一、企业介绍

 

    日立电梯（中国）有限公司成立于1996年，员工总数约12000余人。公司主要生产和经营各类型电梯、扶梯、自动人行道、建筑智能化系统工程等，集产品研发、制造、销售、进出口贸易、安装、维修、保养工程服务于一体的高新技术企业和创新型企业，是国内最大单一品牌实施集团化管控的电梯研发、生产、服务基地，多年来综合实力一直稳居行业三甲之列。2016年，企业电梯生产量超6万台，生产产值达170亿元，上缴税收约7.5亿元，经济效益良好。
 

    日立电梯（中国）有限公司

 

    二、创新背景介绍

 

    随着房地产市场快速发展，市场对电梯的需求继续扩大。有关数据显示，未来50年我国新增住房面积将达到200亿平方米，预测我国未来电梯的保有量将达1000万部左右。无机房电梯在我国出现和普及的时间相对较迟，但是由于无机房电梯拥有结构紧凑、节省建筑空间等优点，市场接受度越来越高。近几年无机房电梯销售量迅速增长，在全国电梯市场容量的占比达到15％。根据无机房电梯的发展态势，预期未来我国无机房电梯的市场需求将会进一步扩大，根据预测2011～2021年是无机房电梯市场需求量最高的“黄金十年”，该期间市场需求量均维持在45500台以上。

 

    通过市场调研得知，目前市场上的无机房电梯产品受到井道空间、电梯结构、系统容量的影响，市场上的无机房电梯在载重范围、提升高方面都有较大的限制。另外，节能环保是个世界性的课题，随着经济发展和资源、能源的不断消耗，环保节能问题越来越受到人们的重视。为此，我司决策对产品进行革新，开发一款适用范围广、环保节能且安全的新一代无机房电梯。

 

    无机房电梯因取消主机机房，极大的节省了井道空间而广受好评，但同时也限制了无机房电梯的载重和提升高，面对城市综合体等大型商场不断涌现，另外高层建筑也越来越普及的情况下，无机房电梯的桎梏越来越凸显。为解决这个难题，我司通过产品创新，优化系统配置、提升系统曳引能力、优化电梯结构布置、改善电梯受力结构，从而大大提升LCA无机房电梯的最大提升高和载重能力。

    

    为实现可持续发展，国家已落实了更多项政策要求企业节能减排，而作为楼宇建筑使用最为频繁的垂直交通工具，本项目通过创新手段，融合最新的能量回馈控制技术、电梯EMC技术、电梯救援监控技术等多项电梯核心技术。从而达到节约材料资源，降低二氧化碳排放，消除安全隐患等目的，以响应国家关于节能减排的要求和号召，为同筑绿色家园，共建和谐社会贡献一份力量。

    

    综上，通过开发新一代无机房产品，优化系统配置、提升系统曳引能力、优化电梯结构布置、改善电梯受力结构，并且融合最新的能量回馈控制技术、电梯EMC技术、电梯救援监控技术等多项电梯核心技术，开展自主研发，并最终通过技术集成，应用LCA乘客电梯产品上，是针对中国电梯市场的需要和顺应国家节能环保政策要求，是具有全面自主知识产权的新一代环保节能型创新产品。

 

    三、企业具体实施的创新举措

 

    LCA电梯是公司为提高在无机房电梯市场的占有率而新研发的创新性新一代节能环保的无机房电梯产品。本项目通过对电梯系统优化配置、关键零部件等行业关键共性技术的研究，主要采用永磁同步主机、能量回馈控制技术、电梯EMC技术、电梯救援监控技术等多项电梯核心技术，应用在LCA无机房电梯产品上，充分保证电梯的安全、可靠、环保性。主要举措如下：

 

    （1）系统优化配置：采用圆筒型永磁同步主机上置井道顶部、采用建筑承重、优化吊挂系统、优化曳引拖动系统、优化电梯井道结构布置，实现LCA无机房电梯的大提升高、大载重的曳引拖动能力。

