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隨著世界科技和經濟的快速發展，越來越多的現代化都市規劃者把目光投向了高層和超高層建筑.而高層和超高層建筑的運輸和消防要求，必須用高速或超高速電梯才能滿足。隨著電梯技術的不斷發展，電梯速度越來越高，區別高、中、低速電梯的速度限值也在相應地提高。目前我國習慣上把額定速度超過5.Om/s的電梯稱為超高速電梯，但從技術角度來界定，只有額定速度超過6.Om/s的才算超高速電梯。
一、中國超高速電梯發展現狀
目前，中國是全球最大的電梯市場。世界一流的電梯公司，如美國的奧的斯，日本的三菱、日立，東芝，歐洲的通力、迅達、蒂森克虜伯等，都相繼進入中國。與此同時，一批優秀的本土電梯公司，如江南嘉捷、康力，博林特等，也迅速成長起來。群雄逐鹿，競爭非常激烈。
遺憾的是，目前在超高速電梯的研制和銷售方面，主要是外資品牌的天下。我國本土電梯廠家，在超高速電梯研制方面仍然存在很大的短板，市場所占份額較小。
超高速電梯的研制，涉及驅動、控制、空氣動力學以及節能環保等多方面的學科知識，其中的關鍵因素，有平層精準，運行過程的振動、噪聲，安全鉗材質以及電磁諧波干擾等多方面。整個過程需極其精細：整梯方案的設計及關鍵技術生產加工精度的保證，安裝過程的控制如導軌安裝的垂直度和接頭的契合度，曳引機的吊裝與裝配，轎廂重心的確定等。
二、超高速電梯存在的問題和解決辦法
1.關于井道的設計問題
井道是電梯的依托物，其中底坑深度、頂層高度、提升高度.井道寬深及井道垂直度等都是決定能安裝什么電梯、適合安裝什么電梯的關健因素。經過實地勘察、借鑒、電腦模擬及計算，得出額定速度8.Om/s電梯的井道參數：寬度2790mm,深度2820mm，底坑深度5900mm,提升高度77000mm,頂層高度7100mm.這是因為：
(1)根據GB7588-2003《電梯制造與安裝安全規范》第12.6條，電梯下行速度下限不得小于額定速度的92%,因此電梯只要平均速度達7.36m/s即可；
(2)按照速度下限設置為7.36m/s,當加速度a=l.0m/s²時，穩速段為2.93s;當a=1.1m/s時，穩速段為3.67s;當a=1.21m/s時，穩速段為4.12s,當a>1.2m/s時乘梯的人會有失重感，不建議再高„
(3)頂層是越高越好，但底坑不是越深越好，適合就好；最好有臺階讓人走進底坑地面，井道底坑留有洞口，洞□同層門大小即可。
(4)井道的垂直度，如果用以上井道尺寸來設計，額定載重量為1600kg的電梯大小剛好。但若設計額定載重量為2000kg時，轎廂尺寸為2000mmX2000mm，井道垂直度偏差100mm以上，對重與井道壁、轎廂的間隔就會偏小，因此選擇對重導靴時應注意其本體的寬度.
2.關于配件的問題
額定速度4m/s以上電梯的配件廠商本來就很少，其中大部分為合資企業。而額定速度Sm/s以上電梯的配件，幾乎只能買合資企業或進口的配件，例如：限速器、導靴，曳引鋼絲繩等。
選購配件時，_定要考慮到整梯的結構：安全鉗是上提拉，還是下提拉；限速器、平層開關、限位開關、磁開關、磁塞尺等的位置直接帶來電梯結構的變化。這些結構上的變化，使其功能更健全的同時讓電梯圓潤化、人性化，讓人們快速便捷地到達目的地的同時，也體驗到舒適安全的乘梯環境。
3.關于運行時的空氣動力學問題
由于電梯轎廂在煙囪式的井道內運行，必然會產生一系列空氣動力學問題。包括氣動阻力、氣動噪聲及低頻振動等，都會嚴重地影響轎廂運行時的舒適度。那么，在提高電梯運行速度的同時，必須要考慮運行時影響舒適度的因素——振動和噪聲。提高電梯舒適度的措施有很多，對于不同速度的電梯，會采用不同的減震與降噪方案，以獲得舒適度與經濟效益的最大化結合。
解決運行時的空氣動力學問題，提高電梯舒適度可采取以下措施。
