Gids voor het kiezen van voedingen voor elektrische lineaire actuatoren

Om het volledige potentieel van elektrische lineaire actuatoren te benutten, is het essentieel om ze te begrijpen en te koppelen aan de juiste stroombron. Door geschikte voedingen voor elektrische lineaire actuatoren te kiezen, kunnen toepassingen profiteren van voordelen zoals hogere betrouwbaarheid, gebruiksgemak en geoptimaliseerde prestaties.

Deze gids over voedingen is gewijd aan het begrijpen van de verschillende soorten voedingen voor elektrische lineaire actuatoren, hoe ze werken, welke voordelen ze bieden en hoe u de beste kiest voor de specifieke behoeften van uw toepassing.

Actuatoren zijn fundamentele componenten in verschillende mechanische systemen en spelen een cruciale rol bij de omzetting van energie in beweging. In essentie neemt een actuator een energiebron op en zet deze om in een fysieke beweging. Deze mogelijkheid is integraal voor talloze toepassingen, van industriële machines tot consumentenelektronica en zelfs in geavanceerde robotica. Het basisprincipe achter actuatoren omvat de omzetting van energie, doorgaans elektrisch, hydraulisch of pneumatisch naar mechanische beweging. Dit wordt bereikt door verschillende componenten en mechanismen, afhankelijk van het type actuator. Zo kunnen elektrische actuatoren geborstelde DC‑motoren gebruiken, terwijl hydraulische actuatoren met vloeistof gevulde zuigers gebruiken om beweging te genereren.

In elektrische lineaire actuatoren wordt elektrische stroom uit een bron zoals een voeding of controller gebruikt om een rotatie in een elektromotor op te wekken, die mechanisch is gekoppeld aan een tandwielkast en een draadspil (lead screw) gebruikt om de as van de actuator, die is verbonden met een ACME‑moer, te laten bewegen voor lineaire beweging. Elektrische lineaire actuatoren zijn onmisbaar in het huidige automatiseringslandschap—van industriële apparatuur en huisautomatisering tot robotica, automotive systemen en medische apparaten. Elektrische actuatoren kunnen op verschillende manieren worden bestuurd:

• Handmatige, bedrade schakelaars (DPDT‑wipschakelaars, joysticks, enz.)
  
• Draadloze besturingskasten
  
• Besturingssystemen met ingebouwde relais, geprogrammeerde functies, timers of logica
  
• Smart‑systemen met Wi‑Fi/Bluetooth of PLC’s
  

Belang van het koppelen van actuatoren aan de juiste stroombron

De prestaties van een elektrische actuator zijn slechts zo goed als de stroombron waarop deze is aangesloten. Deze systemen vereisen consistente en correct gespecificeerde elektrische voeding, waardoor de voeding een sleutelcomponent is bij de integratie van systemen met elektrische lineaire actuatoren. Of u nu ontwerpingenieur, integrator of gevorderde doe‑het‑zelver bent—het selecteren van de juiste voeding is cruciaal om:

• de prestaties te maximaliseren
• schade aan componenten te voorkomen
• efficiënte, veilige en soepele beweging mogelijk te maken
• de betrouwbaarheid op lange termijn van het systeem te waarborgen

Voordat u een voeding kiest, helpt een basisbegrip van de belangrijkste componenten binnenin en hoe ze samenwerken om meer duidelijkheid te krijgen over de werking en later het gebruik met actuatoren. Een voeding is ontworpen om hoogspannings‑AC (wisselstroom) uit het stopcontact, variërend van 110 VAC tot 230 VAC, om te zetten naar laagspannings‑DC (gelijkstroom) die geschikt is voor actuatoren (meestal 12 VDC of 24 VDC). Hieronder staan veelvoorkomende componenten die in een voeding voorkomen:

1. Ingangsspanningsschakelaar: Schuifschakelaar waarmee gebruikers de voeding kunnen configureren voor 110 VAC of 220 VAC ingang, afhankelijk van de regio of systeemeisen. Bij bepaalde modellen zit deze schakelaar in de behuizing en is hij toegankelijk door een schroevendraaier door de openingen van de behuizing te steken, terwijl hij bij andere modellen buiten op de behuizing zit.
   
