Ръководство за избор на захранвания за електрически линейни задвижвания

За да се използва напълно потенциалът на електрическите линейни задвижващи механизми, е важно да се разбере и да се свържат с правилния източник на захранване. Чрез избора на подходящи захранвания за електрически линейни задвижващи механизми, приложенията могат да се възползват от предимства като по-голяма надеждност, лекота на използване и оптимизация на производителността.

Това ръководство за захранвания е посветено на разбирането на различните видове захранвания за електрически линейни задвижвания, как работят, какви предимства предлагат и как да изберете най-доброто за вашите специфични нужди.

Задвижващи механизми са основни компоненти в различни механични системи, играещи решаваща роля в преобразуването на енергията в движение. По същество, задвижващият механизъм приема енергиен източник и го преобразува във физическо движение. Тази способност е неразделна част от безброй приложения, от промишлени машини до потребителска електроника и дори в напредналата роботика. Основната концепция зад задвижващите механизми включва преобразуването на енергия, обикновено електрически, хидравлични или пневматични в механично движение. Това се постига чрез различни компоненти и механизми в зависимост от вида на задвижващия механизъм. Например, електрическите задвижващи механизми могат да използват четки за постоянен ток, докато хидравличните задвижващи механизми използват бутала, пълни с течност, за да генерират движение.

В електрически линейни задвижвания, електрически ток от източник, като например захранване или контролер, се използва за генериране на въртеливо движение в електрически мотор който е механично свързан с скоростна кутия и използва водещ винт да завърти цикъла на вала на задвижващия механизъм, прикрепен към ACME пробийте гайка за линейно движение. Електрическите линейни задвижвания са незаменими в днешния пейзаж на автоматизацията - от промишлено оборудване и домашна автоматизация към роботиката, автомобилна системи и медицински устройства. Електрическите задвижващи механизми могат да бъдат контролирани по различни начини:

• Ръчни кабелни превключватели (DPDT рокерски превключватели, джойстици и др.)
  
• Безжично дистанционно контролни кутии
  
• Системи за управление с вградени релета, програмирани функции, таймери или логика
  
• Интелигентни системи използвайки Wi-Fi/Bluetooth или PLC-и
  

Значение на сдвояването на задвижващите механизми с правилния източник на захранване

Производителността на електрическия задвижващ механизъм е толкова добра, колкото източник на захранване към който е свързан. Тези системи изискват постоянна и подходящо номинална електрическа мощност, което прави захранването ключов интеграционен компонент в системи с електрически линейни задвижвания. Независимо дали сте инженер-конструктор, интегратор или напреднал „Направи си сам“ строител, изборът на подходящо захранване е от решаващо значение за:

• Максимална производителност
• Предотвратяване на повреда на компонентите
• Осигурете ефективно, безопасно и плавно движение
• Осигурете дългосрочна надеждност на системата

Преди да изберете захранване, основното разбиране на основните ключови компоненти в захранването и как те работят заедно може да ви помогне да изясните как работи и как по-късно да се използва със задвижващи механизми. Захранването е проектирано да преобразува високоволтов променлив ток (AC) в диапазона от 110 VAC до 230 VAC от контакта в нисковолтов постоянен ток (DC), подходящ за задвижващи механизми (обикновено 12 VDC или 24 VDC). По-долу са изброени често срещаните компоненти в захранването:

1. Селектор на входно напрежениеПлъзгащ се превключвател, който позволява на потребителите да конфигурират захранването да приема входно напрежение 110 VAC или 220 VAC, в зависимост от региона или системните изисквания. Някои модели захранвания имат този превключвател вътре в корпуса и до него може да се стигне чрез поставяне на отвертка през отворите на корпуса, докато други може да имат превключвателя извън корпуса.
   
2. Входно променливо напрежениеВинтови клеми, използвани за свързване на високоволтово променливотоково захранване от стенен контакт или главна мрежа. Проверете етикетите за правилната полярност по време на монтажа.
   
3. DC изходно напрежениеВинтови клеми, които осигуряват регулирано постояннотоково изходно напрежение към устройства надолу по веригата, като например задвижващи механизми или контролни кутии. Проверете етикетите за правилната полярност по време на монтажа.
   
4. Потенциометър за регулиране на постояннотоковото напрежениеПроменлив резистор, който позволява ръчна фина настройка на изходното постоянно напрежение, обикновено в рамките на ±10% от номиналната стойност, за да отговаря на нуждите на чувствителни компоненти.
   
