Siłowniki liniowe są bez wątpienia gwiazdą współczesnej branży sterowania ruchem. Te eleganckie urządzenia znajdują szerokie zastosowanie w wielu branżach, takich jak lotnictwo i kosmonautyka oraz ochrona zdrowia. Są równie ważne dla użytkowników domowych, znajdując zastosowanie w sprzętach codziennego użytku, na przykład w pielęgnacji trawników.
Dzięki swojej wszechstronności siłowniki liniowe oferują mnóstwo opcji konfiguracji. Występują w różnych rozmiarach, parametrach wydajności i klasach ochrony; zasadniczo możesz dobrać dokładnie takie możliwości, jakich potrzebujesz.
Kluczową decyzją przy wyborze siłownika liniowego do Twojego zastosowania jest to, czy zastosować wyłącznik krańcowy, czy urządzenie zabezpieczenia nadprądowego. Omówimy, czym są te dwa rozwiązania, ich zalety i wady oraz dlaczego wybrać jedno z nich do konkretnego zastosowania.
Wyłączniki krańcowe i zabezpieczenie nadprądowe: dlaczego są potrzebne?
Wyłączniki krańcowe i urządzenia zabezpieczenia nadprądowego odpowiadają za zatrzymanie siłownika wtedy, gdy powinien się zatrzymać — na końcu skoku, a czasem także w jego połowie.
Z punktu widzenia elektrycznego pełnią tę samą kluczową funkcję ochrony silnika przed nadprądem. Obecność układu zabezpieczenia nadprądowego w Twoim siłowniku liniowym jest absolutnie niezbędna, ponieważ zjawiska nadprądowe mogą prowadzić do poważnych uszkodzeń elementów elektrycznych, takich jak silnik i okablowanie.
Nadprąd jest bezpośrednim skutkiem przyłożenia do siłownika większego obciążenia, niż jest on w stanie wytrzymać. Na końcu skoku źródłem podwyższonego obciążenia jest ograniczenie wynikające ze stałej długości skoku konstrukcji. W sytuacjach w połowie skoku każda fizyczna przeszkoda na drodze ruchu może wywołać nadprąd. Wykres poniżej wizualizuje zależność między obciążeniem a prądem. Pokazuje, że prąd jest wprost proporcjonalny do siły działającej na siłownik liniowy.
Celem jest zatrzymanie silnika, aby nie pobierał prądu przy obciążeniu przekraczającym zakreślony punkt, ponieważ wszystkie kombinacje prądu i obciążenia powyżej tego punktu są niebezpieczne i należy ich unikać za wszelką cenę.
Czym jest wyłącznik krańcowy?
Wyłączniki krańcowe to urządzenia elektroniczne, które wyznaczają końce skoku siłownika liniowego. Po osiągnięciu jednego z końców skoku tłoczysko styka się z wyłącznikiem krańcowym, który natychmiast odcina zasilanie silnika, zatrzymując ruch i zapobiegając ewentualnym uszkodzeniom.
Wyłączniki krańcowe zazwyczaj można regulować wzdłuż skoku. Oznacza to, że jeśli masz siłownik liniowy o długości 1’, a pożądana długość skoku to 9”, możesz to uzyskać, przesuwając jeden z wyłączników krańcowych o 3” bliżej drugiego.
Na rynku spotkasz trzy rodzaje konfiguracji wyłączników krańcowych. Zobaczmy, co każda z nich obejmuje:
Konfiguracja 1: Bez sprzężenia zwrotnego
Wyłącznik krańcowy bez sprzężenia zwrotnego działa samodzielnie. Potrafi bezpośrednio odciąć zasilanie silnika i nie potrzebuje do tego żadnego innego urządzenia. Technicznie nie jest częścią systemu sterowania, a jedynie komponentem w obwodzie.
To standardowa, domyślna opcja w większości siłowników liniowych i najprostsza ze wszystkich trzech.
Konfiguracja 2: Niezależne sprzężenie zwrotne
Ta opcja jest dokładnym przeciwieństwem pierwszej. Wyłącznik krańcowy działa jako urządzenie sprzężenia zwrotnego w pętli systemu sterowania, który zarządza zasilaniem silnika.
Różni się od wyłącznika „Bez sprzężenia zwrotnego” tym, że nie może samodzielnie odciąć zasilania silnika — decyzja leży w gestii sterownika.
Zaletą tego układu jest to, że pętla sprzężenia zwrotnego jest niezależna od okablowania silnika, co daje użytkownikowi kontrolę nad napięciem sygnału. Ma to jednak także wadę: konfiguracja ta jest mniej niezawodna od pozostałych, ponieważ do projektu dochodzi dodatkowy system sterowania, co zwiększa złożoność i margines błędu.
Konfiguracja 3: Sprzężenie zwrotne w linii
Sprzężenie zwrotne w linii łączy funkcjonalność pozostałych dwóch opcji. Wyłącznik krańcowy pełni rolę jednostki sprzężenia zwrotnego, a sam sygnał sprzężenia odpowiada za wyłączenie silnika.
Czym jest zabezpieczenie nadprądowe?
