臺灣博碩士論文加值系統

本篇論文針對變頻器的形式及機構設計做討論,其研究流程為:了解變頻器產品設計的相關考量及規範、不同的工作場合需求如何運用，環境因素對於變頻器機構設計有何影響、材質選用方面對於結構強度有何差異、生產成本、加工方式和精密度對於結構有何影響。分析部分則以實際的變頻器市售品為案例建立各組件模型，運用振動平台量測給定負荷下的位移與加速度，並以ANSYS有限元素分析其結構強度及比較各國相關規範並評估是否達至其要求，藉此建立變頻器構造的設計程序及準則。

This paper discusses the form and the mechanism design of the inverter. The research process is : Understand the considerations and regulations of inverter design, how to implement application in different workplace. Then discuss how environmental factors influence the design of the inverter mechanism, the relationship between structural strength and different material selection, and how does production cost, processing and precision affect the structure? This paper establishes the component models of inverters on market, and uses ANSYS finite elements to analyze its structural strength, then measuring the displacement and acceleration of the components under given load created by a vibration platform exciter to verify the accuracy of the simulation. Finally, this paper compares different national standards and assess whether meets the requirements or not, and establishes a design procedure and guidelines for construction of inverter.

摘 要 I
ABSTRACT II
誌 謝 III
目 錄 V
圖 目 錄 VII
表 目 錄 XIII
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 文獻回顧 3
1.3.1 結構組件 3
1.3.2 散熱組件 10
1.3.3 防護組件 14
1.3.4 電容組件 16
1.4 論文架構 24
第二章 變頻器概要與理論 25
2.1 變頻器原理 25
2.2 變頻器結構 29
2.2.1 變頻器的演進 29
2.2.2 變頻器構造 30
2.3 變頻器種類 32
2.3.1 依需求分類 32
2.3.2 依功能分類 35
2.4 變頻器規格 36
2.5 振動分析 42
2.5.1 有限元素法 42
2.5.2 ANSYS 分析流程 43
2.5.3 諧和分析( Harmonic Response Analysis ) 43
2.5.4 暫態分析( Transient Analysis ) 45
第三章 相關規範與專利 47
3.1 安全規範 47
3.2 評估 49
3.2.1 基本術語及方法 49
3.2.2 技術原則 50
3.3 機構 54
3.3.1 外殼防護等級(IP代碼) 54
3.3.2 振動試驗 60
3.4 試驗 65
3.5 場合與環境考量 87
3.5.1 使用場合 87
3.5.2 環境及控制需求 96
3.6 環境限制 102
3.7 專利分析與評估 104
第四章 變頻器機構分析 114
4.1 儀器及使用規格 114
4.2 變頻器使用評估 122
4.3 變頻器機構試驗 136
4.3.1 變頻器機構分析案例 136
4.3.2 樣品A變頻器立體圖建置 138
4.3.3 實驗操作流程 141
第五章 結論 193
5.1 實驗結果與模擬分析比較 193
5.2 未來發展趨勢 197
5.3 結論與未來研究建議 197
5.4 參考文獻 198

[1]王柏翔，「應用混合型田口遺傳演算法於引伸模具補強肋之尺寸最佳化」，國立高雄第一科技大學機械與自動化工程系碩士論文，民97年。
[2]郭瑞昌，「射出成形之結構強度分析與品質改善」，國立交通大學機械工程學系碩士論文，民99年。
[3]蔣惠婷，「利用ANSYS多目標最佳化預測材料機械性質」，國立高雄應用科技大學模具工程系碩士論文，民101年。
[4]吳香怡，「雙壓電冷卻噴嘴之減振設計」，國立高雄海洋科技大學造船及海洋工程研究所碩士論文，民104年。
[5]蔡至仲、趙育彬，變頻器模組化之控制單元，經濟部智慧財產局，2006。
[6]黃桂海、陳志宏，電子器物之可卸式組固結構，經濟部智慧財產局，2007。
[7]陳培信，塑膠機箱變頻器及其底部安裝結構，國家知識產權局，2013。
[8]魏大倉、曾名祥、蔡志雄，變頻器之風扇調控裝置，經濟部智慧財產局，2007。
[9]鄭裡，電子裝置及電動機變頻器，國家知識產權局，2017。
[10]J .霍莫拉、L .多特、L .拉德範，功率半導體裝置，國家知識產權局，2016。
[11]陳騰，一種模塊變頻器，國家知識產權局，2011。
[12]王冉，電氣設備，國家知識產權局，2013。
[13]郝娟君，電氣設備和提高電氣設備防護等級的方法，國家知識產權局，2014。
[14]變頻器原理，弘富電通，2016。
[15]楊電功，電器控制從理論到實踐變頻器應用一點通，機械工業出版社，2013。
[16]變頻器應用Q&A節能技術手冊，財團法人台灣綠色生產力基金會，民97年。
[17]台達泛用型向量控制變頻器C2000系列型錄，2017.
[18]張岩、李艷艷等，ANSYS Workbench 17.0 結構仿真分析從入門到精通，機械工業出版社，2017。
[19]吳佳璋，振動學(第二版)，新文京開發出版股份有限公司，2016。
[20]機器安全國際標準，KEYENCE CORPORATION.
[21]主要安全規格概要，OMRON Corporation.
[22]“ISO 12100 Safety of machinery -- General principles for design -- Risk assessment and risk reduction”, International Organization for Standardization, 2010.
[23]“IEC 60529 Degrees of protection provided by enclosures (IP Code)”, International Electrotechnical Commission, 2001.
[24]“IEC 60068-2-6 Environmental testing - Part 2-6: Tests - Test Fc: Vibration (sinusoidal) ”, International Electrotechnical Commission, 2007.
[25]“IEC 61800-5-1 Adjustable speed electrical power drive systems - Part 5-1: Safety requirements - Electrical, thermal and energy”, International Electrotechnical Commission, 2007.
[26]中華民國行業標準分類-第10次修訂，行政院主計總處，民105年。
[27]風機水泵專用向量控制變頻器CP2000 系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[28]紡織專用向量控制變頻器CT2000 系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[29]重載型型向量控制變頻器CH2000系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[30]精巧高效型向量控制變頻器MH300系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[31]油電伺服節能系統HES-C系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[32]電梯專用變頻器ED系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[33]電能回饋單元REG2000 系列型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[34]高性能磁束向量控制交流馬達驅動器型錄，台達電子工業股份有限公司，2017.
[35]動電式振動試驗機，振儀科技股份有限公司。
[36]液壓式振動試驗機，振儀科技股份有限公司。
[37]特殊簡易桌上型慣性式振動試驗機操作手冊，正頻企業股份有限公司。
[38]加速度傳感器產品資料，Brüel & Kjær.
[39]GTX系列泛用沖床，金豐機器工業股份有限公司。