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摘要：电梯生产企业必须在不断发展的市场环境下，通过加快研发适应中国国情的电梯节能技术，打破国外巨头的市场垄断和专利壁垒。因此，为了解电梯节能技术领域的发展现状和趋势，促进我国电梯企业的技术进步，对国外和国内专利技术发展路线进行了分析，以期为我国相关企业的知识产权战略保护提供专利信息。
关键词：电梯；节能；技术路线
1 引言
电梯生产企业必须在不断发展的市场环境下，通过加快研发适应中国国情的电梯节能技术，打破国外巨头的市场垄断和专利壁垒。因此，为了解电梯节能技术领域的发展现状和趋势，促进我国电梯企业的技术进步，对国外和国内专利技术发展路线进行了分析，以期为我国相关企业的知识产权战略保护提供专利信息。
二、国内外电梯节能技术分支专利申请分布
图1表明国内专利申请在电梯节能方面对电梯结构技术关注度较高，有关控制方法方面的专利国外申请量高于国内申请量这表明国外专利申请在电梯节能方面对控制方法相关技术关注度较高，所占比例达36%，与此同时，国外申请在能量回馈方面所做工作也较多，其所占比例达21%。以上情况说明，在电梯节能领域，控制方法和电梯结构是目前电梯节能领域的技术切入点和热点，其中国内申请侧重于机械结构改进，而国外申请注重于控制技术的发展。
三、电梯节能专利技术分支及其发展路线
通过梳理电梯节能领域各技术分支相关的基础专利，得到如图4-1所示的电梯节能技术发展技术发展路线图，主要涉及曳引传动装置、拖动方式、电梯的控制方法以及能量回馈等四个一级技术分支，通过对这一级技术分支发展路线的研究，有助于了解电梯节能技术的发展历史和现状，明确其未来的发展方向。
电梯曳引机是电梯的核心部件，通常由电動机、制动器、减速机等组成，经历了从齿轮减速传动到蜗轮蜗杆传动、无齿轮减速传动等传动方式的发展，而其驱动方式由交流异步电动机到直线电动机、永磁线性电机驱动等驱动方式的发展，使电梯曳引装置体积更小、更轻量化。
3.1电梯拖动方式
在20世纪末，电梯主要采用交流电动机拖动发电机，1983年三菱电机提出通过变流机转换输出一种具有可变电压和频率的交流电供感应电机驱动电梯，通过操作时减小速度指令值、降低变流机输出频率，在低速运行下，整流器的输出电压升高，相应的改善功率因素，加强节能效果（申请号JP25028983）；1998年日本三菱电机提出通过PWM脉宽调节控制永磁同步电机的电压对曳引系统的进行调速，保证电动机的电流波形不失真从而使电动机平滑旋转；2011年南京理工大学提出了一种基于双DSP的电梯驱动、控制和节能的系统，通过DSP控制模块输出控制整流模块和逆变模块，将三相交流电源转换成成直流母线电压。
3.2能量回馈
电梯在快速制动以及顶替上行时，产生的再生电能传输到变频器的侧滤波电容上，易导致电压升高，威胁系统的工作安全，为了解决上述问题，1982年三菱电梯利用转换器交流电反馈至存储电容中，使电梯故障时将反馈供了驱动电梯抵达至最近楼层（申请号：US19820440350），为提高能量反馈效率，1984年三菱电梯提出通过逆变器将能量回馈至电源再利用（申请号：JP20940684A），2003年，上海三菱电梯通过电梯下降时的变频器所提供的制动力矩的同时，将电动机的状态转换为发电机状态，将产生的能量经回馈制动单元返回电网，实现节能（申请号：CN021108153），2011年南京理工大学提出了一种基于双DSP的电梯控制、节能的系统，通过DSP控制模块输出控制整流模块和逆变模块，将三相交流电源转换成成直流母线电压，并通过逆变模块将进行能量回馈并将其存储至存储装置中。
