Lineárne aktuátory sú nepochybne hviezdou modernej oblasti riadenia pohybu. Tieto elegantné zariadenia nachádzajú široké uplatnenie v rôznych odvetviach, ako sú letectvo a zdravotníctvo. Rovnako dôležité sú aj pre domácich používateľov – využívajú sa v zariadeniach na každodenné použitie, napríklad na starostlivosť o trávnik.
Vďaka svojej širokej využiteľnosti ponúkajú lineárne aktuátory množstvo možností prispôsobenia. Dodávajú sa v rôznych veľkostiach, výkonových triedach a stupňoch ochrany – v podstate môžete mať všetko, čo od ich schopností potrebujete.
Pri výbere lineárneho aktuátora pre vašu aplikáciu je kľúčové rozhodnutie, či zvoliť koncový spínač alebo zariadenie nadprúdovej ochrany. Vysvetlíme, čo tieto dve veci sú, ich výhody a nevýhody a prečo by ste si pre svoju aplikáciu zvolili jedno pred druhým.
Koncové spínače & nadprúdová ochrana: Prečo ich potrebujete?
Koncové spínače aj zariadenia nadprúdovej ochrany sú zodpovedné za zastavenie aktuátora, keď sa má zastaviť – na konci Zdvihu a niekedy aj v strede Zdvihu.
Z elektrického hľadiska slúžia rovnakej zásadnej funkcii ochrany motora pred nadprúdom. Mať v lineárnom aktuátore obvod nadprúdovej ochrany je nevyhnutné, pretože problémy s nadprúdom môžu viesť k významnému poškodeniu elektrických komponentov, ako je motor a kabeláž.
Nadprúd je priamym dôsledkom toho, že aktuátor dostane väčšie Zaťaženie, než dokáže zniesť. Na konci Zdvihu ho spôsobuje obmedzenie dané pevnou dĺžkou Zdvihu rámu. V situáciách v strede Zdvihu môže každý fyzický predmet v dráhe pohybu spôsobiť nadprúd. Nasledujúci graf je vizuálnym zobrazením toho, ako spolu súvisia Zaťaženie a Prúd. Ukazuje, že Prúd je priamo úmerný sile pôsobiacej na lineárny aktuátor.
Cieľom je zabrániť tomu, aby motor odoberal Prúd pri akomkoľvek Zaťažení nad označeným bodom, pretože všetky kombinácie Zaťaženia a Prúdu nad týmto bodom sú nebezpečné a treba sa im za každú cenu vyhnúť.
Čo je koncový spínač?
Koncové spínače sú elektronické zariadenia, ktoré definujú konce Zdvihu lineárneho aktuátora. Po dosiahnutí jedného alebo druhého konca Zdvihu sa tyč dotkne koncového spínača, ktorý okamžite vypne napájanie motora, čím zastaví pohyb tyče a zabráni možnému poškodeniu.
Koncové spínače sú zvyčajne nastaviteľné v rámci Zdvihu. To znamená, že ak máte 1’ lineárny aktuátor, ale požadovaná dĺžka Zdvihu je 9”, dosiahnete to tak, že jeden z koncových spínačov posuniete o 3” bližšie k druhému.
Na trhu sa stretnete s tromi typmi konfigurácie koncových spínačov. Pozrime sa, čo každý z nich obnáša:
Konfigurácia 1: Bez spätnej väzby
Koncový spínač bez spätnej väzby funguje samostatne. Dokáže priamo odpojiť napájanie motora a na svoju funkciu nepotrebuje žiadne ďalšie zariadenie. Technicky vzaté nie je súčasťou riadiaceho systému, je to len komponent v obvode.
Ide o štandardnú, predvolenú voľbu vo väčšine lineárnych aktuátorov a je najjednoduchšia zo všetkých troch.
Konfigurácia 2: Nezávislá spätná väzba
Táto možnosť je pravým opakom tej prvej. Koncový spínač pôsobí ako zariadenie Spätnej väzby v riadiacej slučke, ktorá spravuje napájanie motora.
Od verzie „Bez spätnej väzby“ sa líši tým, že nedokáže sám odpojiť napájanie motora – rozhodnutie je v rukách riadiacej jednotky.
Výhodou tohto riešenia je, že slučka Spätnej väzby je nezávislá od kabeláže motora, takže používateľ má kontrolu nad napätím signálu. Má to však aj nevýhodu. Táto konfigurácia nie je taká spoľahlivá ako ostatné, pretože do návrhu pribúda ďalší riadiaci systém, čo zvyšuje zložitosť aj riziko chyby.
Konfigurácia 3: Inline spätná väzba
Inline spätná väzba kombinuje funkčnosť predošlých dvoch možností. Koncový spínač pôsobí ako jednotka Spätnej väzby a samotný signál Spätnej väzby je zodpovedný za vypnutie motora.
Čo je nadprúdová ochrana?
