2011年，连续发生多起电梯冲顶事件，导致人员受伤；涉事电梯所采用的曳引机系知名品牌生产的永磁同步曳引机。事故原因在于制动器故障以及“封星电路”设计的淘汰。此类事故的发生既有偶然性，也有必然性。在此，我们有必要回顾电梯上行超速保护装置的发展历程。
在GB7588—2003版本之前，相关标准并未规定必须安装上行超速保护设备；然而，随着GB7588—2003的发布，新增了9.10条款；这一变化在电梯行业催生了多种实施方法。
1、限速器+对重安全钳或限速器+双向安全钳(应用不多);
限速器和夹绳器通常用于应对异步电动机的蜗轮副故障，或是制动器出现问题时，若楼层高度足够，且存在加速时间，那么电梯上行超速就不可避免。一旦限速器检测到超速，无论是通过机械牵引还是电动启动，夹绳器便会介入工作，从而实现轿厢的制动停顿。
3、该装置集成了限速器、与曳引轮轴心一致的制动轮、制动系统以及封星电路。这种配置在当前行业内广泛采用，作为上行超速保护措施，主要适用于由永磁同步无齿电动机驱动的电梯。
在第三种制动方式里，限速器一旦检测到超速（不论方向），制动器便会启动，其作用点位于与曳引轮同轴的制动轮上，从而产生制动力矩，确保电梯轿厢能够安全地停止。根据国际GB/13435标准中的5.3.6条款，制动器的闸瓦组件应分为两组独立安装，即便其中一组失效，制动轮仍能提供足够的制动力，确保满载轿厢能够减速。这一切都依赖于一个关键点，即制动装置的可靠性以及设计的合理性。目前，电梯的检验工作也主要围绕这一点进行。若制动器的设计或制造存在缺陷，或者使用维护不当导致制动器无法闭合，发生“飞车冲顶”事故，我们的设计中还包含“封星电路”。所谓“封星”，实际上是指“永磁同步电机的自发电式能耗制动”。当电机断电（如换速、平层、停车、开门等过程中）时，同步机的定子绕组会被短接，导致电梯轿厢在能耗制动下出现“溜车”现象（前提是轿厢与对重重量不平衡）。这种“溜车”速度较慢，通常在5cm至15cm/s之间，这也是永磁同步电机相较于异步电机的一大优势。
事故发生的主要原因是制动系统失灵以及所提及的“封星电路”设计已被废弃。一旦制动系统失灵，缺少“封星电路”的同步电机便无法正常工作。在这种情况下，若轿厢与对重重量不均衡，电梯将不可避免地发生“飞车”现象，别无其他选择。当永磁同步电机停止运转后，“封星”对于制动系统失灵的电梯能够提供一定的补偿和保护作用。因此，超码电梯不会“飞车”，而是会“溜车”。
行业内众多人士持观点，认为在变频器输出与电机转速并存时，实施封星操作存在潜在的安全风险；而在实际操作过程中，封星用接触器的释放时机往往不当，有时甚至出现接触器拉弧现象，或者停车时的舒适度极差，因此，众多企业选择放弃使用；此外，在电梯的检测过程中，并未设立针对这一问题的检测项目，从而导致安全隐患的形成。然而，作者认为，一旦永磁同步电机的电控系统摒弃了“封星”功能，其所有安全保障便依赖于制动器。一旦制动器出现故障，失控飞驰的情况将不可避免。“封星”虽有不足之处，但在目前阶段，永磁同步电机的自发电式能耗制动能够降低部分安全风险；当然，我们也可以设计出更为敏感的电路来实施“封星”，例如在电机无电流状态下封星，或者在零速延时后封星等。
接下来，我们需深入探讨一个问题：在封星状态下，永磁同步电机驱动下的电梯，其溜车过程是否绝对安全？设想一下，若制动系统出现故障，轿厢内载重量超过半数，电梯将开始向下滑动。当电梯抵达底层并开启厅门，乘客依次离开轿厢，随着载重的减轻，轿厢将开始向上滑动。这一过程将持续至电梯到达顶层，并最终在缓冲器上停止。尽管这一过程速度较慢，但这样的安全措施是否足够可靠呢？
在八十年代，天津的一家医院里，曾发生了一起不幸的事故。当时，一部直流电梯在停止运行时，由于反激绕组未正确安装，制动器的间隙过大，导致电梯出现了滑动。其滑动速度大约为20厘米每秒。在电梯缓缓上升的过程中，轿厢内有人未能及时离开，而当轿厢底部与电梯厅门顶部之间还剩下40至50厘米的空隙时，那人因慌乱试图跳出轿厢，不幸遭遇了悲剧。当前永磁同步电机的密封结构与其颇为相似。然而，作者认为其中仍存在潜在的安全风险。任何未经控制的运动都潜藏着危险与不稳定性。
观察此现象，我们可以发现，制造商在安全意识方面存在不足。个人认为，在超速及制动器失效情况下，仅依靠“封星”装置、制动器和限速器进行保护的设计尚显不足。因此，有必要增加制动器的辅助设备——即辅助制动器（详见GB7588—2003第12.4.1.2条）。具体实施方法为：一旦制动器失效，由不间断电源（UPS）供电的辅助制动器系统将检测到电梯的不正常移动，并电动执行夹紧钢丝绳的操作，从而实现轿厢的制动停稳。
当然，国家标准仅是行业门槛，生产商不能仅仅被动地遵循这一标准。他们应当设立比国家标准更严格的企业规范，以生产出更加安全的电梯，这既是企业应尽的社会责任。
本文作者为司志平先生，其作品已获得授权在此发表。该文最初发表于2011年版的《全国电梯行业商务年鉴》。
PS：封面图片与本文无关