3.3控制方法
1984年三菱电梯提出通过估算公式对呼梯进行最佳估算时间，对电梯的调度进行控制（申请号：JPS59256919）。为提高建筑物内多台电梯的工作效率，其提出了一种利用模糊算法对空闲轿厢进行合理调度的发明专利，解决了预定楼层与各电梯轿厢之间调度重叠的机会（申请号：CN891080295）。为避免乘坐的人过多导致电梯超载，1996年，三菱电梯提出以单层和双层为群进行管理调度的专利申请，提升电梯运行效率并减小能耗（申请号：JP14719996A）。2003年，三菱电机提出调度建筑物种电梯系统的多个轿厢的方法，对单独井道的电梯系统控制转变为对建筑物种的电梯系统进行调度，降低等候时间（申请号：CN200980159093），东芝电梯提出以组为单位分阶段切断切断对象外的设备，以组为单位分阶段地切断对各设备的电力提供的电力提供控制部（申请号：CN201110004494）。
3.4能量回馈
1982年三菱电梯利用转换器交流电反馈至存储电容中，使电梯故障时将反馈供了驱动电梯抵达至最近楼层（申请号：US19820440350），为提高能量反馈效率； 2003年，上海三菱电梯通过电梯下降时的变频器所提供的制动力矩的同时，将电动机的状态转换为发电机状态，将产生的能量经回馈制动单元返回电网，实现节能（申请号：CN021108153），而将能量回馈至电网会存在的谐波使电网波动，2010年，上海三菱电梯提出协同控制方式对电梯进行节能，通过将制动以及运行中所产生的再生能量储存至蓄电池中，对电梯进行驱动；为精确的控制电梯的能量耗损，提高能量回馈效率。
4 结语
在大力倡导低碳、环保、节能的新形势下，技术的发展也紧跟新形势，电梯节能领域的最新技术发展不仅仅局限于某一技术分支，而是以某一改进为主但综合了控制、驱动等各技术分支的改进，随着电梯节能领域基础性研究的不断发展和其在电梯领域的不断应用，提升控制系统作业安全性能和提升精度、控制精度是众多企业研发和改进的主要方向。
关键词：电梯；节能；技术路线
1 引言
电梯生产企业必须在不断发展的市场环境下，通过加快研发适应中国国情的电梯节能技术，打破国外巨头的市场垄断和专利壁垒。因此，为了解电梯节能技术领域的发展现状和趋势，促进我国电梯企业的技术进步，对国外和国内专利技术发展路线进行了分析，以期为我国相关企业的知识产权战略保护提供专利信息。
二、国内外电梯节能技术分支专利申请分布
图1表明国内专利申请在电梯节能方面对电梯结构技术关注度较高，有关控制方法方面的专利国外申请量高于国内申请量这表明国外专利申请在电梯节能方面对控制方法相关技术关注度较高，所占比例达36%，与此同时，国外申请在能量回馈方面所做工作也较多，其所占比例达21%。以上情况说明，在电梯节能领域，控制方法和电梯结构是目前电梯节能领域的技术切入点和热点，其中国内申请侧重于机械结构改进，而国外申请注重于控制技术的发展。
三、电梯节能专利技术分支及其发展路线
通过梳理电梯节能领域各技术分支相关的基础专利，得到如图4-1所示的电梯节能技术发展技术发展路线图，主要涉及曳引传动装置、拖动方式、电梯的控制方法以及能量回馈等四个一级技术分支，通过对这一级技术分支发展路线的研究，有助于了解电梯节能技术的发展历史和现状，明确其未来的发展方向。
电梯曳引机是电梯的核心部件，通常由电動机、制动器、减速机等组成，经历了从齿轮减速传动到蜗轮蜗杆传动、无齿轮减速传动等传动方式的发展，而其驱动方式由交流异步电动机到直线电动机、永磁线性电机驱动等驱动方式的发展，使电梯曳引装置体积更小、更轻量化。
