无缆绳电梯:突破传统的磁悬浮技术 —— 德国蒂森克虏伯 MULTI 电梯原理

自 1853 年伊莱沙・格雷夫斯・奥的斯发明安全电梯以来,钢丝绳牵引技术一直是电梯运行的核心原理。然而,随着建筑高度不断攀升、空间利用需求日益复杂,传统电梯面临提升高度受限、井道空间浪费等问题。德国电梯巨头蒂森克虏伯推出的MULTI 无缆绳磁悬浮电梯,以颠覆性的技术突破了百年桎梏,开启了垂直交通的新纪元。
传统电梯的瓶颈:钢丝绳牵引的局限性
传统曳引式电梯依靠钢丝绳连接轿厢与对重,通过曳引轮的转动实现升降。这种技术存在三大核心局限:其一,钢丝绳承重能力限制了建筑高度,目前全球最高建筑迪拜哈利法塔的电梯已接近钢丝绳技术的极限;其二,单个井道只能容纳一部轿厢单向运行,高峰时段易出现拥堵;其三,对重装置占据大量井道空间,降低了建筑空间利用率。数据显示,传统电梯系统在超高层建筑中,会使井道空间利用率不足 30%。
MULTI 电梯的核心技术:磁悬浮与多轿厢系统
蒂森克虏伯 MULTI 电梯的革命性,源于两大核心技术的融合:直线电机磁悬浮驱动与多轿厢垂直循环系统。
1. 直线电机磁悬浮驱动原理
传统电梯使用的旋转电机需通过曳引轮将旋转运动转化为直线运动,而 MULTI 采用直线同步电机(LSM),其原理类似将旋转电机沿轴向展开。在电梯井道内,定子绕组沿导轨铺设,轿厢底部安装永磁体转子。当定子通入三相交流电时,产生沿导轨方向的行波磁场,与永磁体相互作用,直接驱动轿厢悬浮并沿导轨做直线运动。这种设计不仅消除了钢丝绳带来的机械磨损,还实现了零接触、零摩擦运行,使轿厢运行速度提升至 6m/s,且能耗降低 50%。
2. 多轿厢垂直循环系统
MULTI 打破 “一井一梯” 的传统模式,在单个井道内设置多个轿厢,通过智能算法实现垂直循环运行。每个轿厢可独立规划路径,乘客输入目的地后,系统自动分配最近轿厢,并通过变轨技术实现轿厢在不同井道间切换。以一栋 100 层建筑为例,传统电梯需 10 - 15 个井道,而 MULTI 仅需 4 - 5 个井道,将井道空间利用率提升至 60% 以上,同时运输效率提高 50%。
技术创新点:安全、智能与高效
无缆绳电梯:突破传统的磁悬浮技术 —— 德国蒂森克虏伯 MULTI 电梯原理
自 1853 年伊莱沙・格雷夫斯・奥的斯发明安全电梯以来,钢丝绳牵引技术一直是电梯运行的核心原理。然而,随着建筑高度不断攀升、空间利用需求日益复杂,传统电梯面临提升高度受限、井道空间浪费等问题。德国电梯巨头蒂森克虏伯推出的MULTI 无缆绳磁悬浮电梯,以颠覆性的技术突破了百年桎梏,开启了垂直交通的新纪元。
传统电梯的瓶颈:钢丝绳牵引的局限性
传统曳引式电梯依靠钢丝绳连接轿厢与对重,通过曳引轮的转动实现升降。这种技术存在三大核心局限:其一,钢丝绳承重能力限制了建筑高度,目前全球最高建筑迪拜哈利法塔的电梯已接近钢丝绳技术的极限;其二,单个井道只能容纳一部轿厢单向运行,高峰时段易出现拥堵;其三,对重装置占据大量井道空间,降低了建筑空间利用率。数据显示,传统电梯系统在超高层建筑中,会使井道空间利用率不足 30%。
MULTI 电梯的核心技术:磁悬浮与多轿厢系统
蒂森克虏伯 MULTI 电梯的革命性,源于两大核心技术的融合:直线电机磁悬浮驱动与多轿厢垂直循环系统。
1. 直线电机磁悬浮驱动原理
传统电梯使用的旋转电机需通过曳引轮将旋转运动转化为直线运动,而 MULTI 采用直线同步电机(LSM),其原理类似将旋转电机沿轴向展开。在电梯井道内,定子绕组沿导轨铺设,轿厢底部安装永磁体转子。当定子通入三相交流电时,产生沿导轨方向的行波磁场,与永磁体相互作用,直接驱动轿厢悬浮并沿导轨做直线运动。这种设计不仅消除了钢丝绳带来的机械磨损,还实现了零接触、零摩擦运行,使轿厢运行速度提升至 6m/s,且能耗降低 50%。
2. 多轿厢垂直循环系统
MULTI 打破 “一井一梯” 的传统模式,在单个井道内设置多个轿厢,通过智能算法实现垂直循环运行。每个轿厢可独立规划路径,乘客输入目的地后,系统自动分配最近轿厢,并通过变轨技术实现轿厢在不同井道间切换。以一栋 100 层建筑为例,传统电梯需 10 - 15 个井道,而 MULTI 仅需 4 - 5 个井道,将井道空间利用率提升至 60% 以上,同时运输效率提高 50%。
技术创新点:安全、智能与高效
冗余安全系统:尽管取消钢丝绳,但 MULTI 配备多重安全保障。轿厢两侧设置电磁制动器,紧急情况下可瞬间吸附在导轨上;气压平衡装置确保高速运行时轿厢内外压力稳定;独立的备用电源系统可维持轿厢运行至最近楼层。
智能调度算法:基于 AI 和大数据的调度系统,实时分析人流数据,动态规划轿厢路径。例如,早高峰时优先将轿厢分配至办公楼层,晚间则侧重住宅楼层,减少乘客等待时间。
模块化设计:轿厢采用标准化模块生产,可根据需求灵活调整尺寸;井道结构简化,降低土建成本与施工周期,适用于新建建筑与既有建筑改造。
实际应用与市场反响
MULTI 电梯已在全球多地落地应用。德国柏林新地标建筑 “东 25”(East Side Tower)率先采用该技术,6 个井道内部署 12 部轿厢,实现了 24 小时不间断垂直运输。在纽约世贸中心 3 号楼,MULTI 系统将电梯井道空间释放出的面积转化为商业办公区,每年增收数百万美元租金。截至目前,蒂森克虏伯已在全球签约超 50 个 MULTI 项目,覆盖办公、酒店、住宅等多种建筑类型。
未来展望:重新定义建筑空间
MULTI 电梯的出现,不仅是技术的突破,更将重塑建筑设计理念。未来,超高层建筑可突破高度限制,实现无限垂直延伸;建筑内部空间布局将更灵活,如在同一井道内设置观光轿厢与货运轿厢,满足多元化需求。同时,磁悬浮技术也有望向轨道交通、物流仓储等领域延伸,推动垂直交通产业的全面革新。
从钢丝绳到磁悬浮,从单向升降到垂直循环,蒂森克虏伯 MULTI 电梯用科技颠覆了百年传统。这项技术不仅解决了超高层建筑的交通难题,更让人们看到:在未来的城市天际线中,垂直空间的可能性,远比想象中更广阔。
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