Výkon. Príkon. Spotreba energie. Všetky tieto pojmy sa používajú pri diskusii o spotrebe energie elektrických lineárnych aktuátorov. Čo presne znamenajú a ako vypočítať spotrebu energie 12 V DC motora alebo akéhokoľvek motora/lineárneho aktuátora? Presne to vám chceme ukázať v tomto článku.
Prúdový odber lineárnych aktuátorov
Elektrické lineárne aktuátory ktoré vyrába Progressive Automations, používajú jednosmerné (DC) motory. V závislosti od sily, ktorú môže lineárny aktuátor vyvinúť, sa líši aj veľkosť DC motora. Čím vyššia sila, tým väčší DC motor.
DC motory s nízkym prúdovým odberom sa zvyčajne používajú v aktuátore s nižším menovitým zaťažením – rovnako platí, že DC motor s vyšším prúdovým odberom sa používa v aktuátoroch s vyšším menovitým zaťažením. Hodnoty prúdového odberu sú uvádzané ako prah maximálneho prúdu, ktorý bude DC motor odoberať pri aplikovaní sily rovnajúcej sa menovitej sile aktuátora.
Napríklad skladový PA-04-400LB model má zaťaženie 400lbf a menovitý prúdový odber 12 A. V tomto prípade, keď sa na aktuátor aplikuje 400lbf, prúdový odber bude 12 A pri vstupe 12 V DC. Hoci 12 A pri 400lbs je menovitá hodnota, spôsob použitia aktuátora vo vašej aplikácii môže viesť k aplikovaniu nižšej sily. Prúdový odber zvyšku vášho systému (t. j. riadiaca jednotka, aktívne senzory atď.) však môže viesť k vyššiemu celkovému prúdovému odberu systému, čo znamená vyšší príkon DC motora.
Interpolácia údajov
Pozrime sa na scenár, v ktorom sa na model PA-04-400LB aplikuje sila 150lbf, aby sme z grafu odčítali prúdový odber. Nižšie je graf zaťaženie verzus prúd. Potrebujeme vytvoriť rovnicu na interpoláciu prúdového odberu pri zadanej menovitej sile.
Prúd naprázdno je 4 A a prúd pri plnom zaťažení je 12 A. Vidíme priamu lineárnu závislosť medzi nárastom zaťaženia a nárastom prúdového odberu. Keďže ide o lineárny vzťah, môžeme použiť rovnicu priamky:
y = mx + b
Kde,
y = Prúd (A) pri 12 V DC
x = Zaťaženie (lbs)
m = Sklon čiary prúd verzus zaťaženie pre PA-04 s 400lbs
b = Prúdový odber naprázdno PA-04
Keďže máme hodnoty y a b, musíme určiť m. Na zistenie m potrebujeme zvoliť dva ľubovoľné body na sklone. Použijeme hodnoty naprázdno a pri plnom zaťažení pre y a x. Na výpočet m použite rovnicu nižšie.
Teraz môžeme vypočítať prúdový odber pri 150lbs sile dosadením do rovnice priamky.
Ak použijete vyššie uvedenú rovnicu so zaťažením 150lbs, prúdový odber vychádza 7 A.
Výpočet spotreby energie
Spotreba energie vášho lineárneho aktuátora sa pri ideálnych a skutočných hodnotách môže líšiť vplyvom externých faktorov, ako sú:
- Okolitá teplota.
- Prevádzkové podmienky.
- Odchýlky vo vyhotovení motora.
- Použitie riadiacich zariadení tretích strán.
- Skutočne aplikovaná sila.
Ideálna spotreba energie
Základná rovnica na výpočet spotreby energie je:
Výkon = Napätie * Prúd
Ak chceme vypočítať spotrebu energie PA-04-400LBS pri aplikovanom zaťažení 150lbs, môžeme do rovnice dosadiť vypočítaný prúdový odber 7 A.
Podľa vyššie uvedeného vzorca je vypočítaný príkon pri 150LB pre PA-04-400LB 84 W. To znamená, že môžete porovnať rôzne modely alebo viac lineárnych aktuátorov v systéme, aby ste určili spotrebu energie a zistili, či spĺňa požiadavky vašej aplikácie. Ak nie, môžete vždy znížiť zaťaženie, zvoliť energeticky úsporný lineárny aktuátor alebo znížiť celkový prúdový odber systému. Hodnota výkonu vypočítaná vyššie je však teoretická. Poďme teda získať skutočné meranie.
Skutočná spotreba energie
Na získanie skutočného merania spotreby energie lineárneho aktuátora pri súvislom pohybe s pevne daným zaťažením budete potrebovať voltmeter a ampérmeter na meranie skutočného vstupného napätia a prúdového odberu.
Napríklad vstupné napätie môže byť 12,2 V DC a prúdový odber 7,4 A. V takom prípade bude spotreba energie 90,3 W (pri použití vyššie opísaného vzorca spotreby energie). Porovnaním skutočného a ideálneho prúdového odberu môžeme určiť percentuálnu zmenu medzi týmito dvoma hodnotami.
Skutočná spotreba energie = 90,3 W
Ideálna spotreba energie = 84 W
Pri rozdiele 6,3 W ide o nárast výkonu o 7,6 % vzhľadom na ideálnu hodnotu v porovnaní so skutočnou.
Upravte svoj systém podľa potreby
S týmito výpočtami spotreby energie môžete bezpečne a presne stanoviť požiadavky na výkon vo vašom systéme, aby ste zabezpečili adekvátne rozdelenie výkonu a uplatnenie bezpečnostných opatrení. Môže sa ukázať, že musíte upraviť zaťaženie, lineárny aktuátor alebo napájanie lineárneho aktuátora, aby všetko fungovalo bez prekročenia limitov.
V prípade ďalších otázok nás kontaktujte na čísle 1-800-676-6123 alebo napíšte nášmu tímu na sales@progressiveautomations.com.