电梯是如何控制升降的?
电梯的升降靠的就是向上卷动轿厢的机械力，与水井里的吊桶原理是一样的。通过用与轿厢同样重量的平衡重物来保持平衡，以减小马达的负担。
世界最快的电梯:89层只需40秒 (2001年12月14日 08:14 大洋论坛)
大洋网讯 世界第一高楼配上了世界最快的电梯!为了以60公里的时速上下运送人员和物品，该电梯采用了多项世界尖端技术。 流线形的外观和可动重物，巧妙地消除了振动和噪音。
虽然恐怖袭击事件的爆炸声还余音未绝，一座远远高于在此次灾难中坍塌的纽约世贸中心大楼(高度420m，110层)的超高层大楼正在紧锣密鼓地建设之中。 这就是目前正在台北市建设的台北国际金融中心大楼。大楼外...全部
电梯的升降靠的就是向上卷动轿厢的机械力，与水井里的吊桶原理是一样的。通过用与轿厢同样重量的平衡重物来保持平衡，以减小马达的负担。
世界最快的电梯:89层只需40秒 (2001年12月14日 08:14 大洋论坛)
大洋网讯 世界第一高楼配上了世界最快的电梯!为了以60公里的时速上下运送人员和物品，该电梯采用了多项世界尖端技术。
流线形的外观和可动重物，巧妙地消除了振动和噪音。
虽然恐怖袭击事件的爆炸声还余音未绝，一座远远高于在此次灾难中坍塌的纽约世贸中心大楼(高度420m，110层)的超高层大楼正在紧锣密鼓地建设之中。
这就是目前正在台北市建设的台北国际金融中心大楼。大楼外形独特，颇有佛塔风范。
纽约惨案之后，这幢未来全球第一高楼能否按原计划施工，目前尚难以断言。但如果完全建成后，一座高508米、101层的世界第一(预计)摩天大楼就将诞生。
按施工计划，该大楼将于2003年秋峻工，以熊谷组为中心的施工单位目前正在加紧建设。
而且，这座台北国际金融中心大楼不但高度世界第一，连接地下一层和第89层观光层的电梯也是世界上最快的。
目前世界上最快的电梯配置在1993年竣工的日本横滨Land Mark Tower(高度296m、70层)，其时速达45公里(每分钟750米)。但将要安装在台北国际金融中心大楼的电梯时速将达60。
6km(每分钟达1010m)，提高了15km以上。
来自于亚洲市场的技术追求
承建这台世界最快电梯的是东芝电梯公司(东京都品川区，总裁西冈浩史)。该公司早在距今8年前的1993年就已着手研究开发超高速电梯。
该公司的首席常务董事水口宏昭回顾说：“虽然在日本泡沫经济已经崩溃，但在韩国和上海却出现了(超高速电梯的)市场。不断进行技术创新是技术人员的天性。因此我们于8年前决定再进行一次挑战”。6年后，该公司得到了台北国际金融中心大楼的电梯订单。
电梯市场主要集中在写字楼和高层公寓中使用的中低速(时速6。3km)电梯领域。时速30km以上的超高速电梯的市场需求就相对小得多。不过，超高速电梯的开发中获得的技术也可用于其它产品，正如F1赛车之于汽车制造商的关系一样。
控制振动、噪音、气压是关键
本来电梯的升降靠的就是向上卷动轿厢的机械力，与水井里的吊桶原理是一样的。通过用与轿厢同样重量的平衡重物来保持平衡，以减小马达的负担。
不过，应该注意的是电梯轿厢沿封闭升降路线升降的时速高达60。
6km，此时所产生的振动、冲击和噪音之大是难以想像的。水口常务董事向记者透露了一些开发中遇到的困难。
“说得极端一点，要想达到高速度，只要提高卷动轿厢的机械部分的马达功率就行了。而开发中真正面临的课题是如何控制振动、噪音以及轿厢内的气压。
”
如果采用和普通的低速电梯一样的箱型轿厢，就会因空气阻力而产生晃动和噪音。这将影响到电梯的加速，使电梯运行效率恶化。所以此次开发的超高速电梯的上下端均采用了流线型设计。
此次东芝开发的这部超高速电梯两端安装有类似于JR新干线“700系列希望号”的流线型鸭嘴状外壳。
此外，还尽量使外壳顶端更尖，以便进一步减小空气阻力。
流线形外壳不仅可减空气阻力，还有助于空气噪音的降低。实际上电梯轿厢下面的空气也是噪音的元凶之一。另外，当电梯上下通道内的空气流过电梯轿厢门一侧时也会产生噪音。
高压状态下的空气会象打鼓一样冲击电梯轿厢。
