【正文】 關(guān)方式對變頻器進(jìn)行分類，則 變頻器可以分為 PAW 控制方式， PWM 控制方式和高載頻 PWM 控制方式三手 中。因為在 PAM 控制的變頻器中逆變電 路換流器件的開關(guān)頻率即為變頻器的輸出頻率，所以這是一種同步調(diào)節(jié)方式。在這種控制方式中，以較高頻率對逆變電路的半導(dǎo)體開關(guān)元器件進(jìn)行開閉， 并通過改變輸出脈沖的寬度來達(dá)到控制電壓 (電流 )的目的。在這種控制方式中， 載頻被提高到入耳可以聽到的頻率 (1020KHz)以上，從而達(dá) 到降低電動機(jī)噪音 的目的。由于這種控制方式對換流器件的開關(guān)速度有較高的要求，所用換流器件 只能使用具有較高開關(guān)速度的 IGBT 和 MOSFET 等半導(dǎo)體元器件，目前在大容 量變頻器中的利用仍然受到一定限制。 PWM 控制和高載頻 PWM 控制都屬于異步調(diào)速方式，即變頻器的輸出頻 率不等于逆變電路換流器件的開關(guān)頻率。按照工作原理對變頻器進(jìn)行分類，按變頻器技術(shù) 的發(fā)展過程可以分為 U/f 控制方式、轉(zhuǎn)差頻率控制方式和矢量控制方式三種。它的基本特點是 對變頻器輸出的電壓和頻率同時進(jìn)行控制，通過使 U/f(電壓和頻率的比 )的值保 持一定而得到所需的轉(zhuǎn)矩特性。 ②轉(zhuǎn)差頻率控制變頻器轉(zhuǎn)差頻率控制方式是對 Ulf 控制的一種改進(jìn)。從而達(dá)到在進(jìn)行調(diào)速控制的同時控制電動機(jī)輸出轉(zhuǎn) 矩的目的。但是，由于采用這種控制方式 時需要在電動機(jī)上安裝速度傳感器，并需要根據(jù)電動機(jī)的特性調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)差，通常 多用于廠家指定的專用電動機(jī)，通用性較差。矢量控制的基本思想是將異步電動機(jī)的定子電流分為產(chǎn)生磁場的電 流分量 (勵磁電流 )和與其相垂直的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 (轉(zhuǎn)矩電流 )并分別加以 控制。矢量控制方式使對 異步電動機(jī)進(jìn)行高性能的控制成為可能。所以已經(jīng)在許多需要進(jìn)行精密控制的領(lǐng)域得到了應(yīng)用。 按照用途對變頻器進(jìn)行分類時變頻器可以分為以下幾種類型。這里通用性指的 是通用變頻器可以對普通的異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制。 ③高頻變頻器在超精密加工和高性能機(jī)械區(qū)域中常常要用到高速電動機(jī)。這類變頻器的輸出頻率可以達(dá)到 3KHz，所以在驅(qū)動兩極異步 電動機(jī)時電動機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可以達(dá)到 180000r / min. ④單相交頻器和三相變頻器交流電動機(jī)可以分為單相交流電動機(jī)和三相交 流電動機(jī)兩種類型，與此相對應(yīng)，變頻器也分為單相變頻器和三相變頻器。 變頻器的特點： 變 頻器與異步電動機(jī)相結(jié)合，可以實現(xiàn)對生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速傳動控制，簡稱 為變頻器傳動。 節(jié)能應(yīng)用主要體現(xiàn)在提高運(yùn)行可靠性、臺數(shù)控制和調(diào)速控制并用。近十多年來，隨 著 電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)及現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，變頻器己經(jīng)廣泛地用于 交流電動機(jī)的速度控制。其重要性和發(fā)展?jié)摿Σ豢珊鲆?。第? 代變頻器的通信進(jìn)入點對點模擬信號連接方式。當(dāng)代通信產(chǎn) 品能提供比用戶所能使用 的更多的數(shù)據(jù)和 1/O 選擇，但傳統(tǒng)的接口技術(shù)使用的 是 RS485/422，它們的抗干擾能力和傳輸能力都不能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要?，F(xiàn)在，由于現(xiàn)場總線和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，特別是美國 羅克韋爾自動化的 Control Net 和 Device Net 技術(shù)，可將帶數(shù)字接口的變頻器集 成到網(wǎng)絡(luò)化的平臺中，通過 PLC、人機(jī) 界面 HIM，甚至與工廠信息管理層共享 實時數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)變頻器參數(shù)的在線監(jiān)控和優(yōu)化。