2. AC‑ingangsspanning: Schroefklemmen voor het aansluiten van hoogspannings‑AC vanuit een wandcontactdoos of hoofdleiding. Controleer bij installatie de labels voor de juiste polariteit.
   
3. DC‑uitgangsspanning: Schroefklemmen die een gereguleerde DC‑uitgangsspanning leveren aan downstream‑apparaten zoals actuatoren of besturingskasten. Controleer bij installatie de labels voor de juiste polariteit.
   
4. Potentiometer met instelknop voor DC‑spanning: Variabele weerstand die handmatige fijnafstemming van de DC‑uitgangsspanning mogelijk maakt, typisch binnen ±10% van de nominale waarde, om te voldoen aan de behoeften van gevoelige componenten.
   
5. Controlelampje: Geeft de bedrijfsstatus van de voeding aan—meestal brandend wanneer deze is ingeschakeld en de uitgangsspanning stabiel is.
   
6. Zekering: Beschermt het voedingscircuit door de verbinding te verbreken bij een kortsluiting of een significante piek in de elektrische stroom.
   
7. Ingangs‑common‑mode‑spoel: Een spoel die fungeert als ingangfilter om hoogfrequente ruis en elektromagnetische interferentie (EMI) te verminderen die via de AC‑voedingslijnen kan binnenkomen of verlaten.
   
8. Gelijkrichter: Zet de inkomende AC‑ingangsspanning van de ingangs‑common‑mode‑spoel om naar een pulserende DC‑spanning met behulp van een brugconfiguratie van diodes, waarbij elke diode een unidirectionele stroomdoorvoer toestaat.
   
9. Condensator (ingangszijde): Helpt de pulserende DC‑spanningsgolfvorm die van de gelijkrichter komt te egaliseren door op te laden tijdens spanningspieken en te ontladen tijdens dalen, waardoor de spanningsrimpel vóór de regeltrap wordt verminderd.
   
10. MOSFET & koellichaam: De metal‑oxide‑semiconductor field‑effect transistor (MOSFET) fungeert als een hoogsnelheids‑schakelelement om de energielevering naar de downstream‑spoel te regelen, terwijl het fysiek contact makende koellichaam de tijdens bedrijf gegenereerde warmte afvoert.
    
11. Spoel: Slaat tijdelijk energie op in een magnetisch veld tijdens het schakelen, helpt de stroom te egaliseren en de spanningsrimpel te verminderen. Werkt samen met de MOSFET om de energiestroom te regelen en de uitgang te stabiliseren.
    
12. Diode & koellichaam: De diode laat de stroom slechts in één richting vloeien en voorkomt zo terugvloei van energie vanaf de uitgang van de spoel, terwijl het koellichaam de warmte afvoert die tijdens de vermogensafgifte ontstaat om veilige bedrijfstemperaturen te handhaven.
    
13. Spoel met ijzerpoederkern: Een gespecialiseerde spoel met ijzerpoederkernen, ontworpen voor hoogfrequent schakelen met minimale kernverliezen. Dient voor verdere filtering van de DC‑uitgang, behoudt thermische stabiliteit en vermindert elektromagnetische interferentie (EMI).
    
14. DC‑filtercondensatoren: Geplaatst nabij de uitgangstrap; deze condensatoren maken de DC‑spanning verder glad om een stabiele, schone voeding voor aangesloten apparaten te garanderen.
    
15. Ontlaadweerstanden: Door de hele voeding geplaatst; deze weerstanden worden vaak gebruikt om na uitschakelen de opgeslagen spanning in condensatoren om veiligheidsredenen te ontladen en vonkvorming te vermijden.
    

