超高速电梯轿厢横向振动控制方法
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原 因主要 有 ２个 方 面 。 １ １ 导 向 系统 ．
分析 了轿 厢 横 向 振 动 特 性 ，研 究 结 果 表 明 ，轿 厢 横 向振 动 理 论 结 果 的 频 谱 特 征 与 实 测 结 果 基 本
一
致。
Ⅱ
图 １ 导轨扰动形式 （）弹性弯 曲 ａ （ ） 接 头 阶跃 ｂ （ ） 表 面 磨 损 ｄ （ ）接 头倾 斜 ｃ
系统级 的集成设计方法 ，对主被动控制策略进行优化设计 ，可能是 目前控制超高速 电梯横 向振动 的研究方 向。 关键词 ：超高速电梯 ；轿厢横向振动 ；集成设计
中图 分 类 号 ：Ｔ ８ ７ Ｕ５ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ ０ ８ （０ ０ ｌ ０ ７ ０ ０ １— ７ ５ ２ １ ） ０— ０ ７— ３
１ 轿 厢 横 向振 动 原 因
目前 ，习惯上 将速度 高 于 ５ ０ｍ ｓ 电梯称 为 ． ／ 的 超 高 速 梯 。 由 于 设 计 、制 造 和 安 装 方 面 的 缺 陷 ， 电梯轿厢 在运 行 中总 会 出现 不 同程 度 的 横 向振 动 。 电梯是一 个 复 杂 的 系统 ，造 成 轿 厢 横 向振 动 的原 因是多 方 面 的 。在 正 常 情 况 下 ，造 成 横 向振 动 的
超 高速 电梯 轿 厢横 向振 动 控 制 方 法
谢腾 飞 刘 志云 陈 炜 刘忠 玮 汪有 韬
江西省 特种 设备检 验检 测研 究院 南 昌 ３ ０ ９ ３０６
摘 要 ：介 绍 了 目前 关 于 控 制 超 高 速 电 梯 横 向 振 动 的 方 法 。 提 出 了考 虑 主 被 动 控 制 的耦 合 性 ，采 用 多 目标 、
ａ ｏ ｔ ｄ ｔ ｏ ｔ ｚ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｅ ａ ｔ ｅ ａ ｄ ｐ ｓ ｉｅ ｃ ｎ ｒｌｓ ａｅ ｙ，ｗｈｃ ｓｐ ｏ ａ ｌ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄｒ ｃ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｌ ｄ ｐ ｅ ｏ ｐ ｉ ｅｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｈ ｃｉ ｎ ａ ｓｖ ｏ ｔ ｔ ｔｇ ｍｉ ｔ ｖ ｏ ｒ ｉｈ ｉ ｒ ｂ ｂ ｙｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｆ ｎｒ — ｏ ｃ ｏ
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动 。此 外 ，导 轨 由一 系 列 按 一 定 间距 分 布 的 导 轨 支架支 撑 着 ，在 导 轨 支 架 直 接 支 撑 的地 方 导 轨 弯 曲刚度 相 对 较 强 ，而 导 轨 支 架 之 间 的部 分 弯 曲刚
１ ２ 空气 压 力扰 动 ．
随着 电梯 运 行 速 度 的提 高 ，井 道 内气 压 变 化
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ ｌｔ ｒ ｌ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒｈｇ ｐ ｅ ｌｖ ｔ ｒ ｈ ｈ ｓ ａ ｅ ｎｒ ｕ ｅ ｔ ｏ ｏ ｏ ｔ ｌ ｇｔ ａｅ ａ ｂ ａｉ ｆｔ ｕ ｅ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｅ ｅ ａ ．Ｔ ｅ ｏ ｈ ｏｉ ｈ ｖ ｏ ｈ ｏ