Zabezpieczenie nadprądowe siłownika liniowego jest dokładnie tym, jak brzmi. To specjalizowane urządzenie, które monitoruje poziom prądu w linii i wyłącza silnik, jeśli prąd jest zbyt wysoki.
Najłatwiej zrozumieć ten koncept, wyobrażając sobie bezpiecznik — najprostsze urządzenie zabezpieczenia nadprądowego. Działa po cichu, gdy obwód funkcjonuje normalnie, ale natychmiast reaguje, gdy wartości prądu osiągają niebezpieczny poziom.
Co będzie najlepsze dla mojego zastosowania?
Wybór zabezpieczenia nadprądowego różni się w zależności od zastosowania i zależy wyłącznie od jego charakteru. Warto wiedzieć, że choć posiadanie obu opcji jednocześnie wydaje się korzystne, producenci zazwyczaj tego nie oferują. Większość siłowników liniowych pozwala na zastosowanie tylko jednej z nich, więc trzeba zdecydować, której potrzebujesz.
Wyróżniliśmy niektóre z najważniejszych Za i Przeciw punktów dla obu tych systemów poniżej. Dzięki temu dokładnie zdecydujesz, które lepiej pasuje do Twojego zastosowania.
Zalety i wady wyłączników krańcowych
Wyłączniki krańcowe są bardzo przydatne w Twoim siłowniku liniowym. Jednak, jak wszystko, zakup siłownika liniowego z wyłącznikiem krańcowym ma swoje plusy i minusy.
Zaletą jest różnorodność opcji konfiguracji wyłącznika krańcowego. W zależności od konkretnego zastosowania możesz wybrać dowolną z trzech wspomnianych konfiguracji. Kolejnym atutem jest to, że wyłączniki krańcowe są częścią inteligentnych systemów sterowania, co oznacza, że możesz je zaprogramować zgodnie ze swoimi potrzebami.
Wadą wyłączników krańcowych jest to, że zapewniają ochronę tylko na końcach skoku. Jeśli siłownik napotka problem w połowie skoku, wyłącznik krańcowy nic z tym nie zrobi, co może prowadzić do problemów. Jeśli przez pomyłkę źle obliczysz długość skoku i odpowiednio ustawisz wyłączniki, siłownik może potencjalnie ulec uszkodzeniu. Podobnie każda nieprzewidziana przeszkoda może skończyć się taką samą awarią.
Zalety i wady zabezpieczenia nadprądowego
Największą zaletą zastosowania urządzenia zabezpieczenia nadprądowego jest ochrona w połowie skoku. W przeciwieństwie do wyłączników krańcowych potrafi wyłączyć silnik w dowolnym miejscu drogi. Na przykład, jeśli używasz siłownika liniowego w napędzie bramy garażowej i coś utknie podczas zamykania, urządzenie to zapobiegnie uszkodzeniom, wyłączając silnik. Przy wyłącznikach krańcowych silnik pracowałby dalej, dopóki nie podda się brama, siłownik albo przeszkoda.
Główną wadą systemu zabezpieczenia nadprądowego w siłowniku liniowym jest brak możliwości połączenia go z inteligentnym systemem opartym na sprzężeniu zwrotnym. Sprawia to, że siłownik jest nieco mniej precyzyjny podczas przeciążeń. Druga wada wynika z pierwszej: urządzenia te są projektowane wyłącznie do zadziałania przy maksymalnym obciążeniu, co oznacza, że wyłączają silnik, gdy prąd i obciążenie osiągają maksimum. W konsekwencji mechaniczne ograniczniki końcowe mogą się zużywać, ponieważ w każdym cyklu poddawane są maksymalnej sile, co wymaga dodatkowej konserwacji. Jednak nasze siłowniki liniowe są przystosowane do radzenia sobie z powtarzalnym obciążeniem na końcach skoku przy zabezpieczeniu nadprądowym.
Co oferuje rynek?
Mamy nadzieję, że temat jest teraz dużo jaśniejszy i nasz artykuł pomógł Ci zdecydować, czego potrzebujesz. Progressive Actuators oferuje pełną gamę nowoczesnych siłowników liniowych, które znakomicie uzupełnią Twoje produkty. Mamy topowy PA-13 , który łączy zarówno wyłączniki krańcowe, jak i zabezpieczenie nadprądowe, oraz siłowniki takie jak PA-01 , jeśli wiesz już, czego potrzebujesz.
Jeśli czujesz, że przed zakupem potrzebujesz profesjonalnej porady, śmiało skontaktuj się z nami , aby dowiedzieć się więcej!
W tym przypadku okablowanie wyłącznika krańcowego siłownika liniowego wygląda inaczej, ponieważ sygnał sprzężenia zwrotnego jest wprowadzany do linii zasilania silnika. To dość niezawodny układ, ponieważ zabezpieczenie nadprądowe jest oparte na sprzężeniu zwrotnym, a wyłącznik krańcowy autonomicznie wyłącza silnik.
Wybierając tę opcję, należy pamiętać, że sygnał sprzężenia zwrotnego musi mieć to samo napięcie co zasilanie, ponieważ współdzielą linię. Trzeba więc zapewnić możliwość podniesienia sygnału do wymaganego poziomu napięcia.