5. Светлинен индикатор: Показва работното състояние на захранването – обикновено свети, когато е включено и изходното напрежение е стабилно.
   
6. ПредпазителЗащитава захранващата верига, като прекъсва връзката в случай на късо съединение или значителен пик в електрическия ток.
   
7. Входен дросел на общ режимИндуктор: Индуктор, който действа като входен филтър за намаляване на високочестотния шум и електромагнитните смущения (EMI), които могат да влизат или излизат през променливотоковите електропроводи.
   
8. ТокоизправителПреобразува входящото променливотоково входно напрежение от входния дросел на общия режим в пулсиращо постоянно напрежение, използвайки мостова конфигурация от диоди, където всеки диод позволява еднопосочно протичане на ток.
   
9. Кондензатор (входна страна)Помага за изглаждане на пулсиращата форма на постоянния ток, идваща от токоизправителя, чрез зареждане по време на пикове на напрежението и разреждане по време на спадове, като по този начин намалява пулсациите на напрежението преди етапа на регулиране.
   
10. MOSFET и радиаторМетал-оксид-полупроводниковият полеви транзистор (MOSFET) действа като високоскоростен превключващ елемент, който контролира подаването на енергия към низходящия индуктор, докато радиаторът, който е във физически контакт, разсейва топлината, генерирана по време на работа.
    
11. ИндукторВременно съхранява енергия в магнитно поле по време на превключването, което спомага за изглаждане на тока и намаляване на пулсациите на напрежението. Работи в тандем с MOSFET, за да регулира потока на мощност и да стабилизира изхода.
    
12. Диод и радиаторДиодът позволява на тока да тече само в една посока, предотвратявайки обратния поток на енергия от изхода на индуктора, докато радиаторът разсейва топлината, генерирана по време на подаването на захранване, за да поддържа безопасни работни температури.
    
13. Индуктор с прахово желязоСпециализиран индуктор, изработен от сърцевини от железен прах, проектиран да обработва високочестотно превключване с минимални загуби в сърцевината. Той действа като средство за допълнително филтриране на постоянния изход, като същевременно поддържа термична стабилност и намалява електромагнитните смущения (EMI).
    
14. Кондензатори за филтриране на постоянен токРазположени близо до изходния каскад, тези кондензатори допълнително изглаждат постояннотоковото напрежение, за да осигурят стабилно и чисто захранване за свързаните устройства.
    
15. Резистори за обезвъздушаванеРазположени в захранването, тези резистори за разреждане често се използват за разреждане на съхраненото напрежение на кондензаторите след изключване с цел безопасност и избягване на искрене.
    

Заедно тези компоненти образуват цялостно захранващо устройство, всяко от които изпълнява специфична функция, допринасяща за цялостната ефективност и ефикасност на изходната електрическа мощност. Тази система не само позволява понижаване на напрежението от променлив ток към постоянен ток, но и повишава безопасността на операторите чрез вградените механизми за безопасност и резервирания, интегрирани в дизайна.

Самостоятелен Захранвания с постоянен ток осигуряват фиксирани 12 VDC или 24 VDC изходи и често се използват в основни системи, управлявани от човек, за захранване на изпълнителни механизми, които се управляват директно чрез релета, рокерски превключватели или джойстици.Те се използват и като външни захранвания за много контролни кутии, които изискват външно AC-DC захранване, тъй като контролната кутия може да приема само 12 VDC или 24 VDC. Когато избирате захранване за вашата система от електрически линейни задвижвания и контролери, има няколко параметъра и характеристики, които трябва да се вземат предвид, като например:

• Входно и изходно напрежение
• Оценки на потреблението на ток
• Защита от проникване
• Съображения за размер и тегло
• Функции за безопасност
• Изисквания за контрол на обратната връзка

Входно и изходно напрежение

Входното напрежение на избраното от вас захранване трябва да е в рамките на подобна стойност на променливотоковото напрежение на вашия контакт, докато изходното напрежение трябва да съответства на изискванията на вашите компоненти за натоварване, за да се осигури правилна работа. Натоварванията във вашата система включват вашите изпълнителни механизми, релета, контролери и всяко друго устройство, което черпи енергия от източника на захранване. Проверете изискванията за напрежение на контролните кутии и/или изпълнителните механизми в спецификациите на информационния лист, за да се уверите, че захранването извежда напрежение, което съответства или е в допустимия диапазон на тяхната оперативна съвместимост. В някои случаи на употреба, които не изискват висока прецизност и имат вграден толеранс, който може да приема леки промени в силата и скоростта, толеранс на напрежение от ±10% може да бъде приемлив.