Samen vormen deze componenten een complete voedingseenheid, waarbij elk element een specifieke functie vervult die bijdraagt aan de algehele effectiviteit en efficiëntie van de elektrische uitgangsvermogen. Dit systeem maakt niet alleen een AC‑naar‑DC‑stap‑down spanningsconversie mogelijk, maar verhoogt ook de veiligheid voor de bediener dankzij de ingebouwde veiligheidsmechanismen en redundantie in het ontwerp.

Zelfstandige DC‑voedingen leveren vaste 12 VDC‑ of 24 VDC‑uitgangen en worden vaak gebruikt in eenvoudige, door mensen bediende systemen om actuatoren van stroom te voorzien die rechtstreeks via relais, wipschakelaars of joysticks., Ze worden ook gebruikt als externe voedingen voor veel besturingskasten die een externe AC‑naar‑DC‑voeding nodig hebben, omdat de besturingskast mogelijk alleen 12 VDC of 24 VDC accepteert. Bij het kiezen van een voeding voor uw systeem van elektrische lineaire actuatoren en controllers zijn er enkele parameters en functies om te overwegen, zoals:

• Ingangs‑ en uitgangsspanningswaarden
• Stroomopname‑specificaties
• IP‑klassificatie
• Overwegingen rond formaat & gewicht
• Veiligheidsfuncties
• Eisen aan terugkoppelingsregeling

Ingangs‑ en uitgangsspanningswaarden

De ingangsspanningswaarden van de voeding die u kiest, moeten vergelijkbaar zijn met de AC‑spanning van uw stopcontact, terwijl de uitgangsspanningswaarden moeten overeenkomen met de vereisten van uw lasten om een juiste werking te garanderen. De belastingen in uw systeem omvatten uw actuatoren, relais, besturingen en andere apparaten die stroom afnemen van de voeding. Controleer de besturingskasten en/of spanningsvereisten van de actuatoren in de datasheetspecificaties om te verzekeren dat de voeding een spanning levert die overeenkomt met of binnen een toelaatbaar bereik ligt van hun operationele compatibiliteit. In sommige toepassingen die geen hoge precisie vereisen en een ingebouwde tolerantie hebben die kleine wijzigingen in kracht en snelheid accepteert, kan een spanningstolerantie van ±10% acceptabel zijn.

Voorbeeld: 12 VDC × ±10% = ±1,2 VDC

Niet‑kritische 12 VDC‑toepassingen kunnen een voeding van 10,8 VDC tot 13,2 VDC accepteren

Stroomopname‑specificaties

De voeding die u gebruikt, moet ten minste de maximale stroomopname van de actuator kunnen leveren. Zelfs als de actuator een lage continue stroom heeft, is er bij het opstarten van de motor nog steeds een inschakelstroom die kan pieken en vergelijkbaar kan zijn met de stroomopnamespecificaties bij volle belasting van de actuator. Andere apparaten, zoals besturingen en relais, kunnen een lage stroomopname hebben ten opzichte van de actuatoren, maar hebben nog steeds een stroomopname die moet worden opgeteld en meegenomen bij het kiezen van een voeding. Stroomopname (ampère) en spanning (VDC) worden gebruikt om de elektrische vermogensvereisten (watt) te berekenen; dit is nuttig om de efficiëntie van het elektrisch vermogen te vergelijken tussen verschillende modellen elektrische apparatuur met vergelijkbare uitgangsprestaties.