 

    （2）安全可靠技术：LCA电梯采用圆筒型主机，该主机采用新型支撑结构设计。新型支撑结构使主机的受力合理，主机整体强度高。同时，编码器和制动器分布在主机前后两端，制动器的拆解维保不会对编码器造成影响，更加安全可靠。电机设计采取了专利防脱磁钢技术，高防护等级、高绝缘等级、低温升、高运载能力、高制动力矩、低转矩脉动设计。同时，LCA电梯采用抗震设计，满足B级地震设计要求。

 

    （3）能量回馈控制技术：能量回馈技术采用PWM控制技术，即由PWM整流器和PWM逆变器组成的能量双向流动，电机四象限运行的变频控制系统。GDCI板是用于电梯控制系统逆变部分的门极控制驱动板。系统通过GDCI板，将上位机的PWM信号来驱动功率开关，使逆变输出电压频率可控的三相电源控制电机运转。当电动机处于发电状态下，GDCC根据上位机的PWM信号驱动功率开关，从而实现再生能源反馈回电网及功率因数校正。使电梯电机发电状态下，将电能反馈回电网，进一步节省能源和提高能源的利用率。

 

    （4）EMC技术：LCA无机房电梯EMC功能从钣金选材、制作开孔，器件布局、柜内布线，柜体接地、柜体屏蔽等方面入手，由小到大、由内及外、兼顾产品干扰度及敏感性进行开发设计，并最终做到符合国标（GBT240807：2009、GBT240808：2009）及欧标（EN12015：2004、EN12016：2004）要求。

 

    （5）电梯救援监控技术：新无机房梯种LCA电梯开发并采用了与召唤箱一体化设计的微型厅外检修柜(以下简称IP柜)，并满足国标（GB 7588-2003）与检规（TSG T7001-2009）的要求：紧急电动运行及紧急操作应当能够直接或者通过显示装置观察到轿厢的运动方向、速度以及是否位于门区。

 

    四、 该创新在业内产生的影响

 

    1、扩展无机房的覆盖范围

    

    LCA无机房电梯的超提升高、大载重拖动能力全面优化的井道布置方案和曳引拖动技术，使LCA电梯实现了大载重和大提升高的全面突破，而90M的提升高能力更是超越了国内无机房电梯最大提升高水平。

 

    2、降低无机房电机的影响因素

    

    LCA电梯采用圆筒型主机，该主机采用新型支撑结构设计、专利防脱磁钢设计、高防护等级设计、IP42的高防护等级、高绝缘等级设计、低温升标准、高运载能力标准、高制动力矩标准、低转矩脉动标准，使用电机具有卓越的性能。

 

    3、满足地震强度要求

    

    LCA电梯采用抗震设计，避免在地震情况下，因对重、轿厢摆动而脱轨，造成电梯破坏、人员伤亡。可以满足B级地震设计要求。

 

    4、节能环保技术

    

    能量反馈控制技术：安全性能满足企标和国标要求，电梯能效达到TUV的A级能耗标准。

    

    电梯EMC技术：符合国标GBT240807：2009、GBT240808：2009及欧标EN12015：2004、EN12016：2004的要求。

 

    5、故障维修和人员救援

    

    电梯救援监控技术：满足GB7588-2003对无机房电梯观察窗的要求；

 

    五、该创新的核心价值体现

 

    1、大载重、大提升高无机房电梯曳引拖动技术

    

    采用圆筒型永磁同步主机上置井道顶部、采用建筑承重、优化吊挂系统、优化曳引拖动系统、优化电梯井道结构布置，实现LCA无机房电梯的大提升高、大载重的曳引拖动能力。

 

    2、无机房电梯安全可靠技术

    

    LCA电梯采用圆筒型主机，该主机采用新型支撑结构设计，专利防脱磁钢技术，配合抗震设计技术，安全可靠。

 

    3、LCA电梯能量反馈控制技术

    

