Los actuadores lineales son, sin duda, la estrella de la industria moderna del control de movimiento. Estos dispositivos elegantes tienen aplicaciones extendidas en una variedad de sectores como aeroespacial y salud. También son igual de importantes para el consumidor doméstico, con usos en equipos de uso cotidiano, por ejemplo, cuidado del césped.
Gracias a su gran versatilidad, los actuadores lineales ofrecen multitud de opciones de personalización. Están disponibles en varios tamaños, niveles de rendimiento y grados de protección; básicamente, puedes obtener lo que necesites en cuanto a sus capacidades.
Una decisión crucial al seleccionar un actuador lineal para tu aplicación es elegir entre instalar un final de carrera o un dispositivo de protección contra sobrecorriente. A continuación, explicaremos qué son, sus ventajas y desventajas, y por qué podrías elegir uno u otro para tu aplicación.
Finales de carrera & protección contra sobrecorriente: ¿por qué las necesitas?
Ambos, los finales de carrera y los dispositivos de protección contra sobrecorriente, se encargan de detener el actuador cuando debe detenerse: al final de la carrera y, a veces, también a mitad de carrera.
Desde el punto de vista eléctrico, cumplen el mismo propósito crítico de proteger el motor frente a sobrecorrientes. Contar con un circuito de protección contra sobrecorriente en tu actuador lineal es absolutamente necesario, ya que los problemas de sobrecorriente pueden causar daños significativos a componentes eléctricos como el motor y el cableado.
La sobrecorriente es consecuencia directa de que un actuador reciba más carga de la que puede soportar. Al final de la carrera, la restricción impuesta por la longitud de carrera fija del bastidor provoca este aumento de carga. En situaciones a mitad de carrera, cualquier obstrucción física en la trayectoria del movimiento puede generar una sobrecorriente. El gráfico inferior representa visualmente la relación entre carga y corriente. Muestra que la corriente es directamente proporcional a la fuerza sobre el actuador lineal.
El objetivo es evitar que el motor consuma corriente para cualquier carga más allá del punto encerrado, ya que todas las combinaciones de carga-corriente por encima de ese punto no son seguras y deben evitarse a toda costa.
¿Qué es un final de carrera?
Los finales de carrera son dispositivos electrónicos que definen los extremos de la carrera de un actuador lineal. Al alcanzar cualquiera de los extremos, el vástago hace contacto con el final de carrera, que corta instantáneamente la alimentación del motor, deteniendo así el desplazamiento del vástago y evitando posibles daños.
Suelen ser ajustables a lo largo de la carrera. Esto significa que, si tienes un actuador lineal de 1 pie pero la longitud de carrera deseada es de 9 pulgadas, puedes conseguirlo moviendo uno de los finales de carrera 3 pulgadas hacia el otro.
En el mercado encontrarás tres tipos de configuraciones de finales de carrera. Veamos en qué consiste cada una:
Configuración 1: Sin retroalimentación
Un final de carrera sin retroalimentación actúa por sí solo. Es capaz de cortar directamente la alimentación del motor; no necesita ningún otro dispositivo para cumplir su función. Técnicamente, no forma parte de un sistema de control, sino que es un componente del circuito.
Es la opción estándar o predeterminada en la mayoría de los actuadores lineales y la más sencilla de las tres.
Configuración 2: Retroalimentación independiente
Esta opción es justo lo opuesto a la anterior. El final de carrera actúa como un dispositivo de retroalimentación dentro del bucle del sistema de control que administra el suministro de energía al motor.
Se diferencia de un final de carrera ‘sin retroalimentación’ en que no puede cortar por sí mismo la alimentación del motor; la decisión recae en el controlador.
Una ventaja de esta configuración es que el bucle de retroalimentación es independiente del cableado del motor, lo que da al usuario control sobre el voltaje de la señal. Sin embargo, también tiene una desventaja: no es tan fiable como las otras, ya que ahora un sistema de control adicional forma parte del diseño, añadiendo complejidad y margen de error.
Configuración 3: Retroalimentación en línea
La retroalimentación en línea combina la funcionalidad de las otras dos opciones. El final de carrera actúa como unidad de retroalimentación y la propia señal de retroalimentación es la responsable de apagar el motor.
¿Qué es la protección contra sobrecorriente?
