1和切换频率2之间PI调节参数，为F2-00、F2-01和F2-03、F2-04的加权平均值。

　　② 通过设定速度调节器的比例系数和积分时间，可以调节矢量控制的速度动态响应特性。增加比例增益，减小积分时间，均可加快速度环的动态响应。比例增益过大或积分时间过小均可能使系统产生振荡。

　　③ 建议调节方法。如果出厂参数不能满足要求，则在出厂值参数基础上进行微调：先増大比例增益，保证系统不振荡；然后减小积分时间，使系统既有较快的响应特性，超调又较小。如果切换频率1、切换频率2同时为0，则只有F2-03，F2-04有效。

　　④ F2-06、F2—07为矢量控制算法中，电流环调节参数。该参数的调节方法与速度环PI参数调节方法相似。同步电机调整此参数对舒适度有较明显的影响，调整合适可抑制电梯运行中的抖动。

　　五、结语

　　综上所述，研制超高速电梯，要做好井道的规划，做好空气导流、噪声控制的方案；把控好产品生产质量；组织好电梯安装；调节好电梯启、制动的运行曲线，确保乘坐舒适度良好等5个方面。只要做好以上几个方面，民族电梯品牌一样可以在超高速电梯领域服务于广大客户，并同进□电梯品牌在市场中一较高下。