Valg af den rigtige spænding til din lineære aktuator

Når det kommer til at vælge den rigtige aktuatorspænding, er det afgørende at overveje antallet af variabler, der gør det muligt for den at fungere med sit fulde potentiale. Disse vigtigste overvejelser omfatter den tilgængelige aktuatorstrøm, spænding, effekt (dvs. valg af en passende strømforsyning), spændingsfald samt den hastighed og kraft, du kræver fra den lineære aktuator.

Desuden er det ikke kun mængden af den leverede spænding, der er vigtig, men også kvaliteten. At kende forskellen mellem en ureguleret strømforsyning, en lineær strømforsyning og en switching strømforsyning kan spare dig i denne henseende. I stedet for at blive forvirret af den store mængde forskellige tekniske oplysninger online, vil vores essentielle guide gennemgå alle elektriske overvejelser for at sikre, at du er udstyret med den viden, der skal til for at træffe den bedste købsbeslutning.

Strømtilgængelighed

Aktuatorspænding kan leveres på to måder – enten med et stort batteri eller, mere almindeligt, en strømforsyning. Lineære strømforsyninger modtager vekselstrøm (AC) og sender jævnstrøm (DC) gennem en række trin, som følger:

• Vekselstrøm passerer gennem en step-down transformer for at sænke spændingen.
• En fuldbro-ensretter afbryder den negative polaritet af AC-signalet.
• Et kredsløb, der består af parallelforbundne kondensatorer, udjævner signalet for at skabe en DC-lignende spændingsudgang.
• En regulator producerer en specifik konstant udgangsspænding.

Uregulerede strømforsyninger har ikke et reguleringskredsløb og producerer derfor en ripplet udgangsspænding, hvilket er uønsket, hvis du har brug for en præcis spænding. Ikke desto mindre, hvis der er behov for en overkommelig løsning til en lavspændings elektrisk aktuatorkilde, så er en ureguleret strømforsyning vejen frem.

Lineære strømforsyninger er typisk ikke særlig effektive, da de afgiver en stor mængde varme, når regulatoren forsøger at sænke spændingen og holde den konstant. Derfor er det bedst at holde sig til en switching-strømforsyning, når man vælger en spænding til aktuatoren.

Skiftestrømforsyninger

Switching-strømforsyninger bruger halvleder-switching-teknikker i modsætning til lineær regulering til at producere en specifik udgangsspænding. De er langt mere effektive (dvs. mindre varmeafledning) og er ofte lettere på grund af brugen af en mindre transformer.

Antal aktuatorer

Det er også vigtigt at overveje, hvor mange lineære aktuatorer du har til hensigt at bruge, når du vælger en strømforsyningHvis lineære aktuatorer er serieforbundet, deles aktuatorspændingen fra strømforsyningen mellem dem. Hvis du for eksempel har to 12 VDC lineære aktuatorer serieforbundet og tilsluttet en 12 VDC strømforsyning, vil hver lineær aktuator kun modtage 6 VDC, hvilket vil betyde, at aktuatorerne kører med halv kapacitet – ikke ideelt.

Tværtimod ville parallelkobling af disse to lineære aktuatorer blot fordoble strømforbruget, men spændingen ville holdes den samme, hvilket er fint, så længe din strømforsynings nominelle strøm ikke overskrides. Hvis mere end én lineær aktuator skal strømforsynes, især hvis de varierer i elektriske egenskaber, er det god praksis at bruge separate strømforsyninger til hver.

Spændingsfald

I nogle tilfælde kan en strømforsyning og en lineær aktuator være placeret ret langt fra hinanden, hvilket kræver et langt kabel. Dette kan forårsage et spændingsfald over kablet på grund af ledningens indre modstand. Den grundlæggende ligning til at beregne spændingsfaldet over et kabel er som følger:

Hvor:

 – spændingsfald [V].

 – kabellængde [m].

 – strøm [A].

 – kobbermodstand [Ω∙mm²/m].

 – kablets tværsnitsareal [mm²].

For eksempel anvendes en lineær aktuatorspænding på 12 VDC ved 8A (fuld belastning). Der anvendes en strømforsyning med en nominel spænding på 12 VDC og 10A, men med et 50 m kobberkabel (4 mm² tværsnitsareal) forbundet til den lineære aktuator. Ved at bruge ovenstående ligning er spændingsfaldet 1,7 V ved at bruge en resistivitet på 0,017*. Derfor ville den lineære aktuator kun køre ved en tilført spænding på 10,3 V.

*Kobbers modstand ved 20°C, hvorved spændingsfaldet ville stige med cirka 0,4% pr. °C stigning.

Dette spændingsfald kan være meget højere, hvis du tager højde for korrektionstabeller, interne spændingsfald i controller/driver og andre elektriske tab på grund af kabelforbindelser. Derfor bør du overveje spændingsfaldene, når du vælger den rigtige spænding til din lineære aktuator.

En måde at minimere spændingsfaldet på er at øge kablets tværsnitsareal og derved reducere den indre modstand. Alternativt kan kabler graves ned for at undgå direkte sollys og forhindre svingende spændingsfald på grund af varierende kabeltemperaturer i løbet af dagen.

For at illustrere vigtigheden af at bruge et kobberkabel versus et stål- eller aluminiumskabel viser grafen nedenfor desuden, at en kobberkabel har det laveste spændingsfald over sin længde.

Hastighed og kraft

Langsommere lineære aktuatorer betyder generelt en højere kraftudgang og omvendt. En højere spænding er dog en af indikatorerne for, at den lineære aktuators motor er mere kraftfuld, og at der kan komme mere kraft fra den. Omvendt kan en lavspændings elektrisk aktuatormotor også parres med gear for at fremskynde den lineære aktuator eller øge dens udgangskraft.

Uanset hvad er det vigtigt at vælge den rigtige aktuatorspænding, så den kan fungere med maksimal ydeevne. Derefter kan hastigheden og kraften reduceres under drift ved hjælp af en controller til at reducere spændingen, hvis det er nødvendigt.

Muligheder for progressive automatiseringer

Der findes to hovedmuligheder – vælg en strømforsyning med den rigtige spænding til din lineære aktuator, eller vælg en spændingstilpasset (spændingsændrende aktuator) lineær aktuator, der passer til din strømforsyning. Med hensyn til sidstnævnte tilbyder Progressive Automations primært 12 VDC lineære aktuatorer, men der findes modeller, der går op til 24 VDC, 36 VDC og 48 VDC. Derudover kan PA-12 tilpasses til 7,5 VDC, hvis der anvendes en lavspændings elektrisk aktuatorstrømforsyning.

Progressive Automations tilbyder også strømforsyninger, der er egnede til deres lineære aktuatorer, hvilket gør udvælgelsesprocessen enklere. Som tidligere nævnt skal du sørge for, at strømforsyningen har en tilstrækkelig høj spænding til at drive den lineære aktuator. Hvis aktuatoren er nominel til 12 VDC, skal du bruge en 12 VDC strømforsyning, forudsat at de er tæt på hinanden. Ellers skal du vælge en strømforsyning med højere spænding for at tage højde for tab. Sørg også for, at strømforsyningens strøm er højere end strømforbruget for den lineære aktuator ved fuld belastning, da du ellers risikerer, at strømforsyningen overopheder.

Konklusion

Det er tydeligt, at valg af den rigtige spænding til din aktuator sikrer, at den fungerer effektivt og med den nominelle hastighed og kraft. Ved at være opmærksom på spændingsfald over dine kabler, den anvendte strømforsyningstype og den ønskede hastighed/kraft, du har brug for, kan du være sikker på, at du træffer den rigtige beslutning.