会对 轿厢 产 生 波 动 。 国 内学 者 通 过 对 井 道 中 运 Βιβλιοθήκη Baidu
过程 中进 行 风速测 试得 出 ，额 定 速度 ７ｍ／ ，额 定 ｓ
载 重量 １ ０ ｇ单 电梯 运 行过程 中井 道 内会产 生平 ０ｋ ６ 均 １ ． ／ 的风 速 ，这 种 压 力 波 动会 使 轿 厢 产 生 ２ ５ｍ ｓ
ｌｎ ｈ ａｅａ ｉｒ ｔｏ ｆｔ ｕ ｒｈ ｇ ｐｅ ｄ ｅｅ ａｏ ｔｐ ｅ ｅ ｔ ｉｇ ｔ ｅ ｌｔ ｒｌｖｂ ａｉｎ ｏ ｈｅ ｓ ｐｅ ｉ ｈ ｓ ｅ ｌｖ ｔｒ ａ ｒ ｓ ｎ ． Ｋ ｅ ｗｏｒ ： ｓ ｅ ｉ ｈ ｓ ｅ ｄ ｅ ｅ ａｏ ｙ ￣ ｕｐ ｒｈ ｇ ｐ ｅ ｌｖ ｔｒ； ｌ ｔｒｌｖｂｒ ｔｏ ｆｅ ｅ ａｏ ａ ｎ； ｉｔ ｇ ａｅ ｓｇ ａｅ ａ ｉ ａｉｎ ｏ ｌ ｖ ｔ ｒｃ ｂｉ ｎ ｅ ｔｄ ｄｅ ｉ ｒ ｎ
振动 。
度则 明显 较 弱 ，这 意 味 着 导 轨 的弯 曲 刚度 在 高度 方 向上呈 周期 性变 化 ，这 也 会 导致 轿 厢 产 生振 动 。
２ 轿 厢 横 向振 动 控 制 方 法
根 据轿 厢横 向 振 动 的形 成 原 因 ， 目前 采 用 的
总的来 说 ，导 轨 扰 动 可 以 分 为 弹 性 弯 曲 ，接 头 阶
跃 ，接 头倾斜 和表 面 磨损 ４种形 态 ，如 图 １所 示 。 Ｕｓｎ ｍｉ 对 导 轨 的 功 率 谱 分 析 表 明 ，轨 道 扰 动 ｔ ｏ ｙ ｕ ａ
控制 方法有 减少 振 源 、被 动控 制和 主动 控制 ３类 。
２ １ 减 少振 源 ．
通 过设 计 新 型 导 靴 和轿 厢 可 以 有 效 地 降低 振 动 传递 和 减 少 电梯 运 行 中所 受 到 的气 压 波 动 。 日 本 三菱 电机 Ｏ ａ ｏ ｋｍ ｔ ｏ设计 了一 种新 型导 靴来 降低振
电梯 导 向 系 统 由导 轨 和导 靴 等 部 件 组 成 ，其 作用 是 限制 轿 厢 与 对 重 的运 动 自由度 ，使 轿 厢 和 对重 只能 沿 着 导 轨 做 升 降运 动 。导 轨 本 身 的安 装 缺 陷 ，如 导轨 对 中误 差 、导 轨 垂 直 度 误 差 、导 轨 接头不 平 整 、轨距 在 全 高 上 误 差 过 大 、导 轨 支 架 松动 和 自身 缺 陷等 ，均 可 能 引起 电梯 轿 厢 水 平 振
分析 了轿 厢 横 向 振 动 特 性 ，研 究 结 果 表 明 ，轿 厢 横 向振 动 理 论 结 果 的 频 谱 特 征 与 实 测 结 果 基 本
一
致。
Ⅱ
图 １ 导轨扰动形式 （）弹性弯 曲 ａ （ ） 接 头 阶跃 ｂ （ ） 表 面 磨 损 ｄ （ ）接 头倾 斜 ｃ
系统级 的集成设计方法 ，对主被动控制策略进行优化设计 ，可能是 目前控制超高速 电梯横 向振动 的研究方 向。 关键词 ：超高速电梯 ；轿厢横向振动 ；集成设计
中图 分 类 号 ：Ｔ ８ ７ Ｕ５ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１０ ０ ８ （０ ０ ｌ ０ ７ ０ ０ １— ７ ５ ２ １ ） ０— ０ ７— ３
１ 轿 厢 横 向振 动 原 因
目前 ，习惯上 将速度 高 于 ５ ０ｍ ｓ 电梯称 为 ． ／ 的 超 高 速 梯 。 由 于 设 计 、制 造 和 安 装 方 面 的 缺 陷 ， 电梯轿厢 在运 行 中总 会 出现 不 同程 度 的 横 向振 动 。 电梯是一 个 复 杂 的 系统 ，造 成 轿 厢 横 向振 动 的原 因是多 方 面 的 。在 正 常 情 况 下 ，造 成 横 向振 动 的
超 高速 电梯 轿 厢横 向振 动 控 制 方 法
谢腾 飞 刘 志云 陈 炜 刘忠 玮 汪有 韬
江西省 特种 设备检 验检 测研 究院 南 昌 ３ ０ ９ ３０６