因 而基于集成化網(wǎng)絡(luò)的變頻器控制將會成為當(dāng)前世界自動化領(lǐng)域研究的熱點。 已知倉庫貨架總高度為 12m，間距 , 行走速度： 5~240/min。 具體在堆垛機(jī)設(shè)計中將做以下工作： 對堆垛機(jī)的立柱、上下橫梁，按照自重最輕原則，完成其選型和截面參數(shù) 的計算； （ 2） 通過功率、速度等參數(shù)的計算 、完成堆垛機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的選型和計算； （ 3） 對堆垛機(jī)的立柱、上下橫梁的強(qiáng)度、立柱軌道疲勞強(qiáng)度、整機(jī)靜強(qiáng) 度、動強(qiáng)度、局部穩(wěn)定性和整體穩(wěn)定性的驗算； 2. 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 2. 堆垛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 堆垛機(jī)主要由下橫梁、貨叉機(jī)構(gòu)、立柱、上橫梁、平運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起升機(jī)構(gòu)、 電護(hù)裝置和電氣控制系組成。上、下橫梁是由鋼板和型鋼焊接成箱形結(jié)構(gòu)，截面性能好， 下橫梁上兩側(cè)的運(yùn)行堆垛機(jī)由行走電機(jī)通過驅(qū)動軸輪軸孔在落地鏜銑床一次 裝夾加工完成 ，確保了主、被動輪軸線的平行，從而提高了整機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性； 立柱是由方鋼管制作，在方鋼管兩側(cè)一次焊接兩條扃鋼導(dǎo)軌 (材質(zhì) 16Mn)，導(dǎo) 軌表面進(jìn)行硬化處理，耐磨性好。 門架是堆垛機(jī)的主要結(jié)構(gòu)物，有單柱式和矩形框架式。不論哪種型式 都帶有伸縮貨叉和人工駕駛室（有時也沒有）的貨合。 在門架上安裝有卷揚(yáng)、走行等機(jī)械裝置，以及配置有電氣控制開關(guān)、控制 裝置、配線等。 由于走行起動、停止及加減速時產(chǎn)生的慣性力，門架在通道的縱向發(fā)生撓 曲，整個門架成為振動體，其柱端的振動較大。 柱端振動：和貨叉前端的撓度 一超過極限，就成為堆垛機(jī)自動定位的障礙， 所以門架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和撓度小的適當(dāng)剛度。 堆垛機(jī)門架設(shè)計分三個模塊進(jìn)行設(shè)計： (1) 立柱模塊主要有立柱、導(dǎo)軌和法蘭盤組成，立柱通過法蘭盤與上橫 梁和下橫梁聯(lián)結(jié)，導(dǎo)軌是載貨臺沿立柱上下運(yùn)行的軌道，有時候堆垛機(jī)可以沒 有軌道，載貨臺直接在立柱上運(yùn)行。立柱 模塊結(jié)構(gòu)如圖 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 圖 立柱模塊結(jié)構(gòu)圖 (2)上橫梁模塊上橫梁模塊主要有上橫梁、上橫梁導(dǎo)向輪組、上橫梁法蘭 盤和緩沖器等零部件組成，上橫梁模塊結(jié)構(gòu)圖如圖 2. 9 所示。上橫梁上總共有兩對導(dǎo)向輪組， 通過支架固定在上橫梁上，導(dǎo)向輪組夾在天軌兩端，防止小型有軌巷道堆垛機(jī) 傾倒，在每組導(dǎo)向輪中有一個偏心軸，用來微調(diào)導(dǎo)向輪之間的間距夾緊天軌。緩沖器固定在上橫梁兩端，當(dāng)小型有軌巷道堆垛機(jī)運(yùn)動 到巷道 兩端時 ,緩沖器用來吸收小型有軌巷道堆垛機(jī)運(yùn)行能量，防止事故的發(fā)生。法蘭盤 .固定在下橫梁的上部，用來固定減 速電機(jī)，也是與立柱模塊聯(lián)結(jié)的接口。緩沖器同上橫梁的一樣，主要用來 吸收堆垛機(jī)運(yùn)行到巷道兩端時發(fā)生碰撞產(chǎn)生的能量。這里按角變位移法解如下： 堆垛機(jī)門架的設(shè)計計算參數(shù)： Q1— 上梁及附件重量 Q 2 — 貨臺、貨物、附件及搭乘人員的總重量 Q 3 — 電氣控制盤的重量 Q 4 — 卷揚(yáng)裝置的重量 q— 柱的單位長度的平均重量 作用在門架上的慣性力： H i =（ β /g） Q i 及 qh1 β /g ( β :減速度， g = 米 /秒 2 ) h1~h 4 — 下梁中心線分別到 Q1 ~ Q 4 的中心高度 l— 立柱的中心距 I 1— 立柱 AB、 DC 的斷面慣性距 θ — 上梁與下梁端部的偏轉(zhuǎn)角 R— 因構(gòu)件兩端變位產(chǎn)生的彎距 E：縱彈性模量 C— 由構(gòu)件的中間載荷在杠端產(chǎn)生的彎距，稱為載荷項。 