(1)空氣動力方面：設計流線型上下導流罩，兼顧更換的便利性。圖1所示是幾種高速梯的導流罩樣式。
(2)噪聲控制：采用抑音、隔音、消音思路，如圖2所示。①聯動部位，采用抑制和吸音的材料，②聲源體與轎廂間采用彈簧、液壓缸等阻隔傳播，③設計特殊結構降低和消除空氣動力性噪聲；④通風處采用迷宮結構和貼吸音棉。
(3)采用高強度轎架：主體結構均使用型材。
優點：①強度高，承受沖擊能力強；②易加工。
⑷采用四象限控制系統：該系統是MDG50四象限變頻器與NICE7000控制器一起組成的四象限驅動控制系統，MD050將外部AC市電轉換為恒定的DC母線電壓輸出給NICE7000控制器，NICE7000在恒定的DC母線電壓下工作驅動控制電機。其中MD050采用IGBT做整流橋，可以實現能量的雙向流動，用高速度、高運算能力的DSP產生PWM控制脈沖。一方面可以調整輸入的功率因數，消除對電網的諧波污染，讓變頻器真正成為“綠色產品"；另一方面可以將電動機回饋產生的能量返送到電網，達到節能效果。見圖3。
�。�5）諧波抑制系統：該系統包括能量回饋電抗器、濾波電抗器、濾波電容。濾波電抗器、濾波電容用于削減電源諧波對四象限系統的污染，能量回饋電抗器用于消除能量回饋時回饋電流對電網的污染，
(6)上電緩沖保護系統：該系統包括交流接觸器、緩沖電阻，兩者配合用于減小上電對MD050的電流沖擊。
(7)安全控制系統及原理：
①NICT7000采集編碼器信號，并與磁柵尺通過通訊建立連接，建立冗余、高安全等級的速度、位置監控系統，適時地采集磁柵尺搓供的轎廂絕對速度及絕對位霄，保障對轎廂速度、位置的適時、精確的確認及保護。
�、谕瓿蓪χ鳈C的速度及轎廂位置的精確監控。NICE7000還采用基極封鎖技術，緊急制停切斷控制輸出的時間控制在10ms,在保障電梯輸出快速反應的同時，亦可以保證后端電氣部件的使用安全。
(8)電梯到站停靠方式：電梯采用直接�？康姆绞酵Ｌ�，電梯從減速點開始直接減速到零且能準確平層，提高了電梯運行效率。
當方案確定后，繪制其三維圖并組裝拼搭。找出轎廂重心，由此更好地反推轎廂導軌的合適擺放位置，然后“電梯土建圖”就可早一步準確完成，現場早一步整改到位。在電氣控制方面合理地設計四象限控制柜的器件布局以及控制柜在機房的位置排布，控制好電磁兼容性、確�？刂葡到y不受電磁的干擾而影響電梯的正常運行。
在本文中討論電梯的額定速度范圍是：6.0m/s≤v<10.0m/s。那么有些新技術不在本文的討論范困之內，比如：氣壓控制系統可以緩解由子氣壓差引起的令人不適的耳鳴現象,全自動減震裝置可以抑制令人不適的電梯左右搖晃；帶自動調節控制系統的滾動導靴可以有效地減少電梯的晃動；轎廂阻尼系統可以緩解建筑物帶來的搖擺等。
三、超高速電梯的零件生產加工
超高速電梯的零件加工精度視產品而定。就事前而提到的額定速度8m/s電梯為例，關健部件如曳引機、導軌、導靴、復繞輪等都是外購件。因此自制件保證廠標精度，而結構可使用常規結構。
生產之前要先評估自身的加工能力，盡量自身加工，這樣才能為今后接單收集到必要的信息：設備能力、人員配備、生產周期。有了多角度的考慮后，生產出更具本公司特色、更符合市場需求的產品。
制造時，車間各單位應遵循的有：厚板激光下料；型材校正加工，組件裝配出廠。其中曳引機機架加工工藝多樣：氣割、校直、鉆孔、極光割、電焊、情磨等。其中因型材料大、數量多，校直需要一定的設備，許多是本行業一般公司所不具備的。特別是焊接零件多、焊接方式復雜，焊接面積大。當組裝焊接消除了機架內應力后，變形是肯定的，如何保證機架尺寸和加工孔位，是亟需解決的問題。
四、超高速電梯的設備安裝調試
人們常說電梯的運行效果是“三分靠設計七分靠安裝”，這雖然有夸大安裝重要性的嫌疑，但這也在某種程度上反映了安裝對電梯使用效果的影響�？茖W的安裝能極大地提升乘梯舒適度、合理地保證安全性能。超高速電梯的安裝隊伍，必須是經過廠家培訓的合格人員來安裝，且最好隨時能得到設計人員的跟蹤交流。