Watt = spanning × stroom

Voeg veiligheidsmarge toe (typisch is 30% ideaal)

IP‑klassificatie

Standaard voedingen, vaak met een lage IP‑klassificatie (of zonder classificatie), kunnen een IP20 of IP30‑rating hebben en zijn beter geschikt voor droge binnenomgevingen. Voor buitentoepassingen kunnen beschermende waterdichte behuizingsdozen en afdekkingen helpen om waterschade of vuil te voorkomen dat de werking van de voeding kan verstoren. Idealiter zou een voeding voor buitengebruik minstens een IP65‑rating of hoger moeten hebben. De PS‑20‑12‑67 (100–120 VAC ingang, 12 VDC uitgang) en PS‑10‑24‑67 (100–120 VAC ingang, 24 VDC uitgang) hebben beide een IP67‑rating en kunnen perioden van onderdompeling in water aan.

Overwegingen rond formaat & gewicht

Als de ruimte beperkt is, is het kiezen van een voeding met een compacte vormfactor essentieel, vooral voor integratie in krappe behuizingen, mobiele platforms of ingebedde systemen. Gekrompen of DIN‑rail‑montagebare voedingen zijn ideaal voor schakelkasten waar elke centimeter telt.

Het gewicht is een andere factor om te beoordelen, vooral voor modulaire opstellingen of draagbare systemen, zoals mobiele sta‑bureaus of apparatuur met mobiliteitsbeperkingen. De Portable FLT Battery Pack is bijvoorbeeld specifiek ontworpen om licht en compact te zijn voor mobiele sta‑bureaus. Lichtere voedingen verminderen de belasting op montageconstructies en vergemakkelijken transport en installatie. Let bij het selecteren van een voeding voor krappe of dynamische omgevingen op de afmetingen en gewichtspecificaties.

Veiligheidsfuncties

Voedingen moeten essentiële ingebouwde veiligheidsmechanismen bevatten om zowel de voeding zelf als de apparaten die ze voedt te beschermen. Vanuit het perspectief van lineaire actuatoren, let op de volgende functies:

• Overstroombeveiliging: Voorkomt schade door overmatige stroomopname of kortsluiting.
  
• Overspanningsbeveiliging: Schakelt uit of beperkt de uitgang als de spanning veilige drempels overschrijdt.
  
• Oververhittingsbeveiliging: Activeert koeling of schakelt de unit uit bij thermische overbelasting. Voor toepassingen met hoge stroom is actieve koeling (bijv. ingebouwde ventilatoren of koellichamen) ook aan te bevelen om thermische stabiliteit te behouden.
  
• Inschakelstroombegrenzing: Voorkomt pieken bij inschakelen die zekeringen kunnen laten doorslaan of componenten kunnen beschadigen.
  
• EMI‑filtering en overspanningsbeveiliging: Beschermt tegen elektrische ruis en spanningspieken vanuit het AC‑net.
  

Eisen aan terugkoppelingsregeling

Bepaalde besturingskasten kunnen ook ingebouwde voedingen hebben die de AC‑ingangsspanning omzetten in een DC‑uitgangsspanning die vervolgens de actuatoren aanstuurt. In dat geval is mogelijk geen extra externe voeding nodig. Voor actuatorsystemen die werken met Hall‑sensoren of andere positionele terugkoppeling, zijn besturingskasten/-systemen met geavanceerdere programmeerlogica vereist om mogelijkheden te bieden zoals:

• Synchrone beweging van meerdere actuatoren
• Geheugen‑voorinstelposities
• Positionele weergavefuncties
• Bewegingen met hogere nauwkeurigheid en precisie

Onze vergelijkingstabel van besturingskasten laat de compatibele voedingen zien die wij voor elk van onze besturingskasten aanbieden onder de sectie AC‑stroomoptie. Om te zien welke van onze besturingskasten en actuatoren onderling compatibel zijn, bekijk onze compatibiliteitstabel voor besturingskasten en vergelijkingstabel voor besturingskasten voor meer informatie.

Een correcte installatie en doorlopend onderhoud zijn de sleutel tot een veilige, efficiënte en langdurige werking van uw voeding en systeem met elektrische lineaire actuatoren. Hieronder vindt u essentiële tips en technieken om gedurende de hele levenscyclus van uw opstelling te volgen.

