Potenza. Wattaggio. Consumo energetico. Tutti questi termini possono essere usati quando si parla dell'assorbimento di potenza di un attuatore lineare elettrico. Ma cosa significano esattamente e come si calcola l'assorbimento di potenza di un motore CC a 12V o di qualsiasi motore/attuatore lineare? È proprio ciò che intendiamo mostrarvi in questo articolo.
Assorbimento di corrente degli attuatori lineari
Attuatori lineari elettrici prodotti da Progressive Automations utilizzano motori in corrente continua. A seconda della forza che l'attuatore lineare può applicare, la dimensione del motore CC varierà. Maggiore è la forza, più grande sarà il motore CC.
I motori CC con basso assorbimento di corrente vengono tipicamente impiegati nell'attuatore con un valore nominale di forza inferiore; lo stesso vale per un motore CC con assorbimento di corrente più elevato per attuatori con valori nominali di forza maggiori. Le specifiche di assorbimento di corrente sono fornite come soglia della corrente massima che il motore CC assorbirà quando applica una forza pari alla forza nominale di un attuatore.
Ad esempio, un modello PA-04-400LB disponibile a magazzino ha un carico di 400 lbf e una corrente assorbita nominale di 12 A. In questo caso, quando sull'attuatore vengono applicati 400 lbf, l'assorbimento di corrente sarà di 12 A con un ingresso a 12VDC. Sebbene 12 A a 400 lbs sia il valore nominale, l'impiego dell'attuatore nella vostra applicazione può comportare l'applicazione di una forza inferiore. Tuttavia, l'assorbimento di corrente del resto del vostro sistema (cioè centralina di controllo, sensori attivi, ecc.) potrebbe determinare un assorbimento di corrente complessivo del sistema più elevato, il che significa che l'assorbimento di potenza del motore CC sarà maggiore.
Interpolazione dei dati
Consideriamo uno scenario in cui una forza di 150 lbf è applicata al modello PA-04-400LB per vedere la lettura dell'assorbimento di corrente da un grafico. Di seguito è riportato un grafico carico vs corrente. Dovremo ricavare un'equazione per interpolare l'assorbimento di corrente a una determinata forza nominale.
La corrente a vuoto è 4 A e la corrente a pieno carico è 12 A. Osserviamo una relazione lineare diretta tra l'aumento del carico e l'aumento dell'assorbimento di corrente. Poiché si tratta di una relazione lineare, possiamo applicare la formula della retta:
y = mx + b
Dove,
y = Corrente (A) a 12VDC
x = Carico (lbs)
m = pendenza della retta corrente vs carico del PA-04 da 400 lbs
b = corrente a vuoto del PA-04
Poiché abbiamo tutti i valori per y e b, dobbiamo determinare m. Per trovare m, dobbiamo selezionare due punti arbitrari sulla pendenza. Useremo i valori a vuoto e a pieno carico per y e x. Usate l'equazione qui sotto per determinare m.
Ora possiamo calcolare l'assorbimento di corrente a 150 lbs di forza inserendolo nella formula della retta.
Quando si usa l'equazione sopra con un carico di 150 lbs, l'assorbimento di corrente risulta pari a 7 A.
Calcolare l'assorbimento di potenza
L'assorbimento di potenza del vostro attuatore lineare, basato su valori ideali e reali, può variare a causa di fattori esterni quali:
- Temperatura ambiente.
- Condizioni operative.
- Variazioni costruttive del motore.
- Uso di apparecchiature di controllo di terze parti.
- Forza effettivamente applicata.
Assorbimento di potenza ideale
La formula di base per calcolare l'assorbimento di potenza è la seguente:
Potenza = Tensione * Corrente
Se vogliamo calcolare l'assorbimento di potenza del PA-04-400LBS quando è applicato un carico di 150 lbs, possiamo inserire nella formula la corrente assorbita calcolata di 7 A.
Utilizzando la formula dell'assorbimento di potenza sopra, l'assorbimento di potenza calcolato a 150 LB per il PA-04-400LB è 84 W. Questo significa che potete confrontare vari modelli o più attuatori lineari all'interno di un sistema per determinare l'assorbimento di potenza e verificare se soddisfa i requisiti della vostra applicazione. In caso contrario, potete sempre diminuire il carico, optare per un attuatore lineare a maggiore efficienza energetica o ridurre l'assorbimento di corrente complessivo del vostro sistema. Tuttavia, il valore di potenza calcolato sopra è teorico. Quindi, calcoliamo una misura reale.
Assorbimento di potenza reale
Per ottenere una misura reale dell'assorbimento di potenza dell'attuatore lineare in moto continuo con un carico applicato fisso, avrete bisogno di un voltmetro e di un amperometro per misurare la tensione di ingresso effettiva e la corrente assorbita.
Ad esempio, la tensione di ingresso potrebbe essere 12.2VDC e la corrente assorbita 7.4 A. In questo caso, l'assorbimento di potenza sarà 90.3 W (utilizzando la formula dell'assorbimento di potenza descritta sopra). Confrontando la corrente assorbita reale e quella ideale, possiamo determinare la variazione percentuale tra i due valori.
Assorbimento di potenza reale = 90.3 W
Assorbimento di potenza ideale = 84 W
Per una differenza di 6.3 W, c'è un aumento di potenza del 7.6% rispetto al valore ideale, se confrontato con il valore reale.
Adeguate il vostro sistema di conseguenza
Con questi calcoli dell'assorbimento di potenza, potete quindi misurare in modo sicuro e accurato la potenza richiesta nel vostro sistema, per consentire una distribuzione adeguata della potenza e le misure di sicurezza applicabili. Potreste scoprire che è necessario regolare il vostro carico, l'attuatore lineare o l'alimentatore dell'attuatore lineare per assicurare che tutto funzioni senza superare i limiti.
Contattateci allo 1-800-676-6123 o inviate un'email al nostro team all'indirizzo sales@progressiveautomations.com se avete ulteriori domande.