Velge riktig spenning for den lineære aktuatoren

Når det gjelder å velge riktig aktuatorspenning, er det avgjørende å vurdere antallet variabler som vil gjøre det mulig for den å operere med sitt fulle potensial. Disse hovedhensynene inkluderer tilgjengelig aktuatorstrøm, spenning, effekt (dvs. valg av passende strømforsyning), spenningsfall, samt hastigheten og kraften du trenger fra den lineære aktuatoren.

Dessuten er det ikke bare mengden spenning som leveres som er viktig, men også kvaliteten. Å vite forskjellen mellom en uregulert strømforsyning, en lineær strømforsyning og en svitsjende strømforsyning kan spare deg i denne forbindelse. I stedet for å bli forvirret av det store utvalget av variert teknisk informasjon på nettet, vil vår viktige guide veilede deg gjennom alle elektriske hensyn for å sikre at du er utstyrt med kunnskapen til å ta den beste kjøpsbeslutningen.

Strømtilgjengelighet

Aktuatorspenning kan tilføres på to måter – enten med et stort batteri eller, mer vanlig, en strømforsyning. Lineære strømforsyninger tar inn vekselstrøm (AC) og sender ut likestrøm (DC) gjennom en rekke trinn, som følger:

• Vekselstrøm går gjennom en nedtransformator for å senke spenningen.
• En fullbrolikeretter kutter den negative polariteten til vekselstrømssignalet.
• En krets, bestående av parallellkoblede kondensatorer, glatter ut signalet for å skape en likestrømslignende spenningsutgang.
• En regulator produserer en spesifikk konstant utgangsspenning.

Uregulerte strømforsyninger har ikke en reguleringskrets og produserer derfor en ripplet utgangsspenning, noe som er uønsket hvis du trenger en presis spenning. Likevel, hvis en rimelig løsning for en lavspent elektrisk aktuatorkilde er nødvendig, er uregulert strømforsyning veien å gå.

Lineære strømforsyninger er vanligvis ikke spesielt effektive, ettersom de avgir en stor mengde varme når regulatoren prøver å senke spenningen og holde den konstant. Derfor er det best å holde seg til en svitsjende strømforsyning når man velger en spenning for aktuatoren.

Switching strømforsyninger

Switching-strømforsyninger bruker halvledersvitsjeteknikker, i motsetning til lineær regulering, for å produsere en spesifikk utgangsspenning. De er langt mer effektive (dvs. mindre varmeavledning) og er ofte lettere på grunn av bruken av en mindre transformator.

Antall aktuatorer

Det er også viktig å vurdere hvor mange lineære aktuatorer du har tenkt å bruke når du velger en strømforsyningHvis lineære aktuatorer er seriekoblet, deles aktuatorspenningen til strømforsyningen mellom dem. Hvis du for eksempel har to 12 VDC lineære aktuatorer koblet i serie og koblet til en 12 VDC strømforsyning, vil hver lineære aktuator bare motta 6 VDC, noe som vil bety at aktuatorene kjører på halv kapasitet – ikke ideelt.

Tvert imot, å koble disse to lineære aktuatorene parallelt vil ganske enkelt doble strømforbruket, men holde spenningen den samme, noe som er greit så lenge strømforsyningens nominelle strøm ikke overskrides. Hvis mer enn én lineær aktuator må drives, spesielt hvis de varierer i elektriske egenskaper, er det god praksis å bruke separate strømforsyninger for hver.

Spenningsfall

I noen tilfeller kan en strømforsyning og en lineær aktuator være plassert ganske langt fra hverandre, noe som krever en lang kabel. Dette kan forårsake et spenningsfall over kabelen på grunn av ledningens indre motstand. Den grunnleggende ligningen for å beregne spenningsfallet over en kabel er som følger:

Hvor:

 – spenningsfall [V].

 – kabellengde [m].

 – strøm [A].

 – kobberresistivitet [Ω∙mm²/m].

 – kabelens tverrsnittsareal [mm]²].

For eksempel brukes en lineær aktuatorspenning på 12 VDC ved 8A (full belastning). En strømforsyning, klassifisert til 12 VDC 10A, brukes, men med en 50 m kobberkabel (4 mm² tverrsnittsareal) koblet til den lineære aktuatoren. Ved å bruke ligningen ovenfor er spenningsfallet 1,7 V ved å bruke en resistivitet på 0,017*. Derfor ville den lineære aktuatoren bare kjøre med en tilført spenning på 10,3 V.

*Resistiviteten til kobber ved 20°C, hvorved spenningsfallet ville øke med omtrent 0,4 % per °C økning.

Dette spenningsfallet kan være mye høyere hvis du tar hensyn til korreksjonstabeller, interne spenningsfall i kontroller/driver og andre elektriske tap på grunn av kabelkontakter. Derfor bør du vurdere spenningsfallene når du velger riktig spenning for den lineære aktuatoren.

En måte å minimere spenningsfallet på er å øke tverrsnittsarealet til kabelen, og dermed redusere den indre motstanden. Alternativt kan kabler graves ned i bakken for å unngå direkte sollys og forhindre svingende spenningsfall på grunn av varierende kabeltemperaturer gjennom dagen.

For å illustrere viktigheten av å bruke en kobberkabel kontra en stål- eller aluminiumskabel, viser grafen nedenfor at en kobberkabel har det laveste spenningsfallet over sin lengde.

Fart og kraft

Tregere lineære aktuatorer betyr generelt en høyere kraftutgang og omvendt. Høyere spenning er imidlertid en av indikatorene som betyr at den lineære aktuatorens motor er kraftigere, og at mer kraft kan komme fra den. Tvert imot kan en lavspent elektrisk aktuatormotor også kobles til gir for å øke hastigheten på den lineære aktuatoren eller øke dens utgangskraft.

Uansett er det viktig å velge riktig aktuatorspenning slik at den kan operere med maksimal ytelse. Deretter kan hastigheten og kraften reduseres under drift ved å bruke en kontroller for å redusere spenningen, om nødvendig.

Alternativer for progressive automatiseringer

Det finnes to hovedalternativer – velg en strømforsyning med riktig spenning for den lineære aktuatoren, eller velg en spenningstilpasset (spenningsendrende aktuator) lineær aktuator som passer til strømforsyningen din. Når det gjelder sistnevnte, tilbyr Progressive Automations primært 12 VDC lineære aktuatorer, men det finnes modeller som går opptil 24 VDC, 36 VDC og 48 VDC. Videre kan PA-12 tilpasses til 7,5 VDC hvis en lavspennings elektrisk aktuatorstrømforsyning brukes.

Progressive Automations tilbyr også strømforsyninger som er tilpasset deres lineære aktuatorer, noe som gjør valgprosessen enklere. Som tidligere diskutert, sørg for at strømforsyningen har høy nok spenning til å drive den lineære aktuatoren. Hvis aktuatoren er klassifisert til 12 VDC, bruk en 12 VDC strømforsyning, forutsatt at de er plassert tett sammen. Ellers velg en strømforsyning med høyere spenning for å dekke tap. Sørg også for at strømforsyningens strøm er høyere enn strømforbruket til den lineære aktuatoren ved full belastning, ellers risikerer du at strømforsyningen overopphetes.

Konklusjon

Det er tydelig at valg av riktig spenning for aktuatoren vil sikre at den yter effektivt og med nominell hastighet og kraft. Ved å vite at du må være oppmerksom på spenningsfall over kablene, hvilken type strømforsyning som brukes og ønsket hastighet/kraft du trenger, kan du være sikker på at du tar den riktige avgjørelsen.