2018年电梯新技术及其发展方向

　　在现代化城市的高速发展中,一幢幢高楼拔地而起.电梯成为楼房里上下运送乘客或货物的必备工具.随着电梯技术的不断发展,绿色化、低能耗、智能化、网络化的电梯一定能为人类提供更好的服务.无齿轮,远程监控技术也将是电梯工业的主要研究方向。

　　自1889年12月第一台真正意义上的安全电梯面世以来，电梯已经经历了100多年的发展。在这漫长的历程中，电梯技术不断得以完善：调速方式方面，从最初的直流驱动，经过交流双速、交流调压调速(ACVV)，逐步发展为交流变压变频(VVVF)调速;曳引方式上，从直流机组曳引，历经交流电机蜗轮蜗杆曳引、交流电机斜齿轮曳引、交流电机无齿轮曳引，发展为交流永磁(PM)同步无齿轮曳引;控制方式上，从简单的接触器控制，过渡到PLC控制，再发展到了现在的微机网络控制。

　　纵观近年来的电梯和相关领域的技术发展，笔者认为以下的新技术和发展方向值得大家关注。

　　高速化

　　高层和超高层建筑的不断涌现，倒逼电梯必须高速化。截止2014年3月底，中国(含港澳台地区)超过300m的摩天大楼已经有48座。100m以上的高楼更是不计其数。2014年8月份刚封顶的上海中心大厦的高度达到了632m，该大厦的3台观光电梯提升高度为565.4m，招投标时甲方要求电梯最低额定速度必须在15m/s及以上，最终选用了三菱的18m/s电梯。正在兴建中的沙特“王国塔”，高度超过了1000m，最高电梯的速度也要求是10m/s及以上。要开发如此高速的电梯，必须解决好包括上千安培电流的变频驱动装置设计、低速大转矩大载荷PM电机(几百千瓦额定功率、上万牛·米额定转矩、上百吨主轴载荷)、轻质高性能曳引钢丝绳(或钢带)、高效可靠信号传输系统等等关键技术在内的技术瓶颈问题。针对上述问题，我们需要研究大功率模块或变频器级并联技术、大型电梯专用PM曳引机设计技术、新型材料的曳引绳技术、采用光纤的电梯信号系统传输技术等。

　　智能化

　　这里所说的智能化，主要针对以下几方面的技术：

　　电梯调配与服务的智能化

　　现代单体建筑中配置的电梯越来越多，上海正在兴建中的中国国际博览中心，一个单体建筑内就安装了214台电梯和188台自动扶梯。研究并将先进的模糊逻辑和人工智能技术应用于电梯，可以很好地解决多电梯的高效调配问题：电梯的群控系统实时地记录不同时段、不同楼层的客流情况，通过一定的信息积累后，制定最合理的调配规则(这些规则是动态进行调整，每天、每周、每月都可以进行调整)。还有类似于目的层去向预报的技术，可以将去同一楼层的乘客合理地分配到同一台电梯(即合并同类项)，并将这台电梯的梯号即时显示在候梯厅的显著位置，引导乘客选择适合的电梯，使得每台电梯的每次行程中停层的次数最少，避免原有群控调配技术可能导致“层层”停的低效运输现象。

　　除此之外，采用可变速运行等先进技术，可以提升电梯服务的智能化水平。根据电梯负载情况，随时改变电梯的“额定”运行速度(比如电梯处于平衡负载时，可以将额定速度为1.75m/s的电梯临时提高至2.5m/s来运行)，以提高运行效率。要采用该技术，必须先解决不同速度下的超速保护级别的识别问题、减行程缓冲器技术应用等问题。

　　远程监控的智能化

　　信息化技术发展突飞猛进，电梯行业应该充分利用信息化技术成果。电梯属于特种设备，乘客性命攸关。所以解决好电梯的信息远程采集、传输与处理技术，将在电梯的日常管理、及时救援以及在各方面更人性化地服务于乘客(比如发生困人事故时，及时建立远程监控中心和电梯轿厢的视频通话)等方面，起到至关重要的作用。

　　维保智能化、大数据的采集与应用

　　电梯的使用和汽车一样，维保工作非常关键。截止2013年底，中国大陆已经拥有300.45万台电梯(含自动扶梯)。而面对如此庞大的电梯群，必须研究更先进的维保模式，不能单靠传统的纯人工现场操作。可以逐步地开发在电梯中采用智能维护系统(Intelligent Maintenance System, IMS)，应用性能衰退分析和预测方法，结合infotronics 技术(融合互联网、非接触式通讯技术、嵌入式智能电子技术)，使受维护的电梯一直保持近乎零故障的性能。当然，这里也需要用到大数据的概念。我们必须采集足够量的电梯细节数据，包括电梯运行状态数据、门状态数据、按钮数据、故障基础库数据等等海量的数据，并经大数据处理，以最终实现智能诊断、智能维保，在确保使用安全性不打折情况下，改变被动、低效维保模式(“定期体检”模式)。比如，对于电梯的制动系统进行相关参数(电流、电压、温度、力矩等等)的实时采集，并经智能维保系统处理，及时地告知维保人员其真实状态，动态实施维保，变“被动安全”为“主动安全”。

　　安全部件功能实现的电子化

　　随着“功能安全”概念在电梯行业的深入，以及国际标准ISO 22201-2009 “电梯——电梯安全相关的可编程电子系统(PESSRAL)的设计与开发”和EN 81-20/50的逐步出版，许多电梯的安全保护将都通过PESSRAL系统来实现。比如减行程缓冲器系统功能、轿厢意外移动保护功能等。PESSRAL的应用，不仅可以实现安全部件的小型化，而且还可以提高电梯的相对安全性。

　　标准化

　　这里所述的“标准化”，是指电梯行业的标准将越来越多、制订标准的频度将越来越高。截止2013年底，现行电梯行业的国家标准已有33项，其中31项是2007年以来制订、修订的。随着电梯技术的快速发展和社会及用户对于电梯的安全性、舒适性等要求的不断提升，代表着一定时期的技术水准的“标准”必将被不停地更新。

　　节能

　　全球的能源是有限的。如前文所述，截止2013年年底，仅中国大陆的电梯保有量就已经有300.45万台，以行业公认的每台电梯日均耗电40kW·h计算，这些电梯年耗电为438亿kW·h。所以，节能将是一个永恒的主题。研究更为先进的能量回馈技术、超级电容(或锂电池等)储能技术、电梯系统的休眠以及睡眠技术、电梯群的分布式电网技术等等，将是今后电梯界不可回避的一大任务。

　　技术创新带给国产电梯新机遇

　　中国目前拥有世界上最多的电梯保有量，占到全球电梯保有量的1/3以上;同时也是世界上最大的电梯市场，然而外资品牌的电梯却占据了市场超过6成的份额，一直处于追赶和创建品牌的国产电梯如何在全球最大的电梯市场里多分一杯羹?11月8日在福建福州举行的“后电梯时代技术创新研讨会”上，业内人士给出了自己的答案：开创后电梯时代新市场。

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