Linear Actuator and the text How to choose the right voltage

Elegir el voltaje adecuado para su actuador lineal

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Cuando se trata de elegir el voltaje correcto del actuador, es crucial considerar la cantidad de variables que le permitirán operar en su máximo potencial. Estas consideraciones principales incluyen la corriente, el voltaje y la potencia disponibles del actuador (es decir, elegir una fuente de alimentación adecuada), las caídas de voltaje, así como la velocidad y la fuerza que necesita del actuador lineal.

Además, lo importante no es sólo la cantidad de tensión suministrada, sino también la calidad. Conocer la diferencia entre una fuente de alimentación no regulada, una fuente de alimentación lineal y una fuente de alimentación conmutada podría ahorrarle en este sentido. En lugar de confundirse con la variedad de información técnica variada en línea, nuestra guía esencial lo guiará a través de todas las consideraciones eléctricas para garantizar que tenga el conocimiento necesario para tomar la mejor decisión de compra.

Disponibilidad de energía

El voltaje del actuador se puede suministrar de dos maneras: con una batería grande o, más comúnmente, con una fuente de alimentación. Las fuentes de alimentación lineales toman corriente alterna (CA) y emiten corriente continua (CC) a través de una serie de pasos, de la siguiente manera:

  • La CA pasa a través de un transformador reductor para reducir el voltaje.
  • Un rectificador de puente completo corta la polaridad negativa de la señal de CA.
  • Un circuito, que consta de condensadores conectados en paralelo, suaviza la señal para crear una salida de voltaje similar a la de CC.
  • Un regulador produce un voltaje de salida constante específico.

Diagrama de fuentes de alimentación lineales de corriente alterna (AC) y corriente continua de salida (DC) a través de una serie de pasos.

Las fuentes de alimentación no reguladas no tienen un circuito de regulación y, por lo tanto, producen un voltaje de salida ondulado, lo cual no es deseado si se requiere un voltaje preciso. Sin embargo, si se requiere una solución asequible para una fuente de actuador eléctrico de bajo voltaje, entonces el suministro de energía no regulado es el camino a seguir.

Las fuentes de alimentación lineales tienden a no ser muy eficientes ya que disipan una gran cantidad de calor cuando el regulador intenta reducir el voltaje y mantenerlo constante. Por lo tanto, al optar por un voltaje para el actuador, es mejor optar por una fuente de alimentación conmutada.

Fuentes de alimentación conmutadas

La fuente de alimentación conmutada utiliza técnicas de conmutación de semiconductores, a diferencia de la regulación lineal, para producir un voltaje de salida específico. Son mucho más eficientes (es decir, menos disipación de calor) y, a menudo, son más livianos debido al uso de un transformador más pequeño.

Número de actuadores

También es importante considerar cuántos actuadores lineales pretende utilizar al seleccionar una fuente de alimentación . Si los actuadores lineales se conectan en serie, la tensión de la fuente de alimentación del actuador se comparte entre ellos. Por ejemplo, si tiene dos actuadores lineales de 12 VCC conectados en serie y conectados a una fuente de alimentación de 12 VCC, cada actuador lineal solo recibiría 6 VCC, lo que significaría que los actuadores están funcionando a la mitad de su capacidad, lo que no es ideal.

Por el contrario, conectar esos dos actuadores lineales en paralelo simplemente duplicaría el consumo de corriente pero mantendría el mismo voltaje, lo cual está bien siempre y cuando no se exceda la corriente nominal de su fuente de alimentación. Si es necesario alimentar más de un actuador lineal, especialmente si varían en sus características eléctricas, es una buena práctica utilizar fuentes de alimentación independientes para cada uno.

Caídas de voltaje

En algunos casos, la fuente de alimentación y el actuador lineal podrían estar ubicados bastante separados, lo que requeriría un cable largo. Esto puede provocar una caída de voltaje en el cable debido a la resistencia interna del cable. La ecuación básica para calcular la caída de voltaje en un cable es la siguiente:

La ecuación para calcular la caída de voltaje a través de un cable.

Dónde:

– caída de tensión [V].

– longitud del cable [m].

