电梯技术在我国的发展状况

此一不二

我国的电梯业从无到有，到今天的与世界同步，取得了飞速的发展。电梯服务在我国已有100多年的历史，但是，我国制造电梯的历史是从建国后1951年才开始的，随着建国60多年社会经济的蓬勃发展，我国的电梯技术也在迅速发展。尤其是近年来，我国城市内高层建筑如雨后春笋般地拔地而起，建筑业的飞速发展，带动了电梯业的迅速发展。

  在现代社会和经济活动中，电梯已经成为城市物质文明的一种标志，特别是在高层建筑中，电梯是不可缺少的垂直运输设备。电梯的质量的好坏与电梯技术的发展有着密切关系，而我国电梯技术从底子薄，起点低，在很困难的条件下求生存、求发展，同时面对国外品牌的压力，我国电梯在技术方面走过了一段艰辛的道路。目前，随着其他相关领域技术的发展，我国在电梯技术方面已与世界同步，已成为世界最大的新装电梯市场和最大的电梯生产国。


1. 电梯在中国的发展历史
　　1.1 电梯进入中国
　　1889年，奥的斯公司在纽约试制成功了第一台电驱动的蜗轮蜗杆电梯，这标志着真正意义上的电梯诞生了。从此，它在世界范围内迅速得到了广泛应用。
　　1900年，美国奥的斯电梯公司通过代理商获得在中国的第1份电梯合同―为上海提供2台电梯。从此，在世界电梯的历史上掀开了中国的一页。1907年，奥的斯公司在上海的汇中饭店安装了2台电梯，这两台电梯被认为是我国最早使用的电梯。
　　1900～1949年，我国仅处于对进口电梯的销售、安装、维修保养阶段，这一阶段我国电梯拥有量仅约1 100多台。
　　1.2 中国电梯的诞生
　　建国后，在党中央的高度重视下，于1951年冬提出要求：在北京天安门安装1台我国自己制造的电梯，任务交给了天津从庆生电机厂（1955年经合并后更名为天津起重设备厂）。4个多月后，不负众望，第一台由我国工程技术人员自己设计制造的电梯诞生了。新中国建立初期，党和政府克服重重困难，强调发展科学技术为现实需要和国家建设服务，在电梯行业取得了举世瞩目的成就。




这个电梯厂是由朱庆垣、赵连陞、齐从周三人联合创办，厂名是从三人名字中各取一字

　　1.3 中国电梯的独立自主，艰苦研制
　　从1950～1979年，此期间是我国独立自主，艰苦研制的生产阶段。1959年9月，我国第一批（4台）自行设计和制造的自动扶梯由上海电梯厂与上海交通大学共同完成，安装在铁路北京站。这一阶段我国电梯生产厂商发展到10家，共生产、安装电梯约1万台。
　　1.4 中国电梯与世界接轨
　　随着改革开放的春风，从1980年中国迅达正式开业起，天津OTIS、上海三菱、苏州迅达、广州日立、沈阳东芝、广东蒂森、华升富士达、西子OTIS、广州OTIS、上海崇友、永大、昆山通力等相继成立，到目前为止，全世界最有影响的著名电梯公司几乎全部在中国建立了合资或独资企业，先进的零部件合资企业如苏州贝林格、苏州西尔康等也陆续建成，他们极大地推动了电梯行业的技术进步，中国的电梯市场可谓是世界电梯市场的缩影，中国电梯业水平已同步于世界水平。
　　改革开放的政策不但是国家的大政方针，也是行业兴旺的必由之路。中国电梯有如此迅速的发展，对外开放、合资引进起着重要的作用。在此阶段在我国已经取得生产许可证的企业已经超过400家，电梯的生产能力跃居世界第一，共生产、安装电梯约40万台，目前，我国已真正成为国际第一大电梯产销国。


