Reglerentwurf für eine „Fliegende Säge“, die über ... - Matthias Lenord

Modellbildung der Regelstrecke 3-31
Jetzt muß noch ein geeigneter Servoumrichter ausgesucht werden. Laut Katalog [16] bietet
sich ein Modell mit folgenden Daten an:
Bezeichnung: SDC 3000 für 30 kW Motoren
Nennstrom: IN = 61 A
Max. Strom: Imax = 91,5 A
Max. Drehmoment: Mmax = 90 Nm
Die Größe des Motors und des Umrichters (30 kW) ist zunächst überraschend. Diese
Dimensionen sind aber erforderlich, um den Vorgaben des Positioniervorgangs zu folgen.
Dem Antrieb wird ein hohe Dynamik abverlangt, da er in 240 ms extreme
Momentenänderungen erbringen muß. Außerdem sollte der Motor noch Leistungsreserven
haben, um einer zu großen Erwärmung im Dauerbetrieb vorzubeugen.
Auch eine Rücksprache mit Ingenieuren der Firma Stöber aus dem Fachgebiet
Antriebstechnik bestätigte die Auswahl eines so starken Antriebssystems.
3.2.5 Die Parameter des VZ1-GLiedes
Der Verstärkungsfaktor KV ergibt sich aus dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes und
der Verstärkung des Servoumrichters:
Das Getriebe hat ein Übersetzungverhältnis von i = 6,648.
Der Servoumrichter soll so eingestellt werden, daß einer Sollwertvorgabe von 0V bis 10V
ein Drehzahlbereich von 0-3500 U/min entspricht. Der Servoumrichter hat bezogen auf die
Kreisfrequenz ω also eine Verstärkung von:
3500 2
KSU
= ⋅ = 36 65
10V
60s
Vs
1
π
,
Für die Gesamtverstärkung KV folgt damit:
K
V
KSU
= =5513 i Vs
1
, (48)
Die Verzögerungszeit TV wird von der Trägheit des Systems und den
Antriebseigenschaften des Motors bestimmt. Dabei spielt das Verhältnis von dem
Eigenträgheitsmoment des Motors und dem Trägheitsmoment des mechanischen Systems
eine große Rolle.
Setzt man in Gleichung (30) Zahlenwerte ein, so folgt für das Trägheitsmoment des
Pleuelgestänges:
( )
J( Φ) = 0, 020 kgm + 0, 1584 kgm sin( Φ) −0, 1⋅sin( 2 Φ)
2 2 2
Für das Trägheitsmoment hinter dem Getriebe, das direkt am Motor anliegt, gilt:
J
J(
Φ)
( Φ)
= + J 2
i
ges G