L'ispezione degli ascensori Taipei 101: 10 anni dopo

Gli ascensori che erano i più veloci al mondo fino a quest'anno vengono esaminati a fondo.

di Toshiaki Nakagawa e Shunta Sasaki

Gli ascensori da 1,010 mpm installati a Taipei 101 a Taipei hanno funzionato normalmente per quasi 10 anni dalla loro apertura nel 2005 (ELEVATOR WORLD, settembre 2005). Questi ascensori sono dotati di dispositivi speciali, come il controllo della pressione atmosferica in cabina e un dispositivo di smorzamento attivo, per supportare corse ultraveloci e lunghe. Toshiba Elevator and Building Systems Corp. ha ispezionato in modo completo questi dispositivi per quanto riguarda i deterioramenti dovuti al funzionamento prolungato e i cambiamenti nel comfort di viaggio (come le vibrazioni della cabina). Ha confermato che le unità hanno fornito un buon servizio e sono in grado di offrire servizi sufficientemente sicuri e confortevoli.

 Taipei 101 è stato completato alla fine del 2004 ed è alto 508 m, il record mondiale dell'epoca. Anche i due ascensori ad altissima velocità Toshiba hanno stabilito un record mondiale (per la velocità), che si è mantenuto fino a novembre 2014. Gli ascensori sono stati sviluppati con l'obiettivo di raggiungere non solo questo record, ma anche un comfort di guida soddisfacente. Toshiba si è inoltre impegnata per garantire affidabilità come la sicurezza e la lunga durata dei dispositivi. Per soddisfare questi requisiti, sono stati progettati nuovi dispositivi, come una macchina di trazione ad alta potenza e dispositivi di sicurezza, in conformità con una grande capacità a velocità ultra elevata. Oltre a fornire il controllo di qualità degli ascensori attraverso la manutenzione e l'ispezione periodiche, Toshiba ha ispezionato in modo completo gli ascensori nel giugno 2010 e nel giugno 2014. Questa ispezione aveva lo scopo di verificare se i dispositivi mantenessero le stesse condizioni di prestazioni e affidabilità di quando sono entrati in funzione.

Contorno dell'ascensore

La tabella 1 elenca le specifiche principali dell'ascensore da 1,010 mpm. Ci vogliono circa 39 s. per correre dal piano terra (livello B1) all'osservatorio di (89° piano) 382 m dal suolo. Le unità sono dotate di un'ampia varietà di dispositivi appositamente sviluppati per ottenere una corsa stabile a piena velocità e garantire sicurezza e comfort.

Sistema di azionamento

La macchina di trazione è una macchina veloce e di grande capacità che utilizza un motore sincrono a magneti permanenti a due avvolgimenti (PMSM). Viene impiegato un sistema a doppia trasmissione per il controllo indipendente di doppi convertitori e inverter. La macchina di trazione e il sistema di controllo sono stati sottoposti a manutenzione periodica per verificarne il funzionamento.

Sistema di controllo della pressione atmosferica

Una differenza di pressione atmosferica di circa 48 hPa si verifica tra il suolo e il piano più alto in cui l'ascensore si ferma a Taipei 101. Ciò causerebbe ai passeggeri una sensazione di fastidio alle orecchie mentre si spostano su o giù ad alta velocità. Per superare questa sfida, Toshiba ha sviluppato il primo sistema di controllo della pressione atmosferica per l'applicazione in una cabina di ascensore. Una camera per prove di decompressione è stata allestita a terra e sono stati effettuati test per modificare il modello di variazione della pressione atmosferica di uomini e donne, giovani e anziani. I test hanno dimostrato che il tasso stabile di variazione della pressione era accettabile. Pertanto, la velocità di variazione della pressione atmosferica nella cabina dell'ascensore è stata controllata in modo che fosse costante immettendo aria nella cabina dell'ascensore e scaricandola dalla cabina dell'ascensore utilizzando un ventilatore di scarico e un ventilatore di aspirazione.

