Relais gebruiken in 24 VDC-systemen om met 12 VDC‑actuatoren te werken

Heb je ooit meegemaakt dat je een actuator met lagere spanning moet aansluiten op een besturingsunit met hogere spanning, of je afgevraagd of een 24‑volt relais compatibel is met een 12‑volt actuator? We bieden de PA-VC1 aan om 12 VDC om te zetten naar 24 VDC; dit apparaat kan echter geen 24 VDC omzetten naar 12 VDC. De meeste van onze voorraad‑actuatoren zijn verkrijgbaar met 12 VDC‑motoren en zijn niet direct compatibel met 24 VDC‑signalen of -vermogen. Maatproductie is voor de meeste modellen mogelijk om 24 VDC‑motoren te gebruiken; de doorlooptijden kunnen echter 6 tot 8 weken bedragen. Een andere oplossing is om 24 VDC‑relais te gebruiken om de besturing mogelijk te maken terwijl een 12 VDC‑actuator geïsoleerd blijft van de 24 VDC die door het reeds bestaande 24 VDC‑besturingssysteem wordt geleverd.  

In deze blog leggen we uit hoe je een 24‑voltrelais gebruikt in een 12‑voltsysteem en geven we referentie over het gebruik van relais om een bestaand 24 VDC‑besturingssysteem 12 VDC‑actuatoren te laten aansturen. Relais gebruiken een elektromagneet die bij inschakeling mechanisch een schakelaar aantrekt om de contactpunten te veranderen. Een zwak stroomsignaal van 24 VDC kan door de spoel in het 24 VDC‑relais lopen om te schakelen tussen de normaal open (NO) en normaal gesloten (NC) stand; elke stand kan worden verbonden met een 12 VDC‑bron om een 12 VDC‑apparaat of actuator van stroom te voorzien.

Gebruikte componenten

1. 2 x AC-31-30-24 Single Pole Double Throw‑relais (24 VDC)
   

 

1. 1 x PS-40-12 110–220VAC naar 12VDC voeding met een stroomsterkte van 40A
   

 

1. 1 x PS-20-24 110–230VAC naar 24VDC voeding met een stroomsterkte van 20A
   

 

1. 1 x AC-17 Bekabelingskit
   

 

1. 1 x PA-09 Mini industriële actuator (12 VDC‑actuator gebruikt ter demonstratie)
   

 

1. 1 x RC-12 Momentane wipschakelaar (gebruikt om een 24 VDC‑besturingssysteem te simuleren)
   

 

Referentie bekabelingshandleiding

De eerste stap is controleren of je bestaande 24 VDC‑controller invoer­vermogen ontvangt van de juiste 24 VDC‑stroombron. Om veilige motorwerking te waarborgen, gebruiken we vervolgens de uitgangsstroom van de 24 VDC‑controller om onze relais aan te sturen in plaats van de 12 VDC‑actuatoren direct van stroom te voorzien. We verbinden daarom eerst elk van de uitgangspinnen van de controller met een van de ingangspinnen op beide SPDT‑relais (Figuur 1).

Figuur 1

Vervolgens nemen we de positieve en negatieve uitgang van de actuator en verbinden die met elk van de uitgangspinnen op de twee SPDT‑relais (Figuur 2).

Figuur 2

Om het relais‑ingangscircuit te voltooien, verbinden we de resterende ingangspinnen van beide relais met de aarde van je 24 VDC‑stroombron (Figuur 3).

Figuur 3

Het enige wat nu nog rest, is de 12 VDC‑stroombron met het relais verbinden zodat het de 12 VDC‑actuator kan aansturen. Daartoe verbinden we de negatieve klem van de voeding met de normaal gesloten stand (NC) en de positieve klem van de voeding met de normaal open stand (NO) voor beide relais (Figuur 4). Nu is het circuit compleet.

Werking

Wanneer er geen spanning wordt aangelegd, zijn beide relaisuitgangen verbonden met de NC‑pinnen (0 VDC), die met aarde zijn verbonden. De actuator ontvangt dan 0 VDC van de relais en blijft stilstaand.

Wanneer een extend‑commando naar de controller wordt gestuurd, ontvangt Relais A 24 VDC van de controller en ontvangt Relais B 0 VDC (Figuur 5).

Figuur 5

Dit zorgt ervoor dat de uitgang van Relais A overschakelt naar de NO‑pin (12 VDC) en de uitgang van Relais B op NC (0 VDC) blijft. Op dit moment ontvangt de actuator +12 VDC van de uitgang van de relais en zal hij uitschuiven (Figuur 6).

Figuur 6

Wanneer een retract‑commando naar de controller wordt gestuurd, ontvangt Relais A 0 VDC en Relais B 24 VDC. Hierdoor blijft de uitgang van Relais A op NC (0 VDC) en schakelt de uitgang van Relais B naar NO (12 VDC). Op dit moment ontvangt de actuator −12 VDC van de uitgang van de relais en zal hij inschuiven (Figuur 7).

Figuur 7

Omdat 24 VDC via de relais door de controller wordt geleverd, loopt dit niet rechtstreeks door de 12 VDC‑actuator; hiermee wordt het eerdere probleem van spannings­onverenigbaarheid effectief omzeild.

 

Hoe voorzie je een 12V lineaire actuator van stroom?

“12v” staat beter bekend als “12 VDC” en verwijst naar het gebruik van gelijkstroom om actuatoren met een DC‑motor van stroom te voorzien. Bij een standaard lineaire actuator zijn er twee aansluitdraden die uit de motor komen: een positieve draad (meestal rood) en een negatieve draad (meestal zwart). Met een 12 VDC‑voeding (bijv. een auto‑accu) zal, als je de +‑pool op de rode draad en de −‑pool op de zwarte draad aansluit, de motor draaien en schuift de slagstang uit. Als we de polariteit omkeren en − op de rode draad en + op de zwarte draad aansluiten, zal de spanning op de motor ervoor zorgen dat de motor de andere kant op draait, waardoor de slagstang inschuift. Dit is de basisfunctie van het voeden van een 12 VDC lineaire actuator, maar houd er rekening mee dat de stroomsterkte voldoende moet zijn voor de stroomafname van de actuator. Je moet de drempel van de motor van de lineaire actuator halen, maar je kunt doorgaans niet ‘te veel’ stroomsterkte uit de voeding gebruiken.

 

Conclusie

Samengevat: veel 12 VDC‑actuatoren kunnen voldoen aan de specificatie‑eisen van een toepassing en zijn bovendien goed verkrijgbaar. Een lagere bedrijfsspanning kan het lastiger maken om de actuator veilig te integreren met een bestaand besturingssysteem met hogere spanning. Als je een 24‑volt gevoed relais nodig hebt om een 12‑volt circuit te voltooien, kan dit probleem met dit instructieve artikel en de juiste componenten met weinig tijd en middelen worden opgelost.

Als je nog vragen hebt, bel ons dan op 1-800-676-6123 of mail ons via sales@progressiveautomations.com; we helpen je graag!