Пример: 12 VDC × ±10% = ±1,2 VDC

12 VDC приложения с непрецизно захранване могат да приемат захранване от 10.8 VDC до 13.2 VDC

Текущи рейтинги на потреблението

Захранването, което използвате, трябва да може да отдава поне максималния ток на задвижващия механизъм. Дори ако задвижващият механизъм има нисък непрекъснат ток, все още има пусков ток при стартиране на двигателя, който може да се увеличи рязко и да достигне изисквания, подобни на номиналните токови стойности на захранващия ток при пълно натоварване. Други устройства, като контролери и релета, може да имат ниски изисквания за ток в сравнение с задвижващите механизми, но все пак имат ток, който трябва да се добави и вземе предвид при избора на захранване. Консумираният ток (ампери) и напрежението (VDC) се използват за... изчислете изискванията за електрическа мощност (Ватове), полезно за сравняване на електрическата ефективност на различни модели електрическо оборудване с подобни изходни характеристики.

Ватове = Напрежение × Ток

Добавете марж за безопасност (обикновено 30% е идеално)

Защита от проникване

Стандартни захранвания, често с ниско степен на защита от проникване (или без рейтинг), могат да бъдат с рейтинг IP20 или IP30 и са по-подходящи за сухи вътрешни приложения. За външни приложения, добавянето на защитни водоустойчиви кутии и капаци може да помогне за предотвратяване на повреди от вода или отломки, които да компрометират работата на захранването. В идеалния случай захранването трябва да има рейтинг поне IP65 или по-висок за външна употреба. PS-20-12-67 (100-120 VAC вход, 12 VDC изход) и PS-10-24-67 (100-120 VAC вход, 24 VDC изход) са със степен на защита IP67 и могат да издържат на периоди на потапяне във вода.

Съображения за размер и тегло

Когато пространството е ограничено, изборът на захранване с компактен форм-фактор става от съществено значение, особено за интегриране в тесни корпуси, мобилни платформи или вградени системи. Миниатюрните или монтираните на DIN-шина захранвания са идеални за контролни панели, където всеки сантиметър е от значение.

Теглото е друг фактор, който трябва да се оцени, особено за модулни конфигурации или преносими системи, като например мобилно състояние бюра или оборудване с ограничена мобилност. Преносим FLT батериен пакетнапример, е проектиран специално да бъде лек и компактен за мобилни устройства бюра за изправянеПо-леките захранвания намаляват натоварването върху монтажните конструкции и улесняват транспортирането и монтажа. Не забравяйте да прегледате спецификациите за размери и тегло, когато избирате захранване за ограничени или динамични среди.

Функции за безопасност

Захранващите устройства трябва да включват основни вградени механизми за безопасност, които да защитават както самото захранване, така и устройствата, които то захранва. От гледна точка на линейните задвижващи механизми, обърнете внимание на следните характеристики:

• Защита от свръхток: Предпазва от повреди, причинени от прекомерно потребление на ток или късо съединение.
  
• Защита от пренапрежение: Изключва или ограничава изхода, ако напрежението надвиши безопасните прагове.
  
• Защита от прегряване: Активира охлаждането или изключва устройството в случай на термично претоварване. За приложения с висок ток се препоръчва и активно охлаждане (напр. вградени вентилатори или радиатори), за да се поддържа термична стабилност.
  
• Ограничаване на пусковия ток: Предотвратява пикове на напрежение по време на включване, които биха могли да изключат прекъсвачи или да повредят компоненти.
  
• Филтриране на EMI и защита от пренапрежение: Предпазва от електрически шум и преходни напрежения от променливотоковата мрежа.
  

Изисквания за контрол на обратната връзка

Certain control boxes may also have built-in power supplies that can convert AC input voltage into DC output voltage that then cycle the actuators. In this case, an additional external power supply may not be required. For actuator systems that operate with hall sensors or other positional feedback devices, control boxes/systems with more advanced programming logic are required to allow for capabilities such as:

• Synchronous motion of multiple actuators
• Memory preset positions
• Positional display functions
• Higher accuracy and precision movements

Our control boxes comparison chart highlights the compatible power supplies we carry for each of our control boxes under the AC Power Option section. To see which of our control boxes and actuators are compatible with each other, check out our control box compatibility chart and control box comparison chart for more information.