La protección contra sobrecorriente en actuadores lineales es exactamente eso: un dispositivo especializado que supervisa los niveles de corriente en la línea y apaga el motor si la corriente es demasiado alta.
La mejor forma de entenderlo es imaginar un fusible, el dispositivo de protección contra sobrecorriente más simple. Permanece inactivo mientras el circuito funciona con normalidad, pero entra en acción en cuanto los valores de corriente alcanzan niveles inseguros.
¿Cuál es la mejor para mi aplicación?
La elección entre estas opciones varía según el caso y depende por completo de la naturaleza de la aplicación. Es importante saber que, aunque tener ambas simultáneamente pueda parecer beneficioso, no es lo que suelen ofrecer los fabricantes. La mayoría de los actuadores lineales permiten solo una de ellas, por lo que tendrás que decidir qué opción necesitas.
Hemos resaltado algunos de los principales a favor y en contra de ambos sistemas a continuación. Así podrás decidir con precisión cuál se adapta mejor a tu aplicación.
Pros & contras de los finales de carrera
Los finales de carrera son muy útiles en un actuador lineal. Sin embargo, como todo, comprar un actuador lineal con final de carrera tiene sus propias ventajas y desventajas.
Las ventajas residen en la variedad de opciones disponibles. Según tu aplicación específica, puedes optar por cualquiera de las tres configuraciones mencionadas. Otro aspecto positivo es que los finales de carrera pueden integrarse en sistemas de control inteligentes, lo que te permite programarlos según tus necesidades.
La desventaja de contar con un final de carrera es que solo proporcionan protección al final de la carrera. Si el actuador encuentra un problema a mitad de carrera, un final de carrera no puede hacer nada al respecto, lo que puede causar problemas. Si calculaste mal la longitud de la carrera y ajustaste los finales de carrera en consecuencia, el actuador podría incluso dañarse. De forma similar, cualquier obstrucción imprevista puede producir el mismo desastre.
Pros & contras de la protección contra sobrecorriente
La mayor ventaja de contar con un dispositivo de protección contra sobrecorriente es que ofrece protección a mitad de carrera. A diferencia de los finales de carrera, puede apagar el motor en cualquier punto de su recorrido. Por ejemplo, si utilizas un actuador lineal en el abrepuertas de tu garaje y algo se queda atascado mientras la puerta se cierra, este dispositivo evitaría daños apagando el motor. Con un final de carrera, el motor seguiría funcionando hasta que cediera la puerta, el actuador o la obstrucción.
Una desventaja importante de un sistema de protección contra sobrecorriente en un actuador lineal es que no puede combinarse con un sistema inteligente basado en retroalimentación. Esto hace que el actuador sea un poco menos preciso bajo condiciones de sobrecarga. La otra desventaja deriva de la primera: estos dispositivos están diseñados para activarse solo a carga máxima, es decir, apagan el motor cuando la corriente y la carga han llegado a su tope. En consecuencia, pueden desgastar los topes mecánicos al someterlos a la fuerza máxima en cada ciclo, lo que requiere algo de mantenimiento adicional. No obstante, nuestros actuadores lineales están calificados para soportar esfuerzos repetidos en los topes finales con protección contra sobrecorriente.
¿Qué ofrece el mercado?
Esperamos que ahora tengas una comprensión mucho más clara del tema y que este artículo te haya ayudado a decidir lo que necesitas. Progressive Actuators ofrece toda una gama de actuadores lineales de última generación que pueden complementar notablemente tus productos. Disponemos del modelo de primera línea PA-13 que incorpora tanto finales de carrera como protección contra sobrecorriente, y de actuadores como el PA-01 si ya tienes claro lo que necesitas.
Si crees que necesitas asesoría profesional antes de comprar, no dudes en contactarnos para obtener más información.
Aquí, el cableado del final de carrera del actuador lineal es diferente, ya que la señal de retroalimentación se introduce en la línea de alimentación del motor. Es una configuración bastante fiable, porque la protección contra sobrecorriente es basada en retroalimentación y el final de carrera apaga el motor de forma autónoma.
Un aspecto a considerar al optar por esta configuración es que la señal de retroalimentación debe tener el mismo voltaje que la fuente de alimentación, ya que comparten la misma línea. Debe preverse un medio para elevar la señal hasta el voltaje deseado.