Nadprúdová ochrana pre lineárne aktuátory je presne to, ako znie. Ide o špecializované zariadenie, ktoré sleduje úroveň Prúdu v obvode a vypne motor, ak sú hodnoty Prúdu príliš vysoké.
Najlepšie si to predstavíte ako poistku, čo je najjednoduchšie zariadenie nadprúdovej ochrany. Ticho „sedí“, keď obvod funguje normálne, no v momente, keď Prúd dosiahne nebezpečnú úroveň, uvedie sa do činnosti.
Ktorá je najlepšia pre moju aplikáciu?
Voľba nadprúdovej ochrany sa líši prípad od prípadu a závisí výlučne od povahy aplikácie. Je dôležité vedieť, že hoci mať tieto dve možnosti súčasne vyzerá výhodne, výrobcovia to zvyčajne neponúkajú. Väčšina lineárnych aktuátorov umožňuje len jednu z nich, takže sa musíte rozhodnúť, ktorú potrebujete.
Nižšie sme vyzdvihli niektoré hlavné body Pre a Proti oboju systémov. Potom si budete môcť presne určiť, čo sa lepšie hodí pre vašu aplikáciu.
Výhody a nevýhody koncových spínačov
Koncové spínače sú v lineárnom aktuátore veľmi užitočné. Ako všetko, aj nákup lineárneho aktuátora s koncovým spínačom má svoje výhody aj nevýhody.
Výhody spočívajú v pestrosti možností, ktoré pri koncovom spínači máte. V závislosti od konkrétnej aplikácie si môžete zvoliť ktorúkoľvek z troch uvedených konfigurácií. Ďalším pozitívom je, že koncové spínače môžu byť súčasťou inteligentných riadiacich systémov, čo znamená, že ich môžete naprogramovať podľa svojich potrieb.
Nevýhodou koncového spínača je, že poskytuje ochranu iba na koncoch Zdvihu. Ak sa váš aktuátor stretne s problémom v strede Zdvihu, koncový spínač s tým nič neurobí – a to vedie k problémom. Ak ste omylom zle vypočítali dĺžku Zdvihu a podľa toho nastavili koncové spínače, aktuátor sa môže potenciálne zničiť. Podobne, akákoľvek nepredvídaná prekážka môže viesť k rovnakému scenáru.
Výhody a nevýhody nadprúdovej ochrany
Najväčšou výhodou zariadenia nadprúdovej ochrany je, že poskytuje ochranu aj v strede Zdvihu. Na rozdiel od koncových spínačov dokáže vypnúť motor kdekoľvek na jeho dráhe. Ak napríklad používate lineárny aktuátor na otvárač garážových dverí a pri zatváraní sa v mechanizme niečo zasekne, toto zariadenie zabráni poškodeniu tým, že motor vypne. S koncovým spínačom by motor bežal dovtedy, kým by nepovolili dvere, aktuátor alebo prekážka.
Významnou nevýhodou nadprúdovej ochrany pre lineárne aktuátory je, že ju nemožno spárovať s inteligentným systémom založeným na Spätnej väzbe. To robí váš aktuátor o niečo menej presným pri podmienkach preťaženia. Druhá nevýhoda pramení z tej prvej. Tieto zariadenia sú navrhnuté tak, aby spustili iba pri maximálnom Zaťažení, čo znamená, že motor vypnú až vtedy, keď Prúd aj Zaťaženie dosiahnu maximum. V dôsledku toho sa môžu mechanické dorazy viac opotrebúvať, pretože sú pri každom cykle vystavené maximálnej sile, a budú vyžadovať dodatočnú údržbu. Naše lineárne aktuátory sú však dimenzované na opakované namáhanie dorazov pri použití nadprúdovej ochrany.
Čo ponúka trh?
Dúfame, že máte v téme oveľa jasnejšie a náš článok vám pomohol rozhodnúť sa, čo potrebujete. Progressive Actuators ponúka kompletný rad špičkových lineárnych aktuátorov, ktoré môžu výborne doplniť vaše produkty. Máme špičku ponuky PA-13 , ktorý integruje koncové spínače aj nadprúdovú ochranu, a aktuátory ako PA-01 , ak už máte jasno v tom, čo potrebujete.
Ak máte pocit, že pred nákupom potrebujete odborné poradenstvo, neváhajte nás kontaktovať a dozvedieť sa viac!
Zapojenie koncového spínača lineárneho aktuátora je tu odlišné, pretože signál Spätnej väzby je vedený v napájacej línii motora. Ide o pomerne spoľahlivé riešenie, keďže nadprúdová ochrana je založená na Spätnej väzbe a koncový spínač autonómne vypína motor.
Pri tejto možnosti treba myslieť na to, že signál Spätnej väzby musí mať rovnaké napätie ako napájanie, keďže zdieľajú jednu líniu. Je potrebné zabezpečiť zosilnenie signálu na požadované napätie.