כשמדובר בבחירת מתח המפעיל הנכון, חשוב לקחת בחשבון את מספר המשתנים שיאפשרו לו לפעול במלוא הפוטנציאל שלו. שיקולים עיקריים אלה כוללים את זרם המפעיל הזמין, המתח, ההספק (כלומר בחירת ספק כוח מתאים), ירידות מתח, כמו גם את המהירות והכוח הנדרשים מהמפעיל הליניארי.
יתר על כן, לא רק כמות המתח המסופק חשובה, אלא גם האיכות. הכרת ההבדל בין ספק כוח לא מווסת, ספק כוח ליניארי וספק כוח ממותג יכולה לחסוך לכם בכך. במקום להתבלבל עם מגוון המידע הטכני המקוון, המדריך החיוני שלנו ידריך אתכם בכל השיקולים החשמליים כדי להבטיח שתהיו מצוידים בידע הדרוש לקבלת החלטת הקנייה הטובה ביותר.
זמינות חשמל
ניתן לספק מתח מפעיל בשתי דרכים - באמצעות סוללה גדולה או, באופן נפוץ יותר, באמצעות ספק כוח. ספקי כוח ליניאריים קולטים זרם חילופין (AC) ומפלטים זרם ישר (DC) באמצעות סדרה של שלבים, כדלקמן:
- זרם חילופין עובר דרך שנאי מוריד מתח כדי להוריד את המתח.
- מיישר גשר מלא חותך את הקוטביות השלילית של אות AC.
- מעגל, המורכב מקבלים המחוברים במקביל, מחליק את האות ליצירת יציאת מתח דמוית DC.
- וסת מייצר מתח יציאה קבוע ספציפי.
לספקי כוח לא מווסתים אין מעגל ויסות ולכן הם מייצרים מתח יציאה אדוות, דבר שאינו רצוי אם נדרש מתח מדויק. אף על פי כן, אם נדרש פתרון במחיר סביר למקור מפעיל חשמלי במתח נמוך, אז ספק כוח לא מווסת הוא הפתרון הנכון.
ספקי כוח ליניאריים נוטים לא להיות יעילים במיוחד מכיוון שהם מפזרים כמות גדולה של חום כאשר הרגולטור מנסה להוריד את המתח ולשמור עליו קבוע. לכן, כשבוחרים מתח עבור המפעיל, עדיף להיצמד לספק כוח ממותג.
ספקי כוח ממותגים
ספקי כוח ממותגים משתמשים בטכניקות מיתוג מוליכים למחצה, בניגוד לוויסות ליניארי, כדי לייצר מתח יציאה ספציפי. הם יעילים הרבה יותר (כלומר, פחות פיזור חום) ולעתים קרובות קלים יותר עקב השימוש בשנאי קטן יותר.
מספר מפעילים
חשוב גם לשקול כמה מפעילים ליניאריים אתם מתכוונים להשתמש בו בעת בחירת ספק כוחאם מפעילים ליניאריים מחוברים בטור, מתח המפעיל של ספק הכוח משותף ביניהם. לדוגמה, אם יש לכם שני מפעילים ליניאריים של 12 וולט DC המחוברים בטור ומחוברים לספק כוח של 12 וולט DC, כל מפעיל ליניארי יקבל רק 6 וולט DC, מה שאומר שהמפעילים פועלים במחצית מהקיבולת שלהם - לא אידיאלי.
להיפך, חיבור שני המפעילים הליניאריים במקביל פשוט יכפיל את צריכת הזרם אך ישמור על מתח זהה, וזה בסדר כל עוד הזרם המדורג של ספק הכוח שלך אינו חורג מהזרם המדורג. אם יש צורך להפעיל יותר ממפעיל ליניארי אחד, במיוחד אם הם שונים במאפיינים חשמליים, אז מומלץ להשתמש בספקי כוח נפרדים עבור כל אחד מהם.
ירידות מתח
במקרים מסוימים, ספק כוח ומפעיל ליניארי עשויים להיות ממוקמים במרחק רב זה מזה, מה שידרוש כבל ארוך. דבר זה עלול לגרום לירידת מתח על פני הכבל עקב ההתנגדות הפנימית של החוט. המשוואה הבסיסית לחישוב ירידת המתח על פני כבל היא כדלקמן:
אֵיפֹה:
– ירידת מתח [V].
– אורך כבל [מ'].
– זרם [A].
– התנגדות נחושת [Ω∙mm2/מ'].
– שטח חתך של הכבל [מ"מ]2].