摘 要 ：介 绍 了 目前 关 于 控 制 超 高 速 电 梯 横 向 振 动 的 方 法 。 提 出 了考 虑 主 被 动 控 制 的耦 合 性 ，采 用 多 目标 、
ａ ｏ ｔ ｄ ｔ ｏ ｔ ｚ ｈ ｅ ｉｎ ｏ ｅ ａ ｔ ｅ ａ ｄ ｐ ｓ ｉｅ ｃ ｎ ｒｌｓ ａｅ ｙ，ｗｈｃ ｓｐ ｏ ａ ｌ ｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄｒ ｃ ｉｎ ｏ ｏ ｔ ｌ ｄ ｐ ｅ ｏ ｐ ｉ ｅｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆ ｈ ｃｉ ｎ ａ ｓｖ ｏ ｔ ｔ ｔｇ ｍｉ ｔ ｖ ｏ ｒ ｉｈ ｉ ｒ ｂ ｂ ｙｔ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｆ ｎｒ — ｏ ｃ ｏ
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动 。此 外 ，导 轨 由一 系 列 按 一 定 间距 分 布 的 导 轨 支架支 撑 着 ，在 导 轨 支 架 直 接 支 撑 的地 方 导 轨 弯 曲刚度 相 对 较 强 ，而 导 轨 支 架 之 间 的部 分 弯 曲刚
１ ２ 空气 压 力扰 动 ．
随着 电梯 运 行 速 度 的提 高 ，井 道 内气 压 变 化
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｉ ｔ ｄ ｃ ｓｔ ｅ ｍｅｈ ｄ ｆ ｒｃ ｎ ｒ ｌ ｎ ｅ ｌｔ ｒ ｌ ｉ ｒ ｔ ｎ ｏ ｅ ｓ ｐ ｒｈｇ ｐ ｅ ｌｖ ｔ ｒ ｈ ｈ ｓ ａ ｅ ｎｒ ｕ ｅ ｔ ｏ ｏ ｏ ｔ ｌ ｇｔ ａｅ ａ ｂ ａｉ ｆｔ ｕ ｅ ｉｈ ｓ ｅ ｄ ｅ ｅ ａ ．Ｔ ｅ ｏ ｈ ｏｉ ｈ ｖ ｏ ｈ ｏ
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载 重量 １ ０ ｇ单 电梯 运 行过程 中井 道 内会产 生平 ０ｋ ６ 均 １ ． ／ 的风 速 ，这 种 压 力 波 动会 使 轿 厢 产 生 ２ ５ｍ ｓ
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振动 。
度则 明显 较 弱 ，这 意 味 着 导 轨 的弯 曲 刚度 在 高度 方 向上呈 周期 性变 化 ，这 也 会 导致 轿 厢 产 生振 动 。
２ 轿 厢 横 向振 动 控 制 方 法
根 据轿 厢横 向 振 动 的形 成 原 因 ， 目前 采 用 的
总的来 说 ，导 轨 扰 动 可 以 分 为 弹 性 弯 曲 ，接 头 阶
跃 ，接 头倾斜 和表 面 磨损 ４种形 态 ，如 图 １所 示 。 Ｕｓｎ ｍｉ 对 导 轨 的 功 率 谱 分 析 表 明 ，轨 道 扰 动 ｔ ｏ ｙ ｕ ａ
控制 方法有 减少 振 源 、被 动控 制和 主动 控制 ３类 。
２ １ 减 少振 源 ．
通 过设 计 新 型 导 靴 和轿 厢 可 以 有 效 地 降低 振 动 传递 和 减 少 电梯 运 行 中所 受 到 的气 压 波 动 。 日 本 三菱 电机 Ｏ ａ ｏ ｋｍ ｔ ｏ设计 了一 种新 型导 靴来 降低振
电梯 导 向 系 统 由导 轨 和导 靴 等 部 件 组 成 ，其 作用 是 限制 轿 厢 与 对 重 的运 动 自由度 ，使 轿 厢 和 对重 只能 沿 着 导 轨 做 升 降运 动 。导 轨 本 身 的安 装 缺 陷 ，如 导轨 对 中误 差 、导 轨 垂 直 度 误 差 、导 轨 接头不 平 整 、轨距 在 全 高 上 误 差 过 大 、导 轨 支 架 松动 和 自身 缺 陷等 ，均 可 能 引起 电梯 轿 厢 水 平 振