5 Моделирование в программе «VisSim»
Оценку качества управления процессом металлообработки целесообразно выполнять методом математического моделирования в программе «Visim». Данная оценка производится по показателям качества при переходных процессах, которые возникают при изменении управляющих и возмущающих воздействий. Управляющим воздействием в электроприводах «управляемый преобразователь-электродвигатель» является задающее напряжение, в зависимости от которого происходит пуск, торможение и реверс двигателя. Возмущающим воздействием, в частности, является изменение по величине или направлению момента статических сопротивлений.
Структурная схема электропривода с отрицательной обратной связью по скорости в относительных единицах приведена на рисунке 5.1.
Рисунок 5.1 – Структурная схема электропривода подчиненного регулирования с отрицательной обратной связью по скорости в относительных единицах
Для моделирования необходимо перевести параметры электропривода в относительные единицы.
Для этого определим необходимые параметры двигателя.
Мощность электродвигателя Вт, рассчитывается по формуле:
(5.1)
Номинальный ток электродвигателя А, определяется по формуле:
(5.2)
где η – КПД электродвигателя, η=0,9;
Uном – номинальное напряжение питания, Uном=110В.
Номинальная частота вращения, об/мин определяется по формуле:
(5.3)
Скорость при номинальной частоте вращения, мм/мин:
(5.4)
Рассчитаем электромагнитную постоянную времени Тм и якорную постоянную времени Тя.
Сопротивление якорной цепи:
(5.5)
где Uн – номинальное напряжение, Uн=110 В;
kФном – номинальный поток, определяется по формуле:
(5.6)
ωном – номинальная угловая скорость, определяется по формуле:
(5.7)
RVT – сопротивление одновременно работающих транзисторных ключей:
(5.8)
где ∆UVT – падение напряжение в транзисторном ключе, ∆UVT≈4 В;
RVD – сопротивление одновременно работающих диодов выпрямителя:
(5.9)
где ∆UVD – падение напряжение в диоде, ∆UVD≈0,5 В;
Механическая постоянная двигателя определяется:
(5.10)
где
–
приведенный момент инерции консоли:
Электромагнитную постоянную двигателя найдём как:
(5.11)
Запаздывание преобразователя:
(5.12)
где
– частота
ШИМа, примем
=5000Гц.
Постоянная фильтра:
(5.13)
Ток короткого замыкания Iк.з., А:
(5.14)
Момент короткого замыкания:
(5.15)
Уставка токоограничения рассчитывается по формуле:
(5.16)
где Fкз – усилие при коротком замыкании:
(5.17)
Угловая скорость холостого хода:
(5.18)
Базовое напряжение датчика скорости:
(5.19)
где кдс - коэффициент передачи датчика скорости:
(5.20)
где Uпит.су – напряжение питания системы управления, Uпит.су=15 В;
ωmax– максимальная угловая скорость:
(5.21)
Базовое напряжение датчика тока:
(5.22)
где кдт - коэффициент передачи датчика тока:
(5.23)
где Uпит.су – напряжение питания системы управления, Uпит.су=15 В;