Ισχύς. Ισχύς σε Watt. Κατανάλωση ενέργειας. Όλοι αυτοί οι όροι μπορούν να χρησιμοποιηθούν όταν συζητάμε για την κατανάλωση ισχύος των ηλεκτρικών γραμμικών ενεργοποιητών. Αλλά τι ακριβώς σημαίνουν και πώς υπολογίζετε την κατανάλωση ισχύος ενός κινητήρα DC 12V ή οποιουδήποτε κινητήρα/γραμμικού ενεργοποιητή; Αυτό ακριβώς σκοπεύουμε να σας δείξουμε σε αυτό το άρθρο.
Απορροφώμενο ρεύμα Γραμμικών Ενεργοποιητών
Οι ηλεκτρικοί γραμμικοί ενεργοποιητές που κατασκευάζονται από την Progressive Automations χρησιμοποιούν κινητήρες DC. Ανάλογα με τη δύναμη που μπορεί να ασκήσει ο γραμμικός ενεργοποιητής, το μέγεθος του κινητήρα DC θα διαφέρει. Όσο μεγαλύτερη η δύναμη, τόσο μεγαλύτερος ο κινητήρας DC.
Κινητήρες DC με χαμηλό απορροφώμενο ρεύμα θα χρησιμοποιούνται συνήθως σε ενεργοποιητές με χαμηλότερη ονομαστική δύναμη – το ίδιο ισχύει για κινητήρα DC με υψηλότερο απορροφώμενο ρεύμα για ενεργοποιητές με υψηλότερες ονομαστικές δυνάμεις. Οι ονομαστικές τιμές απορροφώμενου ρεύματος παρέχονται ως κατώφλι για το μέγιστο ρεύμα που θα τραβήξει ο κινητήρας DC όταν εφαρμόζεται δύναμη ίση με την ονομαστική δύναμη ενός ενεργοποιητή.
Για παράδειγμα, ένα διαθέσιμο μοντέλο PA-04-400LB έχει Φορτίο 400lbf και ονομαστικό απορροφώμενο ρεύμα 12A. Σε αυτήν την περίπτωση, όταν εφαρμόζεται 400lbf στον ενεργοποιητή, το απορροφώμενο ρεύμα θα είναι 12A με είσοδο 12VDC. Παρόλο που τα 12A στα 400lbs είναι η ονομαστική τιμή, ο τρόπος χρήσης του ενεργοποιητή στη δική σας εφαρμογή μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την εφαρμογή μικρότερης δύναμης. Ωστόσο, το απορροφώμενο ρεύμα του υπόλοιπου συστήματός σας (π.χ. κουτί ελέγχου, ενεργοί αισθητήρες κ.λπ.) θα μπορούσε να οδηγήσει σε υψηλότερο συνολικό ρεύμα συστήματος, που σημαίνει ότι η κατανάλωση ισχύος του κινητήρα DC θα είναι μεγαλύτερη.
Παρεμβολή δεδομένων
Ας εξετάσουμε ένα σενάριο όπου εφαρμόζεται δύναμη 150lbf στο μοντέλο PA-04-400LB για να δούμε την ένδειξη απορροφώμενου ρεύματος από ένα γράφημα. Παρακάτω υπάρχει ένα γράφημα Φορτίου έναντι Ρεύματος. Θα χρειαστεί να δημιουργήσουμε μια εξίσωση για να παρεμβάλουμε το απορροφώμενο ρεύμα σε μια συγκεκριμένη ονομαστική δύναμη.
Το ρεύμα χωρίς φορτίο είναι 4A και το ρεύμα πλήρους φορτίου είναι 12A. Αυτό που βλέπουμε είναι μια άμεση γραμμική σχέση μεταξύ αύξησης του Φορτίου και αύξησης του απορροφώμενου ρεύματος. Επειδή πρόκειται για γραμμική σχέση, μπορούμε να εφαρμόσουμε την εξίσωση ευθείας γραμμής:
y = mx + b
Όπου,
y = Ρεύμα (A) στα 12VDC
x = Φορτίο (lbs)
m = Κλίση της 400lbs PA-04 γραμμής ρεύματος έναντι φορτίου
b = Απορροφώμενο ρεύμα χωρίς φορτίο του PA-04
Αφού έχουμε όλες τις τιμές για y, b, πρέπει να προσδιορίσουμε το m. Για να βρούμε το m, πρέπει να επιλέξουμε δύο αυθαίρετα σημεία στην κλίση. Θα χρησιμοποιήσουμε τις τιμές χωρίς φορτίο και πλήρους φορτίου για τα y και x. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω εξίσωση για να προσδιορίσετε το m.