לדוגמה, נעשה שימוש במתח מפעיל ליניארי של 12 וולט DC ב-8 אמפר (עומס מלא). נעשה שימוש בספק כוח, בעל דירוג של 12 וולט DC ו-10 אמפר, אך עם כבל נחושת באורך 50 מטר (4 מ"מ).2 שטח חתך) המחובר למפעיל הליניארי. באמצעות המשוואה לעיל, ירידת המתח היא 1.7V באמצעות התנגדות של 0.017*. לכן, המפעיל הליניארי יפעל רק במתח מסופק של 10.3V.
*ההתנגדות של נחושת ב-20מעלות צלזיוס, לפיהן, ירידת המתח תגדל בכ-0.4% לכל עלייה ב-°C.
ירידת מתח זו יכולה להיות גבוהה בהרבה אם לוקחים בחשבון טבלאות תיקון, ירידות מתח פנימיות בבקר/מנהל התקן, והפסדים חשמליים אחרים עקב מחברי כבלים. לכן, בעת בחירת המתח הנכון עבור המפעיל הליניארי שלכם, עליכם לקחת בחשבון את ירידות המתח.
דרך אחת למזער את ירידת המתח היא להגדיל את שטח החתך של הכבל, ובכך להפחית את ההתנגדות הפנימית. לחלופין, ניתן לקבור כבלים מתחת לאדמה כדי להימנע מאור שמש ישיר ולמנוע ירידות מתח תנודות עקב טמפרטורות משתנות של הכבל לאורך היום.
יתר על כן, כדי להמחיש את החשיבות של שימוש בכבל נחושת לעומת כבל פלדה או אלומיניום, הגרף שלהלן מראה כי כבל נחושת בעל ירידת המתח הנמוכה ביותר לכל אורכו.
מהירות וכוח
מפעילים ליניאריים איטיים יותר משמעותם בדרך כלל פלט כוח גבוה יותר ולהיפך. עם זאת, מתח גבוה יותר הוא אחד המדדים לכך שמנוע המפעיל הליניארי חזק יותר, ויכול לבוא ממנו יותר כוח. לעומת זאת, מנוע מפעיל חשמלי במתח נמוך יכול להיות משולב גם עם גלגלי שיניים כדי להאיץ את המפעיל הליניארי או להגדיל את כוח הפלט שלו.
כך או כך, חשוב לבחור את מתח המפעיל הנכון כדי שיוכל לפעול בביצועיו המיטביים. לאחר מכן, במהלך הפעולה, ניתן להפחית את המהירות והכוח באמצעות בקר להפחתת המתח, במידת הצורך.
אפשרויות אוטומציות מתקדמות
קיימות שתי אפשרויות עיקריות - לבחור ספק כוח עם המתח המתאים למפעיל הליניארי שלכם או לבחור במפעיל ליניארי מותאם אישית (מפעיל משנה מתח) המתאים לספק הכוח שלכם. לגבי האחרון, Progressive Automations מציעה בעיקר מפעילים ליניאריים של 12 וולט DC, אך ישנם דגמים שמגיעים עד 24 וולט DC, 36 וולט DC ו-48 וולט DC. יתר על כן, ניתן להתאים אישית את ה-PA-12 ל-7.5 וולט DC אם משתמשים בספק כוח חשמלי למפעיל במתח נמוך.
חברת Progressive Automations מציעה גם ספקי כוח המתאימים למפעילים הליניאריים שלה, מה שהופך את תהליך הבחירה לפשוט יותר. כפי שנדון קודם לכן, יש לוודא שלספק הכוח יש מתח גבוה מספיק כדי להפעיל את המפעיל הליניארי. אם המפעיל מדורג ב-12 וולט DC, יש להשתמש בספק כוח של 12 וולט DC, בתנאי שהם קרובים זה לזה, אחרת יש לבחור בספק כוח בעל מתח גבוה יותר כדי להתחשב בהפסדים. כמו כן, יש לוודא שהזרם של ספק הכוח גבוה מצריכת הזרם של המפעיל הליניארי בעומס מלא, אחרת, אתם מסתכנים בהתחממות יתר של ספק הכוח.
מַסְקָנָה
ברור שבחירת המתח הנכון עבור המפעיל שלכם תבטיח שהוא יפעל ביעילות ובמהירות ובכוח המדורגים. על ידי ידיעת ירידות מתח בכבלים, סוג ספק הכוח בו נעשה שימוש והמהירות/כוח הרצויים, תוכלו להיות בטוחים שאתם מקבלים את ההחלטה הנכונה.