6. Моделирование в среде VisSim

Перевод в относительные единицы

Момент трения винта на холостом ходу

Момент трения двигателя

Масса стола общая

Скорость двигателя подачи при скорости быстрого хода

Сила трения в шарико-винтовой паре, приведённая к столу

Постоянная механическая

Число пар полюсов принимаем равным р = 4.

Частота пульсации поля, Гц

Период оборота ротора один электрический оборот, с

Самый неблагоприятный случай 15 градусов

Постоянная якоря, с

Принимаем T_я равной

Частота ШИМа принимается равной

Для блока преобразователя, время запаздывания преобразователя

Для блока преобразователя, постоянная фильтрующей цепи

Определим постоянные времени регулятора тока

Частота среза контура регулирования тока (КРТ)

Частота среза контура регулирования скорости (КРС)

Определим постоянные времени регулятора скорости

Коэффициент регулятора скорости K_рс

Скорость двигателя подачи при скорости быстрого хода

За базу напряжения принимаем номинальное напряжение двигателя

Напряжение преобразователя минимальное, в относительных единицах

За базу тока принимаем ток короткого замыкания двигателя

Ток номинальный, в относительных единицах

Ток пусковой (максимальный), в относительных единицах

За базу момента берём момент короткого замыкания двигателя

Момент номинальный, в относительных единицах

Момент XX в винте, в относительных единицах

Момент трения в двигателе и перегрузочный в 2 раза, в относительных единицах

Момент максимальный при подаче стола, в относительных единицах

Базовое значение силы принимаем

Максимальное значение тока в относительных единицах

За базу скорости принимаем скорость холостого хода двигателя

Скорость быстрого хода, в относительных единицах

Скорость максимальная двигателя, в относительных единицах

Скорость рабочая, в относительных единицах

Скорость максимальной подачи, в относительных единицах

Скорость номинальная двигателя, в относительных единицах

За базу пути принимаем путь, пройденный столом на холостом ходу двигателя

Путь максимальный стола, в относительных единицах

Напряжение питания схемы управления

Базовое значение напряжения питания

Сила трения в направляющих, в относительных единицах

Сила трения в винте, в относительных единицах

Сила трения при резании, в относительных единицах

Сила резания, в относительных единицах

Сила динамическая, в относительных единицах

Задание силы резания

На один зуб фрезы приходится сила, считаем, что в работе участвуют 8 зуба

Координата первой точки

Точка касания фрезой детали

Конец врезания

Точка конца полной обработки

Точка выхода фрезы

Частота вращения фрезы

Частота пульсации зубьев

Переводим в относительные единицы силу резания, приходящуюся на 4 зуба

Осевая жёсткость винта, G = 347 Н/мкм.

Полная жёсткость винта, с учётом длины винта, Н

Перевод в относительные величины

При настройке контура тока на вход подаем единичный сигнал, а на выходе снимаем характеристику тока якоря. При подборе параметров регулятора тока добиваемся перерегулирования не более 17% и запаса по фазе около 60^о. Настроенный так двигатель будет обеспечивать высокую точность и низкую скорость реакции на возмущения. В данном случае перерегулирование составляет 10%, а запас по фазе 63^о.

Рисунок 5 - Результат настройки контура тока

При настройке контура тока на вход подаем скорость быстрого хода в относительных единицах, а на выходе снимаем характеристику скорости двигателя (график справа - синий) и тока якоря (график справа - красный). В данном случае перерегулирование составляет 9%, а диаграмма тока якоря близка к прямоугольной. При включении нагрузки ток резко увеличивается, а скорость падает. В этом случае интегральный канал отрабатывает сигнал и приводит систему к установившемуся режиму на той же скорости.

Рисунок 6 - Результат настройки контура скорости с задатчиком интенсивности при подключенной нагрузке

Заключение

Спроектированный привод подачи станка ИР500МФ4 полностью удовлетворяет требованиям задания по скорости (быстрого хода и рабочей), а отклонение по силе резания не превышает требуемого. Класс шероховатости полностью удовлетворяет требованиям черновой обработки. При задании режимов обработки следует обратить внимание на резонанс на низких частотах. В целом спроектированный электропривод удовлетворяет требованиям технического задания.

Литература

1 Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. С74 Т. 2/Под редакцией А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. -4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 496 с., ил.

Москаленко В. В. Электродвигатели специального назначения. - М.: Энергоиздат, 1981. 104 с., ил.

Усынин Ю. С. Системы управления электроприводов/ Уч. пособие. - Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001. - 358с., ил.