Ko izbirate pravo napetost aktuatorja, je ključno upoštevati število spremenljivk, ki mu bodo omogočile delovanje s polnim potencialom. Med glavne dejavnike spadajo razpoložljivi tok aktuatorja, napetost, moč (tj. izbira ustreznega napajalnika), padci napetosti ter hitrost in sila, ki ju potrebujete od linearnega aktuatorja.
Poleg količine je pomembna tudi kakovost napetosti. Poznavanje razlike med nereguliranim napajalnikom, linearnim napajalnikom in stikalnim napajalnikom vam lahko prihrani denar. Namesto da bi se izgubili v množici različnih tehničnih informacij na spletu, vas bo naš ključni vodič popeljal skozi vse električne vidike, da boste opremljeni z znanjem za najboljšo nakupno odločitev.
Razpoložljivost napajanja
Napetost aktuatorja lahko zagotovite na dva načina – bodisi z veliko baterijo bodisi, pogosteje, z napajalnikom. Linearni napajalniki sprejmejo izmenični tok (AC) in po nizu korakov na izhodu zagotovijo enosmerni tok (DC), kot sledi:
- AC gre skozi zniževalni transformator, ki zniža napetost.
- Mostični usmernik odreže negativno polariteto AC signala.
- Vezje, sestavljeno iz vzporedno vezanih kondenzatorjev, zgladi signal in ustvari DC‑podobno izhodno napetost.
- Regulator zagotovi specifično, konstantno izhodno napetost.
Neregulirani napajalniki nimajo regulacijskega vezja in zato ustvarjajo valovito izhodno napetost, kar ni zaželeno, če potrebujete natančno napetost. Če pa potrebujete cenovno ugodno rešitev za vir nizkonapetostnega električnega aktuatorja, je neregulirani napajalnik prava izbira.
Linearni napajalniki so običajno manj učinkoviti, saj odvajajo veliko toplote, ko regulator poskuša znižati napetost in jo ohranjati konstantno. Zato je pri izbiri napetosti za aktuator najbolje ostati pri stikalnem napajalniku.
Stikalni napajalniki
Stikalni napajalnik uporablja polprevodniške preklopne tehnike, v nasprotju z linearnim uravnavanjem, za ustvarjanje določene izhodne napetosti. Veliko so učinkovitejši (tj. manj odvajanja toplote) in pogosto lažji zaradi uporabe manjšega transformatorja.
Število aktuatorjev
Pomembno je tudi upoštevati, koliko linearnih aktuatorjev nameravate uporabiti pri izbiri napajalnika. Če so linearni aktuatorji vezani zaporedno, si napetost napajalnika delijo med seboj. Če imate na primer dva 12VDC linearna aktuatorja, vezana zaporedno in priključena na 12VDC napajalnik, bo vsak linearni aktuator prejel le 6VDC, kar pomeni, da aktuatorja delujeta z polovico zmogljivosti – kar ni idealno.
Nasprotno pa bi vzporedna vezava teh dveh linearnih aktuatorjev preprosto podvojila tokovni odjem, napetost pa bi ostala enaka, kar je v redu, dokler ne presežete nazivnega toka vašega napajalnika. Če je treba napajati več kot en linearni aktuator, zlasti če se razlikujejo po električnih karakteristikah, je dobra praksa uporabiti ločene napajalnike za vsakega.
Padci napetosti
V nekaterih primerih sta lahko napajalnik in linearni aktuator precej oddaljena, zato je potreben dolg kabel. Zaradi notranje upornosti vodnika lahko to povzroči padec napetosti po kablu. Osnovna enačba za izračun padca napetosti po kablu je naslednja:
Kjer:
– padec napetosti [V].
– dolžina kabla [m].
– tok [A].
– specifična upornost bakra [Ω∙mm2/m].
– prečni prerez kabla [mm2].
Na primer, uporabljena je napetost linearnega aktuatorja 12VDC pri 8A (polna obremenitev). Uporabimo 12VDC 10A napajalnik, vendar s 50m bakrenim kablom (prečni prerez 4mm2), priključenim na linearni aktuator. Po zgornji enačbi je padec napetosti 1.7V pri specifični upornosti 0.017*. Zato bi linearni aktuator deloval le pri napajalni napetosti 10.3V.
*Specifična upornost bakra pri 20°C, pri čemer se padec napetosti poveča približno za 0,4% na °C povečanja.
Ta padec napetosti je lahko precej večji, če upoštevate korekcijske tabele, notranje padce napetosti v krmilniku/gonilniku in druge električne izgube zaradi kabelskih konektorjev. Zato morate pri izbiri prave napetosti za svoj linearni aktuator upoštevati padce napetosti.
Eden od načinov za zmanjšanje padca napetosti je povečanje preseka kabla, s čimer zmanjšate notranjo upornost. Alternativno lahko kable zakopljete v zemljo, da se izognete neposredni sončni svetlobi in preprečite nihanje padcev napetosti zaradi spreminjanja temperature kablov čez dan.
Poleg tega za ponazoritev pomembnosti uporabe bakrenega kabla v primerjavi z jeklenim ali aluminijastim kabelom spodnji graf prikazuje, da ima bakreni kabel najnižji padec napetosti po svoji dolžini.
Hitrost in sila
Počasnejši linearni aktuatorji običajno pomenijo večjo izhodno silo in obratno. Višja napetost pa je eden od pokazateljev, da je motor linearnega aktuatorja zmogljivejši in lahko zagotovi več sile. Po drugi strani lahko tudi nizkonapetostni motor električnega aktuatorja kombinirate z zobniškim prenosom, da pospešite linearni aktuator ali povečate njegovo izhodno silo.
V vsakem primeru je pomembno izbrati pravo napetost aktuatorja, da lahko deluje na vrhunski ravni. Med delovanjem lahko nato po potrebi hitrost in silo zmanjšate s krmilnikom, ki zniža napetost.
Možnosti pri Progressive Automations
Na voljo sta dve glavni možnosti – izberite napajalnik s pravo napetostjo za vaš linearni aktuator ali pa se odločite za napetostno prilagojen (aktuator s spremenljivo napetostjo) linearni aktuator, ki ustreza vašemu napajalniku. Pri drugi možnosti Progressive Automations pretežno ponuja 12VDC linearne aktuatorje, na voljo pa so tudi modeli do 24VDC, 36VDC in 48VDC. Poleg tega je mogoče PA-12 prilagoditi na 7.5VDC, če uporabljate napajalnik za nizkonapetostni električni aktuator.
Progressive Automations ponuja tudi napajalnike, prilagojene njihovim linearnim aktuatorjem, kar poenostavi izbiro. Kot že omenjeno, zagotovite, da ima napajalnik dovolj visoko napetost za delovanje linearnega aktuatorja. Če je aktuator ocenjen na 12VDC, uporabite 12VDC napajalnik, če sta dovolj blizu skupaj, sicer pa izberite napajalnik z višjo napetostjo, da upoštevate izgube. Prav tako zagotovite, da je tok napajalnika višji od tokovnega odjema linearnega aktuatorja pri polni obremenitvi, sicer tvegate pregrevanje napajalnika.
Zaključek
Očitno je, da bo izbira prave napetosti za vaš aktuator zagotovila učinkovito delovanje pri nazivni hitrosti in sili. Če boste pozorni na padce napetosti po kablih, vrsto uporabljenega napajalnika ter želeno hitrost/silo, boste lahko prepričani, da sprejemate pravo odločitev.