2. 电梯电力拖动技术在我国的发展过程
　　电梯性能的好坏，在很大程度上取决于其拖动系统性能的优劣。所以它的技术是电梯系统的核心技术。电梯拖动系统也就是电梯的驱动系统，它用来完成电梯轿厢的启动、加速、减速、平层等任务的。但是自然科学领域的任何一门专的发展都有其曲折的、不平凡的发展历程。而且往往是发展到某一定阶段会遇到某个瓶颈，致使其相对落后于其他形式的技术措施。可是，随着其他相关领域技术的发展，例如：电子技术、新型材料技术的发展给原本相对落后的电梯技术又注入了新鲜活力，使其重获飞速发展的推动力。电梯技术在我国的发展也不例外，到目前为止我国电梯的拖动系统主要经历以下几种。
　　2.1 直流调速拖动系统
　　直流调速拖动系统具有调速范围宽，可连续平稳调速，控制方便、灵活、快捷、准确等优点，但直流电梯拖动系统体积大、结构复杂、价格昂贵、维护困难和能耗大等缺点，目前只在一些对调速性能要求极高的特殊场合使用。在我国电梯技术起步较晚，早期的直流调速拖动方式仅限于泊来使用。
　　2.2 变极调速拖动系统
　　由电机学原理可知，三相异步电动机转速与定子绕组的磁极对数、电动机的转差率及电源频率有关，只要调节定子绕组的磁极对数就可以改变电动机的转速。早期电梯常采用单速、双速交流电动机拖动系统。这种系统采用开环方式控制，线路简单，价格较低等优点。
　　1951年，第1台由我国工程技术人员自己设计制造的电梯诞生了，该电梯载重量为1000 kg，速度为0.70m/s，电机拖动方式为交流单速拖动。1953年，上海华恺记电梯水电铁工厂制造了由双速感应电动机驱动的自动平层电梯。我国上海电梯厂于1956年底，试制成功自动平层、自动开门的交流双速信号控制电梯。
　　但变极调速拖动系统的缺点是磁极只能成倍变化，其转速也成倍变化，级差特别大，运行平稳性差、舒适感就较差，所以现在一般被用于载货电梯上。
　　2.3 直流发电机-电动机组拖动系统
　　直流电动机具有调速性能好，调速范围大的特点，因此，很早就应用于电梯，采用发电机-电动机组形式驱动，调速性能好、它控制的电梯速度达4m/s。
　　1960年5月，公私合营上海电梯厂试制成功采用信号控制的直流发电机组供电的直流电梯。
　　但是，直流发电机-电动机组拖动系统机组结构体积大，耗电大，维护工作量较大，造价高，因此，常用于对速度，舒适感要求较高的建筑物中。
　　2.4 变压调速拖动系统
　　交流异步电动机转速与定子所加电压成正比，改变定子电压可实现变压调速。常用并联晶闸管或双向晶闸管组成变压电路，通过改变晶闸管的导通角来改变输出电压的有效值，从而改变转速。变压调速具有效率较高、电梯运行平稳、舒适感较好、平层准确度高，而造价却比直流电梯低，结构简单，易于维护，这种拖动系统控制的电梯能在中低速范围内大量取代直流调速和交流双速电梯。
　　1985年，北京电梯厂生产了中国第1台微机控制的交流调速电梯，载重量1000kg，速度1.60 m/s，安装在北京图书馆。
　　但该系统在电压较低时，最大转矩锐减，低速运行可靠性差，且电压又不能高于额定电压，这就限制了调速范围；此外，供电电源含有高次谐波，加大了电动机的损耗和电磁噪音，降低了功率因数。
　　2.5 VVVF变频变压调速拖动系统
　　随着电力传动技术及其控制理论的发展，微电子技术在电力拖动技术中的应用日益广泛，维修方便的交流笼式感应电动机在电力拖动系统中又重新发挥它的最大效用。变频变压技术应用到了电机调速控制中，使用交流电动机变压变频调速拖动系统的电梯（简称VVVF电梯）也越来越广泛。这种电梯拖动方式上是：交流异步电动机转速与电源频率成比，连续均匀地改变电动机供电的电源频率来调节电动机的转速，但同时也改变了电动机的最大转矩，电梯为恒转矩负载为了实现恒定转矩调速，获得最佳的电梯舒适感，变频调速时必须同时按比例改变电动机电源电压即实现了变压变频（VVVF）调速。虽然它采用的是交流电动机驱动，但是它可以达到直流电动机的调速水平，目前控制速度已达6 m/s。这种电梯具有平稳性好、平层准确度高及结构简单，维护保养方便等优点，深受用户的喜爱，尤其是利用PLC控制交流变频调速电梯具有接线简单、编程直观、扩展容易、可靠性高等特点，且电梯运行平稳，舒适感好，节省能源等优点，是目前应用最广泛的电梯拖动系统。
　　1988年12月，上海三菱电梯有限公司引进技术生产了中国第1台变压变频控制电梯，载重量700 kg，速度为1.75 m/s，安装在上海市静安宾馆。



　　自1979年至今的30年间，我国电梯电力拖动系统随着电梯技术的发展也发生了明显的变化：老式的直流电梯已被淘汰，交流双速梯、交流变压调速电梯逐渐被VVVF交流变压变频调速电梯所取代。


3 电梯的群控系统
　　随着高层建筑的发展，楼宇智能化程度要求越来越高。电梯作为一种广泛使用的垂直交通运输工具，人们对它的服务质量提出了越来越高的要求 。单台电梯往往不能满足建筑物内的交通需求，为了缩短人们的候梯时间，减少能量损耗，需要合理安装多台电梯，而这种多台电梯的优化调度系统，就是电梯群控系统（Elevator Group Control System，EGCS）。
　　由于电梯群控系统的不确定性、随机性和非线性，控制目标的多样性，以及乘客候梯时间的长短、厅层客流量的大小、电梯响应召唤的快慢等，这些没有明确数量界限概念的模糊性，都使电梯控制系统变得十分庞大，调度算法日趋复杂，仅仅通过传统的控制方法难以提高控制系统的性能。
　　人工智能控制技术的发展，使人们可以采用专家系统、模糊控制技术、神经网络技术、遗传算法、模糊神经网络等方法研究电梯群控系统的动态特性，以达到提高电梯群控系统运行效率的目的。实践表明利用专家系统、模糊控制技术和模糊神经网络来减少系统的响应时间、服务时间和等待时间；用遗传算法来满足个性化需求。在实际应用中需要将这几种方法有机地结合起来，并采用先进的、使用简便的数据采集和通信手段与设备，使得电梯群控系统的运行更富有效率、更节省能源。