3.1电梯拖动方式
在20世纪末，电梯主要采用交流电动机拖动发电机，1983年三菱电机提出通过变流机转换输出一种具有可变电压和频率的交流电供感应电机驱动电梯，通过操作时减小速度指令值、降低变流机输出频率，在低速运行下，整流器的输出电压升高，相应的改善功率因素，加强节能效果（申请号JP25028983）；1998年日本三菱电机提出通过PWM脉宽调节控制永磁同步电机的电压对曳引系统的进行调速，保证电动机的电流波形不失真从而使电动机平滑旋转；2011年南京理工大学提出了一种基于双DSP的电梯驱动、控制和节能的系统，通过DSP控制模块输出控制整流模块和逆变模块，将三相交流电源转换成成直流母线电压。
3.2能量回馈
电梯在快速制动以及顶替上行时，产生的再生电能传输到变频器的侧滤波电容上，易导致电压升高，威胁系统的工作安全，为了解决上述问题，1982年三菱电梯利用转换器交流电反馈至存储电容中，使电梯故障时将反馈供了驱动电梯抵达至最近楼层（申请号：US19820440350），为提高能量反馈效率，1984年三菱电梯提出通过逆变器将能量回馈至电源再利用（申请号：JP20940684A），2003年，上海三菱电梯通过电梯下降时的变频器所提供的制动力矩的同时，将电动机的状态转换为发电机状态，将产生的能量经回馈制动单元返回电网，实现节能（申请号：CN021108153），2011年南京理工大学提出了一种基于双DSP的电梯控制、节能的系统，通过DSP控制模块输出控制整流模块和逆变模块，将三相交流电源转换成成直流母线电压，并通过逆变模块将进行能量回馈并将其存储至存储装置中。
3.3控制方法
1984年三菱电梯提出通过估算公式对呼梯进行最佳估算时间，对电梯的调度进行控制（申请号：JPS59256919）。为提高建筑物内多台电梯的工作效率，其提出了一种利用模糊算法对空闲轿厢进行合理调度的发明专利，解决了预定楼层与各电梯轿厢之间调度重叠的机会（申请号：CN891080295）。为避免乘坐的人过多导致电梯超载，1996年，三菱电梯提出以单层和双层为群进行管理调度的专利申请，提升电梯运行效率并减小能耗（申请号：JP14719996A）。2003年，三菱电机提出调度建筑物种电梯系统的多个轿厢的方法，对单独井道的电梯系统控制转变为对建筑物种的电梯系统进行调度，降低等候时间（申请号：CN200980159093），东芝电梯提出以组为单位分阶段切断切断对象外的设备，以组为单位分阶段地切断对各设备的电力提供的电力提供控制部（申请号：CN201110004494）。
3.4能量回馈
1982年三菱电梯利用转换器交流电反馈至存储电容中，使电梯故障时将反馈供了驱动电梯抵达至最近楼层（申请号：US19820440350），为提高能量反馈效率； 2003年，上海三菱电梯通过电梯下降时的变频器所提供的制动力矩的同时，将电动机的状态转换为发电机状态，将产生的能量经回馈制动单元返回电网，实现节能（申请号：CN021108153），而将能量回馈至电网会存在的谐波使电网波动，2010年，上海三菱电梯提出协同控制方式对电梯进行节能，通过将制动以及运行中所产生的再生能量储存至蓄电池中，对电梯进行驱动；为精确的控制电梯的能量耗损，提高能量回馈效率。
4 结语
在大力倡导低碳、环保、节能的新形势下，技术的发展也紧跟新形势，电梯节能领域的最新技术发展不仅仅局限于某一技术分支，而是以某一改进为主但综合了控制、驱动等各技术分支的改进，随着电梯节能领域基础性研究的不断发展和其在电梯领域的不断应用，提升控制系统作业安全性能和提升精度、控制精度是众多企业研发和改进的主要方向。