实际上以Land Mark Tower大楼电梯为代表的超高速电梯或多或少都采用了流线型的电梯轿厢。为了减小空气阻力，设计上总脱离不了相似的外形。
但东芝自1993年开始研究开发后的数年间，反复进行了多次模拟分析和实机检验。于是就有了现在的外形——使空气从电梯门和轿厢之间很窄的空隙流过，而不停留于其间。水口常务董事很自信地表示：“我们实现了超高速电梯的最佳形状”。
而高速运行中的晃动问题又是如何解决的呢？
众所周知，电梯是沿着导轨升降的。导轨即便有十分细微的弯曲也会引致振动和噪音。因此，东芝制定了非常严格的规定，5m导轨的弯曲不得大于0。
4mm。
但尽管如此，还是会产生弯曲或突发的振动。为此，东芝电梯采用了一种通过沿着导轨运动的名为导向轴(Guide Roller)的滚轮来吸收冲击的结构。
其结构是用弹簧把滚轮挤压在导轨上，这样由导轨弯曲而产生的振动就基本上被弹簧所吸收。
而且还消除了由于滚轮上的重量所产生的轻微振动。上述两种设计在正常运动下可减少25%的横向摇动，在突发冲击中可减少65%的振动。
另外，在轿厢的下面还安装了被称做Active Mass Damper(AMD)的重物。
通过同时装备了检测物体倾斜度的加速度传感器，能反向产生与振动相同的作用力以消除产生的振动。水口常务董事说：“在现有大楼中的试验表明，安装AMD可使振动减小一半”。利用导向轴和AMD可减小60%的横向振动，“即使在轿厢地板上立着放一枚硬币都不会倒下”，从而使乘坐的舒适性大为提高。
解决耳鸣问题，乘坐更加舒服
超高速电梯面临的另一大课题是耳鸣问题。
很多人都有过乘坐飞机时由于气压变化而产生的耳鸣、耳痛的经历。在瞬间升降500m的电梯里也会发生同样的情况。
东芝电梯公司在开发该超高速电梯的同时，还在工厂里建造了一个加减气压的装置，通过24名实验人员反复进行加减气压实验。实验人员还被分成不同的年龄组分别参加在加减压时会出现几次耳鸣情况的实验。
实验显示，如对气压不进行任何控制，轿厢内的气压会随着时间的变化而发生急剧变化。其中有1名实验人员表示出现了耳鸣。但是可以看到如按一定的比例控制气压加减时，就不易产生耳鸣。因此，通过在封闭轿厢内安装气压控制阀门和控制设备就能够抑制耳鸣的发生。
东芝就是如此通过各种细微技术的积累，实现了超高速电梯的舒适性。但在短短不足40秒种的时间里就升降到地面上将近500m的高度，预防紧急事件的安全措施也是一个十分关键的问题。
不只是台北国际金融中心大楼，在超高层大楼里都设计有十道二十道的安全网。
比如，如果电梯运行速度大于规定速度，就要采取切断马达电源或使用电磁制动装置进行制动。
即使悬吊轿厢的钢缆断裂，一旦检测到电梯运行速度超过了平常的1。3倍，紧急刹车装置就会被自动启动，在导轨中打入楔子使电梯强行停下来。
不过，轿厢的重量将近10吨，摩擦产生的温度也超过1000℃。为了避免将楔子熔化掉，这部电梯使用了耐摩擦高温的陶瓷楔子。
在时速达60。6km时进行紧急刹车的装置是以前末曾涉足的领域。
东芝反复试验了让一个重达23吨的物体作自由落体运动，在时速达到78km的时候启动特殊刹车装置，并保证其在3秒时间、在45m内停下来。为了验证这一紧急制动装置的效果，该公司还特意建造了一幢研究用建筑物(高135m)。
超高速电梯开发竞争将由此谢幕?
但为了以防在采取上述措施后电梯仍然无法停下的情况，东芝的研究人员还在电梯升降通道的底部还设置了油压缓冲器。其目的是为了使坠落的轿厢能停止下落。
能够吸收高达11吨冲击的缓冲器，在通道底部分别安装了两台。
“不过，也许特殊刹车装置永远也不会启动。如果启动就会毁掉整个导轨，电梯也无法再使用”，水口常务董事说。
每当有超高层建筑出现时，电梯制造商们就会争先恐后地创造新的世界最高速度。
其间自然会不断产生新技术，并应用到中低速电梯上。不过可惜的是，现在还未听说今后会在哪儿建起更高层的摩天楼。如果这次围绕台北国际金融中心的超高速电梯的开发竞争是一次技术谢幕的话，不免令人感到惋惜。
（
。收起