AB =2EK 1（ 2? 39。 B 3R 39。 BA =2EK 1（ 2? 39。 A 3R 39。 BC =2EK 1（ 2? 39。 C ） M 39。 C +? 39。 CD =2EK 1（ 2? 39。 D 3R 39。 DC =2EK 1（ 2? 39。 C 3R 39。 AD =2EK 1（ 2? 39。 D ） M 39。 D +? 39。 BA + M 39。 AB +M 39。 CB + M 39。 DA+ M 39。 AB +M 39。 CD +M 39。 A + ? 39。 C + ? 39。 +（ n/6EK ） (C DC C CD H 1 h 1 H 2 h 2 H 3 h 3 q h 2 1 β /2g) 由上面各式，可先求出 ? 39。 B 、 ? 39。 D 、 R 39。 AD M 39。 BC 、 M 39。 AB = M 39。 BA = M 39。 CD = M 39。 DC = M 39。 再求出上下梁及立柱的內(nèi)力 有水平載荷產(chǎn)生的彎距，可由圖 1 圖 2 疊加得出： M AB1 = M 39。 BC + M BC M CD1= M 39。 DA+ M DA 又有節(jié)點方程式可得 M AB1 = M AD1 M BC1= M BA1 M CD1= M CB1 M DA1 = M DC1 門架立柱端部的線變位 δ ： δ = δ 39。 +R ) 由行走車輪的反力產(chǎn)生的彎距 受力分析圖如下： 列出角變位移方程式： D B C a l a A h1 圖 行走輪受力分析圖 M BC 2 =2EK（ 2 B θ + C θ ） M AB 2 =2EK（ 2 A θ + B θ ） 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 M BA2 =2EK（ 2 B θ + A θ ） M CB2 =2EK（ 2 C θ + B θ ） M CD 2 =2EK（ 2 C θ + D θ ） M DC 2 =2EK（ 2 D θ + C θ ） M AD 2 =2EK（ 2 A θ + D θ ） +C M DA2 =2EK（ 2 D θ + A θ ） C 固端彎距 ： C=V ?a A θ =n(2+n)C/2EK (n+1)(n+3) B θ = nc/ 2EK(n+1)(n+3) A θ = D θ B θ = C θ M AB 2 =[1/(n+1)(n+3)][(2n+3) ?V ?a ] M BA2 =[1/(n+1)(n+3)](n ?V ? a ) M DA2=[1/(n+1)(n+3)][n(n+2) ?V ?a ] 在此 ， M AB 2= M DC 2 M BA2 = M BC 2 M CB 2 = M CD 2 M DA 2= M AD 2 V： 走行車輪的反力，按 1/2（堆垛機(jī)總重量 +載重）求出。但是，此彎矩相比前兩種相差很大，而且不會在貨叉伸出的情況下走行， 所以可以認(rèn)為最大 彎矩為 M1和 M 2 合成的彎矩。則載荷組合為 M*（ S G +S L +S H ）。 +R =+= 走行停止時產(chǎn)生振動的立柱上端的線變位： δ =1780 = (注： δ 值容許范圍一般在 — 5cm,符合要求 ) 由水平載荷產(chǎn)生的各部分的彎矩： M AD1 =M*（ M 39。 BC +M BC )= (+)= Nm M CB1 = M*(M 39。 DA +M DA )= (+75)= Nm 由走行輪的反力產(chǎn)生的各部分的彎矩 : V=M*(80002300ψ 2300)/2=4906kg 固端彎矩 : C=4906 45=220. 8Nm 因此 :M AB 2 = Nm M BA2 = Nm M DA2 = Nm 最大彎矩 :M AB = += 201 Nm M BA = += Nm M BC == Nm M CB =+= Nm M CD = = Nm M DC = = Nm M DA =+= Nm 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 M AD == Nm 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的彎曲應(yīng)力 上下梁的斷面系數(shù) Z=498 cm 3 ,柱的斷面系數(shù) Z 1 =789cm 3 則 :σ AB = 2560N/cm 2 BA σ = 3010N/cm 2 BC σ =