È necessario garantire che la cabina dell'ascensore sia sufficientemente ermetica per controllare la pressione atmosferica al suo interno. A tale scopo, viene fornita una gomma speciale tra i pannelli della cabina dell'ascensore. Inoltre, l'ascensore è strutturato in modo tale che quando la porta è chiusa, il pannello della porta viene fatto affondare per ridurre l'intercapedine della porta. I tassi di variazione della pressione atmosferica nella cabina dell'ascensore mentre l'ascensore si muoveva su e giù erano rispettivamente di 1.26 hPa/se 0.95 hPa/s. Queste misurazioni sono simili ai valori di 1.24 hPa/se 0.96 hPa/s misurati quando l'ascensore è entrato in funzione.

Smorzatore di massa attivo

Toshiba ha sviluppato e adottato un ammortizzatore a massa attiva (AMD) per impedire l'oscillazione della cabina dell'ascensore a causa di curve, curve o urti nelle rotaie di guida. L'AMD rileva l'oscillazione della cabina dell'ascensore con un sensore e aziona un peso mobile tramite un motore lineare per annullare l'oscillazione e sopprimere le vibrazioni. L'AMD è installato nella parte inferiore della cabina dell'ascensore. In questa ispezione completa, abbiamo controllato i dispositivi AMD e verificato se le prestazioni di contenimento delle vibrazioni sono state mantenute.

I dati di vibrazione misurati dal sensore di accelerazione installato nell'AMD sono stati confrontati con i dati di un nuovo sensore di accelerazione 2G per verificare se il sensore di accelerazione nell'AMD ha funzionato normalmente. Abbiamo anche controllato le prestazioni delle vibrazioni dell'auto quando si sono incrociate. Non è stata riscontrata alcuna diminuzione delle prestazioni del sensore di accelerazione. Quando le auto si sono incrociate, la vibrazione era di circa 0.15 mps2, che è risultata essere quasi equivalente ai dati misurati quando l'ascensore ha iniziato a funzionare.

Prestazioni di comfort di guida

Toshiba ha verificato le vibrazioni e il rumore della cabina dell'ascensore, non solo nel caso della velocità nominale di 1,010 mpm, ma anche a 1,101 mpm. Le vibrazioni dell'auto superiore e inferiore, destra e sinistra, anteriore e posteriore erano molto ridotte. È stata realizzata una guida confortevole, nonostante le velocità superiori a 1,000 mpm. Abbiamo ipotizzato che sarebbe stato lo stesso a velocità di 1,010 mpm (Figura 9). Abbiamo confermato che le prestazioni sono quasi le stesse subito dopo l'installazione. Sebbene la vibrazione aumenti leggermente alla velocità di 1,101 mpm, è regolabile tramite la selezione dei parametri, che ha reso la guida confortevole (Figura 10).

Sommario e conclusione

Uno dei motivi principali per cui questi ascensori hanno mantenuto ottime prestazioni senza grossi problemi per oltre 10 anni di funzionamento è il controllo regolare delle loro condizioni e la loro manutenzione. Un partner commerciale, la Golden Friends Corp. Ltd. di Taiwan, fa ogni sforzo per riparare le unità per la manutenzione. Toshiba ha insegnato a Golden Friends il piano di manutenzione e lo gestisce. Continueremo questo processo, comprese le ispezioni regolari e complete per le prestazioni e la qualità. Riteniamo che la tecnologia di questo sistema di ascensori rimanga avanzata, anche dopo 10 anni.

Referenze
[1] Yoshiaki Fujita, Tadashi Shudo, Masaaki Hirai, Kousei Kamimura, Sueyoshi Mizuno e Toshiaki Nakagawa. "Ascensore da 1,010 m/min installato durante la Taipei101, conferenza sui ciclisti di ascensori, scale mobili e divertimenti" (2005), The Japan Society of Mechanical Engineers, Lecture, articoli raccolti, p.31-34.
[2] Toshiaki Nakagawa, Takashi Nishikawa e Hiroyuki Kimura.
"Tecnologie ad alta affidabilità per gli ascensori più veloci del mondo", Toshiba Review, Vol.60 No.5 (2005), p.26-29.
[3] Tadashi Shudo, Kosei Kamimura e Shingo Maeda. "Ascensore da 1,010 m/min installato nell'edificio Taipei101", Tecnologia ascensore 15: Atti di Elevcon 2005, p.185-194.
[4] Hiroaki Mizuguchi, Toshiaki Nakagawa e Yoshiaki Fujita, “Ascensori ad alta velocità a Taipei 101,” ELEVATOR WORLD, settembre 2005, p.71-76.