在本文中，筆者就超高速電梯區別常規電梯安裝的關鍵點做以下6點敘述。
(丨）安裝方式的選擇：有腳手架安裝方式、無腳手架安裝方式。安裝超高速的電梯時，最好使用有腳手架安裝方式，這樣才能合理保證在某天某時段一氣呵成立完導軌，只有這樣才能更好地保證導軌垂直度，才能在源頭保證電梯運行軌道的平滑，從而將轎廂振動控制在最小范圍內，且可控制由于鋼這繩、導靴等運動部件的振動而引起的共振。
(2）轎廂導靴的安裝：人類對水平橫向振動最為敏感，其次對水平縱向振動敏感，對垂直振動最不敏感。因此模向作用的導靴滾輪調節尤為重要，應在運行軌跡的上中下3點同時考慮最優調節。并且前期設計注意導軌的固定間距或接頭間距不應與滾輪導靴的安裝間距正好相等。
(3補償繩和尾繩振動：電梯速度達到200m/min或者更高時，水平抖動控制和平滑速度控制便成為電梯技術的一個重要問題，因此電梯達到本速度時，就要增加底坑補償裝置。而當v≥6.0m/s時，多股補償繩的彈跳要通過加裝帶阻尼效果的減振器來有效控制尾繩振動。另外鋼絲繩安裝前盤旋捆扎會產生扭應力，直接安裝很容易引起電梯運行中的抖動，所以安裝前應充分釋放這種內力„
(4)上下導流罩：通過在轎底和轎頂增加導流罩，可以減少轎頂平面正對氣流，能有效改善電梯氣動特性。依據圖1舉例：圖la)所示的橢圓型導流罩氣動阻力、壓差阻力、粘滯阻力系數最小，最能改善電梯氣動性能，降低電梯周圍的氣流速度，減小尾渦區的范圍，降低湍流強度，從而減少氣流對轎廂所帶來的振動與噪聲的影響。并日安裝完畢后連接處要做好密封處理。
(5)轎廂安裝的緊固、密封度：電梯超高速運行時，轎廂要承受很大的作用力，如果轎廂架或轎璧等處某部件沒有緊固好，則當電梯超高速運行時，該部件容易產生相對位移，從而引起電梯運行時的相互磨擦和風鳴共振聲。
(6)電氣調試。在電梯提升高度受到極度限制時，要求電梯運行速度v≥8m/s,只有加大電梯啟、制動的加減速度，縮短電梯啟、制動的距離來實現。加減速度一旦提高必然會影響到電梯運行的舒適度（加減速時系統產生振蕩，轎廂出現抖動和突然變速引起的失重感，容易使乘客出現頭暈現象等）。為解決這一問題必須處理好控制系統的運行控制參數的配合設置，即對速度環比例增益和積分時間、運行切換頻率以及電流環的比例增益和積分增益等關鍵參數的設置調節。以下是按N1CE7000系統例舉運行控制參數調節邏輯a
①如圖4所示，F2-00和F2-01為運行頻率小于切換頻率1(F2-02)時的PI調節參數；F2-03和F2-04為運行頻率大于切換頻率2(F2-05)時的PI調節參數。處于切換頻率1和切換頻率2之間PI調節參數，為F2-00、F2-01和F2-03、F2-04的加權平均值。
② 通過設定速度調節器的比例系數和積分時間，可以調節矢量控制的速度動態響應特性。增加比例增益，減小積分時間，均可加快速度環的動態響應。比例增益過大或積分時間過小均可能使系統產生振蕩。
③ 建議調節方法。如果出廠參數不能滿足要求，則在出廠值參數基礎上進行微調：先増大比例增益，保證系統不振蕩；然后減小積分時間，使系統既有較快的響應特性，超調又較小。如果切換頻率1、切換頻率2同時為0，則只有F2-03，F2-04有效。
�、� F2-06、F2—07為矢量控制算法中，電流環調節參數。該參數的調節方法與速度環PI參數調節方法相似。同步電機調整此參數對舒適度有較明顯的影響，調整合適可抑制電梯運行中的抖動。
五、結語
綜上所述，研制超高速電梯，要做好井道的規劃，做好空氣導流、噪聲控制的方案；把控好產品生產質量；組織好電梯安裝；調節好電梯啟、制動的運行曲線，確保乘坐舒適度良好等5個方面。只要做好以上幾個方面，民族電梯品牌一樣可以在超高速電梯領域服務于廣大客戶，并同進□電梯品牌在市場中一較高下。
