Quando se trata de escolher a tensão correta do atuador, é crucial considerar o conjunto de variáveis que permitirá que ele opere em seu máximo potencial. As principais considerações incluem a corrente, a tensão e a potência disponíveis do Atuador (ou seja, escolher uma fonte de alimentação adequada), as quedas de tensão, assim como a velocidade e a força de que você precisa do Atuador linear.
Além disso, não é apenas a quantidade de tensão fornecida que importa, mas também a qualidade. Saber a diferença entre fonte de alimentação não regulada, fonte de alimentação linear e fonte de alimentação comutada pode ajudar muito nesse sentido. Em vez de se confundir com a variedade de informações técnicas on-line, nosso guia essencial vai orientar você por todas as considerações elétricas para garantir que tenha o conhecimento necessário para tomar a melhor decisão de compra.
Disponibilidade de energia
A tensão do Atuador pode ser fornecida de duas maneiras – com uma bateria grande ou, mais comumente, com uma fonte de alimentação. As fontes de alimentação lineares recebem corrente alternada (CA) e fornecem corrente contínua (CC) por meio de uma série de etapas, da seguinte forma:
- A CA passa por um transformador redutor para diminuir a tensão.
- Um retificador de ponte completa corta a polaridade negativa do sinal de CA.
- Um circuito, composto por capacitores conectados em paralelo, suaviza o sinal para criar uma saída de tensão semelhante à CC.
- Um regulador produz uma tensão de saída constante específica.
Fontes de alimentação não reguladas não possuem circuito de regulação e, portanto, produzem uma tensão de saída ondulada, o que não é desejável quando é necessária uma tensão precisa. Ainda assim, se for preciso uma solução acessível para uma fonte de Atuador elétrico de baixa tensão, a fonte de alimentação não regulada é uma boa opção.
Fontes de alimentação lineares tendem a não ser muito eficientes, pois dissipam grande quantidade de calor quando o regulador reduz a tensão e tenta mantê-la constante. Portanto, ao optar pela tensão do Atuador, é melhor ficar com uma fonte de alimentação comutada.
Fontes de alimentação comutadas
A fonte de alimentação comutada usa técnicas de comutação por semicondutores, em vez de regulação linear, para produzir uma tensão de saída específica. Elas são muito mais eficientes (ou seja, com menor dissipação de calor) e geralmente mais leves devido ao uso de um transformador menor.
Número de Atuadores
Também é importante considerar quantos atuadores lineares você pretende usar ao selecionar uma fonte de alimentação. Se os atuadores lineares forem conectados em série, a tensão da fonte de alimentação do Atuador será compartilhada entre eles. Por exemplo, se você tiver dois atuadores lineares de 12 VCC conectados em série e ligados a uma fonte de 12 VCC, cada Atuador linear receberia apenas 6 VCC, o que significa que os Atuadores estariam operando a metade de sua capacidade — não é o ideal.
Por outro lado, conectar esses dois atuadores lineares em paralelo simplesmente dobraria a Corrente consumida, mas manteria a mesma tensão, o que está tudo bem desde que a Corrente nominal da sua fonte de alimentação não seja excedida. Se for necessário alimentar mais de um Atuador linear, especialmente se variarem em suas características elétricas, é uma boa prática usar fontes de alimentação separadas para cada um.
Quedas de tensão
Em alguns casos, a fonte de alimentação e o Atuador linear podem estar localizados a uma distância considerável, exigindo um cabo longo. Isso pode causar queda de tensão ao longo do cabo devido à resistência interna do condutor. A equação básica para calcular a queda de tensão em um cabo é a seguinte:
Onde:
– queda de tensão [V].
– comprimento do cabo [m].
– Corrente [A].
– resistividade do cobre [Ω∙mm2/m].
– área da seção transversal do cabo [mm2].
Por exemplo, utiliza-se uma tensão de Atuador linear de 12 VCC a 8 A (carga total). Usa-se uma fonte de alimentação classificada em 12 VCC e 10 A, mas com um cabo de cobre de 50 m (área de seção transversal de 4 mm2) conectado ao Atuador linear. Usando a equação acima, a queda de tensão é de 1,7 V ao usar uma resistividade de 0,017*. Portanto, o Atuador linear operaria com uma tensão fornecida de apenas 10,3 V.
*A resistividade do cobre a 20°C, pela qual a queda de tensão aumentaria aproximadamente 0,4% por °C de aumento.
Essa queda de tensão pode ser muito maior se você levar em consideração tabelas de correção, quedas de tensão internas do controlador/driver e outras perdas elétricas devido aos conectores dos cabos. Portanto, ao selecionar a tensão correta para o seu Atuador linear, você deve considerar as quedas de tensão.
Uma forma de minimizar a queda de tensão é aumentar a área da seção transversal do cabo, reduzindo assim a resistência interna. Alternativamente, os cabos podem ser enterrados no subsolo para evitar a luz solar direta e prevenir quedas de tensão flutuantes devido às variações de temperatura dos cabos ao longo do dia.
Além disso, para ilustrar a importância de usar um cabo de cobre em vez de um cabo de aço ou alumínio, o gráfico abaixo mostra que um cabo de cobre apresenta a menor queda de tensão ao longo de seu comprimento.
Velocidade e força
Atuadores lineares mais lentos geralmente significam maior força de saída e vice-versa. No entanto, uma tensão mais alta é um dos indicativos de que o Motor do Atuador linear é mais potente e pode fornecer mais força. Por outro lado, um Motor de Atuador elétrico de baixa tensão também pode ser combinado com Engrenagens para acelerar o Atuador linear ou aumentar sua força de saída.
De qualquer forma, é importante selecionar a tensão correta do Atuador para que ele opere com desempenho máximo. Depois, durante a operação, a Velocidade e a força podem ser reduzidas usando um controlador para diminuir a tensão, se necessário.
Opções da Progressive Automations
Existem duas opções principais — selecionar uma fonte de alimentação com a tensão certa para o seu Atuador linear ou optar por um Atuador linear com tensão personalizada (atuador com alteração de tensão) que seja adequado para a sua fonte de alimentação. Quanto a esta última, a Progressive Automations oferece principalmente atuadores lineares de 12 VCC, mas há modelos que chegam a 24 VCC, 36 VCC e 48 VCC. Além disso, o PA-12 pode ser personalizado para 7,5 VCC se estiver sendo usada uma fonte de alimentação de baixa tensão para Atuador elétrico.
A Progressive Automations também oferece fontes de alimentação adequadas aos seus atuadores lineares, simplificando o processo de seleção. Conforme discutido anteriormente, certifique-se de que a fonte de alimentação tenha uma tensão suficientemente alta para operar o Atuador linear. Se o Atuador for classificado em 12 VCC, use uma fonte de 12 VCC, desde que estejam bem próximos; caso contrário, opte por uma fonte de maior tensão para compensar as perdas. Além disso, garanta que a Corrente da fonte de alimentação seja maior do que a Corrente consumida pelo Atuador linear em carga total; caso contrário, há risco de superaquecimento da fonte.
Conclusão
É evidente que selecionar a tensão correta para o seu Atuador garantirá que ele funcione de forma eficiente e na Velocidade e força nominais. Sabendo observar as quedas de tensão no cabeamento, o tipo de fonte de alimentação utilizada e a Velocidade/força desejada, você pode ter certeza de que está tomando a decisão correta.