Правилният монтаж и текущата поддръжка са ключови за осигуряване на безопасна, ефективна и дълготрайна работа на вашето захранване и електрическа линейна задвижваща система. По-долу са дадени основни съвети и техники, които трябва да следвате през целия жизнен цикъл на вашата система.

Съвети за редовна поддръжка

Текущата поддръжка е от решаващо значение за предотвратяване на проблеми и максимално удължаване на живота на системата. Планирайте рутинни проверки, които включват следното:

• Сигурни точки за монтаж: Редовно проверявайте физическото закрепване на захранващия блок, за да се уверите, че е здраво закрепен към рамката или корпуса. Затегнете отново всички разхлабени крепежни елементи, за да предотвратите механични вибрации или повреди от удар.
  
• Проверете вентилацията: Уверете се, че захранващият блок има достатъчен въздушен поток, за да предотвратите прегряване, като почистите вентилационните отвори и ги поддържате чисти от прах и препятствия.
  
• Оценка на компонентите на натоварването: Наблюдавайте поведението на задвижващия механизъм и контролера за признаци на проблеми, като например хаотично движение, прекомерна топлина или непостоянна работа. Те могат да показват повреден компонент или прекомерно натоварване на захранването.
  
• Почистване на клеми/контактни точки: Отстранете отломки, прах и окисление от конекторите, за да поддържате добра електрическа проводимост.
  
• Проверка на окабеляването и конекторите: Търсете признаци на износване, корозия, протриване или разхлабени клеми. Сменете повредените конектори или повредено окабеляване незабавно, за да предотвратите електрически повреди и да осигурите надеждна работа.
  
• Електрически изход на монитора: Периодично измервайте напрежението и тока, докато системата е под товар, за да се уверите, че остават в рамките на определените граници.
  

Правилни техники за окабеляване

Спазването на правилните техники за окабеляване е от решаващо значение за надеждността и защитата на системата. Следвайте тези най-добри практики, за да избегнете спадове на напрежението, смущения или повреди:

• Изберете правилния калибър на окабеляването (AWG): Изберете кабели с размери, които могат безопасно да пренасят тока, необходим за вашите задвижващи механизми, особено на по-големи разстояния. Неподходящите кабели могат да прегреят или да причинят спад на напрежението, което да повлияе на работата на задвижващия механизъм.
  
• Използвайте висококачествени връзки: Закрепете всички кабели с запоени съединения или термосвиваеми конектори, за да предотвратите прекъсвания или късо съединение с течение на времето.
  
• Спазвайте полярността: Обърнатата полярност може да повреди задвижващите механизми и захранванията. Винаги проверявайте отново схемите за окабеляване и етикетите.
  
• Добавете защита от свръхток: Инсталиране в реда предпазители или прекъсвачи за защита от електрически повреди и къси съединения.
  
• Намаляване на електромагнитните смущения (EMI): Използвайте екранирани кабели и поддържайте проводниците възможно най-къси, за да намалите шума в приложения, които имат чувствителни изисквания към шум.
  
• Съображения за резервно захранване: За критични приложения, интегрирайте резервен източник на захранване, като например батерийна система или генератор, за да поддържате функционалността в случай на прекъсване на електрическото захранване.
  

Захранващите устройства са гръбнакът на всяка система с електрически задвижващи механизми. През годините технологичният напредък доведе до развитието на захранващите устройства, които стават по-компактни, ефективни и надеждни. Разбирането на тяхната функция и изборът на правилния тип осигурява оптимална производителност на задвижващите механизми, по-дълъг експлоатационен живот и безпроблемна интеграция в широк спектър от приложения за автоматизация.

Надяваме се, че сте намерили това ръководство за захранвания също толкова информативно и интересно, колкото и ние, особено ако търсите насоки за избор на подходящи захранвания за вашите електрически линейни задвижвания и контролни кутии. Ако имате някакви въпроси относно нашите продукти или имате проблеми с избора на правилните захранвания и електрически линейни задвижвания, които да отговарят на вашите нужди, не се колебайте да се свържете с нас! Ние сме експерти в това, което правим, и ще се радваме да ви помогнем с всички ваши въпроси!

sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123