Tips voor regelmatig onderhoud

Doorlopend onderhoud is cruciaal om problemen te voorkomen en de levensduur van het systeem te maximaliseren. Plan routinematige controles die het volgende omvatten:

• Veilige montagepunten: Inspecteer regelmatig de fysieke montage van de voeding om te verzekeren dat deze stevig aan het frame of de behuizing bevestigd blijft. Draai losse bevestigers aan om mechanische trillingen of schokschade te voorkomen.
  
• Ventilatie controleren: Zorg voor voldoende luchtstroom om oververhitting te voorkomen door de ventilatieopeningen te reinigen en vrij te houden van stof en obstructies.
  
• Belastingscomponenten evalueren: Observeer het gedrag van actuator en controller op tekenen van problemen, zoals onregelmatige beweging, overmatige warmte of inconsistente werking. Dit kan duiden op een defecte component of een overmatige belasting van de voeding.
  
• Klemmen/contactpunten reinigen: Verwijder vuil, stof en oxidatie van connectoren om een goede elektrische geleiding te behouden.
  
• Bedrading & connectoren inspecteren: Let op tekenen van slijtage, corrosie, rafelen of losse klemmen. Vervang beschadigde connectoren of aangetaste bedrading onmiddellijk om elektrische fouten te voorkomen en een betrouwbare werking te garanderen.
  
• Elektrische uitgang monitoren: Meet periodiek spanning en stroom terwijl het systeem onder belasting staat om te bevestigen dat deze binnen de gespecificeerde limieten blijven.
  

Correcte bedradingstechnieken

Het volgen van correcte bedradingstechnieken is cruciaal voor systeembetrouwbaarheid en bescherming. Volg deze best practices om spanningsval, interferentie of schade te voorkomen:

• Kies de juiste draaddikte (AWG): Selecteer draaddoorsneden die de door uw actuatoren vereiste stroom veilig kunnen voeren, vooral over langere afstanden. Te dunne draden kunnen oververhitten of een spanningsval veroorzaken, wat de actuatorprestaties beïnvloedt.
  
• Gebruik verbindingen van hoge kwaliteit: Bevestig alle bedrading met gesoldeerde verbindingen of krimpverbinders om na verloop van tijd losraken of kortsluiting te voorkomen.
  
• Behoud polariteit: Omgekeerde polariteit kan actuatoren en voedingen beschadigen. Controleer bedradingsschema’s en labels altijd dubbel.
  
• Voeg overstroombeveiliging toe: Installeer in‑line zekeringen of installatieautomaten om te beschermen tegen elektrische storingen en kortsluitingen.
  
• Verminder EMI (elektromagnetische interferentie): Gebruik afgeschermde kabels en houd bedrading zo kort mogelijk om ruis te minimaliseren in toepassingen met gevoelige ruiseisen.
  
• Overwegingen voor noodstroom: Integreer voor kritieke toepassingen een back‑up stroombron zoals een batterijsysteem of generator om de functionaliteit te behouden bij een stroomuitval.
  

Voedingen zijn de ruggengraat van elk elektrisch actuatorsysteem. In de loop der jaren hebben technologische vooruitgangen voedingen compacter, efficiënter en betrouwbaarder gemaakt. Door hun functie te begrijpen en het juiste type te kiezen, zorgt u voor optimale actuatorprestaties, een langere levensduur en naadloze integratie in een breed scala aan automatiseringstoepassingen.

We hopen dat u deze gids over voedingen even informatief en interessant vond als wij—vooral als u op zoek was naar begeleiding bij het kiezen van geschikte voedingen voor uw elektrische lineaire actuatoren en besturingskasten. Als u vragen heeft over onze producten of moeite heeft met het kiezen van de juiste voedingen en elektrische lineaire actuatoren die bij uw behoeften passen, neem dan gerust contact met ons op! We zijn experts in wat we doen en helpen u graag met al uw vragen!

sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123