Vermogen. Wattage. Energieverbruik. Al deze termen kunnen worden gebruikt wanneer we het hebben over het energieverbruik van elektrische lineaire actuatoren. Maar wat betekenen ze precies en hoe bereken je het energieverbruik van een 12V-gelijkstroommotor of van een motor/lineaire actuator? Dat laten we je in dit artikel precies zien.
Stroomopname van lineaire actuatoren
Elektrische lineaire actuatoren die worden vervaardigd door Progressive Automations gebruiken DC-motoren. Afhankelijk van de kracht die de lineaire actuator kan uitoefenen, varieert de grootte van de DC-motor. Hoe groter de kracht, hoe groter de DC-motor.
DC-motoren met een lage stroomopname worden doorgaans gebruikt in de actuator met een lagere krachtclassificatie – hetzelfde geldt voor een DC-motor met een hogere stroomopname voor actuatoren met hogere krachtclassificaties. Stroomopnamespecificaties worden opgegeven als drempel voor de maximale stroom die de DC-motor zal trekken wanneer een kracht die gelijk is aan de nominale kracht van een actuator wordt toegepast.
Een voorradig PA-04-400LB-model heeft bijvoorbeeld een belasting van 400lbf en een stroomopnamespecificatie van 12A. In dit geval, wanneer 400lbf op de actuator wordt toegepast, is de stroomopname 12A bij een 12VDC-invoer. Hoewel 12A bij 400lbs de nominale waarde is, kan het gebruik van de actuator in jouw toepassing ertoe leiden dat een lagere kracht wordt toegepast. De stroomopname van de rest van je systeem (bijv. besturingskast, actieve sensoren, enz.) kan echter resulteren in een hogere totale systeemstroomopname, wat betekent dat het energieverbruik van de DC-motor hoger zal zijn.
Data-interpolatie
Laten we een scenario bekijken waarbij een kracht van 150lbf wordt toegepast op het PA-04-400LB-model om de stroomopname uit een grafiek af te lezen. Hieronder staat een grafiek van belasting versus stroom. We zullen een formule opstellen om de stroomopname te interpoleren bij een opgegeven krachtclassificatie.
De stroom zonder belasting is 4A en de stroom bij volle belasting is 12A. We zien een lineair verband tussen een toename van de belasting en een toename van de stroomopname. Omdat dit een lineair verband is, kunnen we de formule van een rechte lijn toepassen:
y = mx + b
Waarbij,
y = Stroom (A) bij 12VDC
x = Belasting (lbs)
m = Helling van de 400lbs PA-04-lijn (stroom versus belasting)
b = Stroomopname zonder belasting van de PA-04
Omdat we alle waarden voor y en b hebben, moeten we m bepalen. Om m te vinden, kiezen we twee willekeurige punten op de helling. We gebruiken de waarden zonder belasting en bij volle belasting voor y en x. Gebruik de onderstaande vergelijking om m te bepalen.
Nu kunnen we de stroomopname bij 150lbs kracht berekenen door die in de rechte-lijnformule in te vullen.
Als je de bovenstaande vergelijking gebruikt met een belasting van 150lbs, komt de stroomopname uit op 7A.
Energieverbruik berekenen
Het energieverbruik van je lineaire actuator kan, op basis van ideale en werkelijke waarden, variëren door externe factoren zoals:
- Omgevingstemperatuur.
- Bedrijfsomstandigheden.
- Variaties in de motorconstructie.
- Gebruik van besturingsapparatuur van derden.
- Werkelijk toegepaste kracht.
Ideaal energieverbruik
De basisequatie om het energieverbruik te berekenen is als volgt:
Vermogen = Spanning * Stroom
Als we het energieverbruik van de PA-04-400LBS willen berekenen wanneer een 150lbs belasting wordt toegepast, kunnen we de berekende stroomopname van 7A in de vergelijking invullen.
Met de bovenstaande formule voor energieverbruik bedraagt het berekende vermogen bij 150LB voor de PA-04-400LB 84W. Dit betekent dat je verschillende modellen of meerdere lineaire actuatoren binnen één systeem kunt vergelijken om het energieverbruik te bepalen en te beoordelen of dit past bij de eisen van je toepassing. Zo niet, dan kun je de belasting verlagen, kiezen voor een energiezuinige lineaire actuator of de totale stroomopname van je systeem verminderen. De hierboven berekende vermogenswaarde is echter theoretisch. Laten we dus een werkelijke meting berekenen.
Werkelijk energieverbruik
Om een werkelijke meting van het energieverbruik van de lineaire actuator te verkrijgen bij continue beweging met een vaste toegepaste belasting, heb je een voltmeter en een ampèremeter nodig om de werkelijke ingangsspanning en stroomopname te meten.
De ingangsspanning kan bijvoorbeeld 12,2VDC zijn en de stroomopname 7,4A. In dat geval bedraagt het energieverbruik 90,3W (bij gebruik van de hierboven beschreven formule voor energieverbruik). Door de werkelijke met de ideale stroomopname te vergelijken, kunnen we de procentuele verandering tussen beide waarden bepalen.
Werkelijk energieverbruik = 90,3W
Ideaal energieverbruik = 84W
Bij een verschil van 6,3W is er een vermogensstijging van 7,6% op basis van de ideale waarde vergeleken met de werkelijke waarde.
Pas je systeem hierop aan
Met deze berekeningen van het energieverbruik kun je vervolgens veilig en nauwkeurig de vermogensbehoefte in je systeem bepalen, zodat er voldoende vermogensverdeling en veiligheidsmaatregelen kunnen worden toegepast. Mogelijk moet je je belasting, je lineaire actuator of de voeding van de lineaire actuator aanpassen om ervoor te zorgen dat alles functioneert zonder de limieten te overschrijden.
Neem contact met ons op via 1-800-676-6123 of stuur een e-mail naar ons team via sales@progressiveautomations.com als je nog vragen hebt.