    LCA电梯采用PWM能量回馈控制技术，使电机发出的电能反馈到电网中，回馈质量谐波畸变率THDu<5%，节电率可达50%。经TUV SUD测试，能效达到VDI 4707标准要求的A级，使无机房LCA电梯真正达到了绿色环保节能减排的效果。

 

    4、电梯EMC技术

    

    LCA电梯采用EMC电磁兼容技术，防止变频器运行时受到外界的电磁干扰及其高次谐波干扰外部其他设备，符合国标及欧标相关要求。

 

    5、电梯救援监控技术

    

    采用电梯救援监控技术，通过厅外检修柜装置对编码器信号进行处理，可观察轿厢运行状态，保障操作与待救人员安全。

 

    六、该创新为企业所带来的效益

 

    一、经济效益

 

    LCA电梯是一款具有功能强大，性能优越，安全可靠，节能环保，乘坐舒适，操作方便、快捷，节约建筑空间等优点的无机房电梯，在市场上具有相当的市场竞争力。LCA无机房电梯自投放市场以来，得到客户的高度认可，频频获得了大地产商万科、恒大、天津富润等客户的大额订单，2016年已新增销售收入超15亿元，新增利润1亿多元，取得良好的经济效益。

 

    二、社会效益

    

    LCA无机房电梯正是日立电梯（中国）有限公司秉承“技术的日立”的精髓，立足于可靠的产品质量和技术的创新及发展的基础上，结合完美的永磁同步电机及其控制技术，根据中国国家标准要求而开发的节能环保的新一代主机上置无机房电梯。

    

    本项目涉及电梯能量回馈技术、电梯EMC技术、电梯救援监控装置等核心技术，综合应用了机械制造、电气控制等领域的新技术，顺应国家节能环保政策要求和市场的需要，通过系统集成水平，大力发展先进制造、清洁生产、节能环保、屏蔽干扰、安装便利、节省空间等绿色电梯技术，自主创新地实现我国电梯产品的安全环保，实现巨大的社会效益。

 

    1、安全效益

    

    LCA电梯采用圆筒型主机，该主机采用新型支撑结构设计。新型支撑结构使主机的受力合理，主机整体强度高，同时使制动器的拆解维保不会对编码器造成影响，更加安全可靠。

    

    在电机方面采用了专利防脱磁钢设计，电机的永磁体采用特殊压紧装置固定，磁钢更加稳固。同时，采用了高防护等级设计，LCA电梯的主机防护等级高达IP42，在潮湿天气及沿海地区都能提供良好保护。高绝缘等级设计，材料选用真正F级材料，可承受最高155度高温。采用整体真空浸漆技术，可以有效降低老化，设计寿命长。主机具备低温升、高运载能力、高制动力矩、低转矩脉动标准，使用电机具有卓越的性能。

    

    LCA电梯采用抗震设计，避免在地震情况下，因对重、轿厢摆动而脱轨，造成电梯破坏、人员伤亡，可以满足B级地震设计要求。

    

    电梯EMC技术通过柜体优良的屏蔽设计，并试验筛选出最优参数，采用优质屏蔽材料，使柜体电磁泄露问题得到了解决。

    

    电梯救援监控技术通过在加装旋转编码器，并新新开发一信号处理装置，使工程人员便能直观的观察到轿厢的运行速度与方向，确保救援人员的人身安全。

 

    2、环保效益

    

    采用能量回馈技术，使电梯发电时的能量安全回馈到电网中，以供其他设备的正常使用。电梯运行的过程中提高电能的利用率，节省电能的使用，实现了节能减排。

    

    电梯设备采用变频控制，其功率大、频率高。电梯EMC技术的投入使用，使控制柜本身发出的电磁干扰进一步屏蔽，避免了干扰其他电子设备。

    

    电梯救援监控装置的开发，进一步减小了厅外检修柜的体积，使现场安装更加便利，为厅外检修柜与厅外装饰集成统一性实现了可能，使现场更加美观、漂亮。