– corriente [A].

– resistividad del cobre [Ω∙mm 2 /m].

– área de la sección transversal del cable [mm 2 ].

Por ejemplo, se utiliza un voltaje de actuador lineal de 12 VCC a 8 A (carga completa). Se utiliza una fuente de alimentación de 12 VCC 10 A, pero con un cable de cobre de 50 m (área de sección transversal de 4 mm 2 ) conectado al actuador lineal. Usando la ecuación anterior, la caída de voltaje es de 1,7 V usando una resistividad de 0,017*. Por lo tanto, el actuador lineal solo funcionará con un voltaje suministrado de 10,3 V.

*La resistividad del cobre a 20 °C, por lo que la caída de voltaje aumentaría aproximadamente un 0,4 % por cada °C de aumento.

Esta caída de voltaje puede ser mucho mayor si se tienen en cuenta las tablas de corrección, las caídas de voltaje del controlador/controlador interno y otras pérdidas eléctricas debidas a los conectores de los cables. Por lo tanto, al seleccionar el voltaje correcto para su actuador lineal, debe considerar las caídas de voltaje.

Una forma de minimizar la caída de voltaje es aumentar el área de la sección transversal del cable, reduciendo así la resistencia interna. Alternativamente, los cables se pueden enterrar bajo tierra para evitar la luz solar directa y evitar caídas de voltaje fluctuantes debido a las variaciones de temperatura de los cables a lo largo del día.

Además, para ilustrar la importancia de utilizar un cable de cobre frente a un cable de acero o aluminio, el siguiente gráfico muestra que un cable de cobre tiene la caída de voltaje más baja en toda su longitud.

El gráfico muestra que un cable de cobre tiene la caída de voltaje más baja en toda su longitud.

Velocidad y fuerza

Los actuadores lineales más lentos generalmente significan una mayor fuerza de salida y viceversa. Sin embargo, un voltaje más alto es uno de los indicadores que significa que el motor del actuador lineal es más potente y puede generar más fuerza. Por el contrario, un motor de actuador eléctrico de bajo voltaje también se puede combinar con engranajes para acelerar el actuador lineal o aumentar su fuerza de salida.

De cualquier manera, es importante seleccionar el voltaje correcto del actuador para que pueda funcionar con su máximo rendimiento. Luego, durante la operación, la velocidad y la fuerza se pueden disminuir usando un controlador para disminuir el voltaje, si es necesario.

Opciones de automatizaciones progresivas

Existen dos opciones principales: seleccionar una fuente de alimentación con el voltaje adecuado para su actuador lineal u optar por un actuador lineal con voltaje personalizado (actuador de cambio de voltaje) que sea adecuado para su fuente de alimentación. Respecto a este último, Progressive Automations ofrece principalmente actuadores lineales de 12VDC, pero hay modelos que llegan hasta 24VDC, 36VDC y 48VDC. Además, el PA-12 se puede personalizar a 7,5 VCC si se utiliza una fuente de alimentación de actuador eléctrico de bajo voltaje.

Progressive Automations también ofrece fuentes de alimentación adaptadas a sus actuadores lineales, simplificando el proceso de selección. Como se analizó anteriormente, asegúrese de que la fuente de alimentación tenga un voltaje lo suficientemente alto para operar el actuador lineal. Si el actuador tiene una potencia nominal de 12 VCC, utilice una fuente de alimentación de 12 VCC, siempre que estén muy juntos; de lo contrario, opte por una fuente de alimentación de mayor voltaje para tener en cuenta las pérdidas. Además, asegúrese de que la corriente de la fuente de alimentación sea mayor que el consumo de corriente del actuador lineal a plena carga; de lo contrario, corre el riesgo de que la fuente de alimentación se sobrecaliente.

Conclusión

Es evidente que seleccionar el voltaje correcto para su actuador garantizará que funcione de manera eficiente y con su velocidad y fuerza nominales. Si sabe estar atento a las caídas de voltaje en su cableado, el tipo de fuente de alimentación que se utiliza y la velocidad/fuerza deseada que necesita, puede estar seguro de que está tomando la decisión correcta.