Τώρα, μπορούμε να υπολογίσουμε το απορροφώμενο ρεύμα στα 150lbs δύναμης, αντικαθιστώντας το στην εξίσωση ευθείας γραμμής.
Όταν χρησιμοποιήσετε την παραπάνω εξίσωση με Φορτίο 150lbs, το απορροφώμενο ρεύμα υπολογίζεται σε 7A.
Υπολογισμός κατανάλωσης ισχύος
Η κατανάλωση ισχύος του γραμμικού ενεργοποιητή σας, βάσει ιδανικών και πραγματικών τιμών, μπορεί να διαφέρει λόγω εξωτερικών παραγόντων όπως:
- Θερμοκρασία περιβάλλοντος.
- Συνθήκες λειτουργίας.
- Διαφορές στην κατασκευή του Κινητήρα.
- Χρήση εξοπλισμού ελέγχου τρίτων.
- Πραγματικά εφαρμοζόμενη δύναμη.
Ιδανική κατανάλωση ισχύος
Η βασική εξίσωση για τον υπολογισμό της κατανάλωσης ισχύος είναι η εξής:
Ισχύς = Τάση * Ρεύμα
Αν θέλουμε να υπολογίσουμε την κατανάλωση ισχύος του PA-04-400LBS όταν εφαρμόζεται Φορτίο 150lbs, μπορούμε να εισαγάγουμε στην εξίσωση το υπολογισμένο απορροφώμενο ρεύμα των 7A.
Χρησιμοποιώντας τον παραπάνω τύπο κατανάλωσης ισχύος, η υπολογισμένη κατανάλωση στα 150LB για το PA-04-400LB είναι 84W. Αυτό σημαίνει ότι μπορείτε να συγκρίνετε διάφορα μοντέλα ή πολλούς γραμμικούς ενεργοποιητές μέσα σε ένα σύστημα, για να καθορίσετε την κατανάλωση ισχύος και αν ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της εφαρμογής σας. Αν όχι, μπορείτε πάντα να μειώσετε το Φορτίο, να επιλέξετε έναν ενεργειακά αποδοτικό γραμμικό ενεργοποιητή ή να μειώσετε το συνολικό απορροφώμενο ρεύμα του συστήματός σας. Ωστόσο, η τιμή ισχύος που υπολογίστηκε παραπάνω είναι θεωρητική. Ας υπολογίσουμε, λοιπόν, μια πραγματική μέτρηση.
Πραγματική κατανάλωση ισχύος
Για να λάβετε μια πραγματική μέτρηση της κατανάλωσης ισχύος του γραμμικού ενεργοποιητή υπό συνεχή κίνηση με σταθερό εφαρμοζόμενο Φορτίο, θα χρειαστείτε ένα βολτόμετρο και ένα αμπερόμετρο για να μετρήσετε την πραγματική τάση εισόδου και το απορροφώμενο ρεύμα.
Για παράδειγμα, η τάση εισόδου μπορεί να είναι 12.2VDC και το απορροφώμενο ρεύμα 7.4A. Σε αυτήν την περίπτωση, η κατανάλωση ισχύος θα είναι 90.3W (χρησιμοποιώντας τον τύπο κατανάλωσης ισχύος που περιγράφηκε παραπάνω). Συγκρίνοντας το πραγματικό με το ιδανικό απορροφώμενο ρεύμα, μπορούμε να προσδιορίσουμε την ποσοστιαία μεταβολή μεταξύ των δύο τιμών.
Πραγματική κατανάλωση ισχύος = 90.3W
Ιδανική κατανάλωση ισχύος = 84W
Για διαφορά 6.3W, υπάρχει αύξηση ισχύος 7.6% με βάση την ιδανική τιμή σε σύγκριση με την πραγματική.
Προσαρμόστε ανάλογα το σύστημά σας
Με αυτούς τους υπολογισμούς κατανάλωσης ισχύος, μπορείτε στη συνέχεια με ασφάλεια και ακρίβεια να μετρήσετε την απαίτηση ισχύος στο σύστημά σας, ώστε να επιτρέπεται επαρκής διανομή ισχύος και να εφαρμόζονται τα κατάλληλα μέτρα ασφαλείας. Ίσως διαπιστώσετε ότι χρειάζεται να προσαρμόσετε είτε το Φορτίο σας, είτε τον γραμμικό ενεργοποιητή, είτε την τροφοδοσία του γραμμικού ενεργοποιητή, για να διασφαλίσετε ότι όλα λειτουργούν χωρίς να υπερβαίνονται τα όρια.
Επικοινωνήστε μαζί μας στο 1-800-676-6123 ή στείλτε email στην ομάδα μας στο sales@progressiveautomations.com αν έχετε επιπλέον ερωτήσεις.