Doğru aktüatör voltajını seçerken, onun tam potansiyeliyle çalışmasını sağlayacak değişkenleri dikkate almak kritik öneme sahiptir. Bu başlıca hususlar; mevcut aktüatör Akımı, gerilim, güç (örn. uygun bir güç kaynağı seçimi), gerilim düşümleri ile lineer aktüatörden ihtiyaç duyduğunuz Hız ve kuvveti içerir.
Ayrıca önemli olan sadece sağlanan gerilimin miktarı değil, kalitesidir. Düzenlemesiz güç kaynağı, lineer güç kaynağı ve anahtarlamalı güç kaynağı arasındaki farkı bilmek bu açıdan size fayda sağlayabilir. İnternetteki çeşitli teknik bilgilerle kafanızı karıştırmak yerine, temel kılavuzumuz en iyi satın alma kararını verebilmeniz için tüm elektriksel hususlarda size yol gösterecek.
Güç Mevcudiyeti
Aktüatör gerilimi iki şekilde sağlanabilir – ya büyük bir batarya ile ya da daha yaygın olarak bir güç kaynağı ile. Lineer güç kaynakları, aşağıdaki adımlar yoluyla alternatif akımı (AC) alır ve doğru akım (DC) çıkışı verir:
- AC, gerilimi düşürmek için bir alçaltıcı transformatörden geçer.
- Tam köprü doğrultucu, AC sinyalinin negatif polaritesini keser.
- Paralel bağlı Kondansatörlerden oluşan bir devre, DC benzeri bir gerilim çıkışı oluşturmak için sinyali yumuşatır.
- Bir regülatör, belirli ve sabit bir çıkış gerilimi üretir.
Düzenlemesiz güç kaynaklarında bir regülasyon devresi bulunmaz ve bu nedenle, hassas bir gerilim gerektiğinde istenmeyen dalgalı bir çıkış gerilimi üretirler. Yine de, düşük gerilimli bir elektrikli aktüatör kaynağı için uygun maliyetli bir çözüm gerekiyorsa düzenlemesiz güç kaynağı doğru tercih olabilir.
Lineer güç kaynakları, regülatör gerilimi düşürüp sabit tutmaya çalışırken yüksek miktarda ısıyı dağıttıkları için genellikle çok verimli değildir. Bu nedenle, aktüatör için bir gerilim tercih ederken anahtarlamalı güç kaynağı ile devam etmek en iyisidir.
Anahtarlamalı Güç Kaynakları
Anahtarlamalı güç kaynağı, belirli bir çıkış gerilimi üretmek için lineer regülasyona karşı, yarı iletken anahtarlama teknikleri kullanır. Çok daha verimlidirler (örn. daha az ısı dağıtımı) ve daha küçük bir transformatör kullanıldığından genellikle daha hafiftirler.
Aktüatör Sayısı
Bir güç kaynağı seçerken kaç lineer aktüatör kullanmayı planladığınızı da göz önünde bulundurmak önemlidir. Lineer aktüatörler seri bağlanırsa, güç kaynağının aktüatör gerilimi aralarında paylaşılır. Örneğin, seri bağlı iki 12 VDC lineer aktüatörünüz ve bunların bağlı olduğu 12 VDC bir güç kaynağınız varsa, her bir lineer aktüatör yalnızca 6 VDC alır; bu da aktüatörlerin kapasitelerinin yarısında çalıştığı anlamına gelir – ideal değildir.
Buna karşılık, iki lineer aktüatörü paralel bağlamak, gerilim aynı kalırken sadece Akım çekişini ikiye katlar; bu da güç kaynağınızın nominal akımı aşılmadığı sürece sorun değildir. Birden fazla lineer aktüatör beslenmeliyse – özellikle elektriksel özellikleri farklıysa – her biri için ayrı güç kaynakları kullanmak iyi bir uygulamadır.
Gerilim Düşümleri
Bazı durumlarda, bir güç kaynağı ile lineer aktüatör birbirinden oldukça uzakta konumlanabilir ve uzun bir kablo gerektirebilir. Bu durum, kablonun iç direnci nedeniyle kablo boyunca bir gerilim düşümüne neden olabilir. Kablo üzerindeki gerilim düşümünü hesaplamak için temel denklem aşağıdaki gibidir:
Nerede:
– gerilim düşümü [V].
– kablo uzunluğu [m].
– akım [A].
– bakır özdirenci [Ω∙mm2/m].
– kablonun kesit alanı [mm2].
Örneğin, 8 A (tam Yük) akımda 12 VDC lineer aktüatör gerilimi kullanılıyor olsun. 12 VDC 10 A değerine sahip bir güç kaynağı kullanılıyor, ancak lineer aktüatöre bağlı 50 m bakır kablo (4 mm2 kesit alanı) mevcut. Yukarıdaki denklemi kullanarak, 0,017* özdirenciyle gerilim düşümü 1,7 V olur. Dolayısıyla lineer aktüatör yalnızca 10,3 V sağlanan gerilimle çalışacaktır.
*20°C’de bakırın özdirenci; gerilim düşümü, her °C artışında yaklaşık %0,4 oranında artar.
Düzeltme tabloları, kontrolör/sürücü iç gerilim düşümleri ve kablo Konnektörlerinden kaynaklanan diğer elektriksel kayıpları da hesaba katarsanız bu gerilim düşümü çok daha yüksek olabilir. Bu nedenle, lineer aktüatörünüz için doğru gerilimi seçerken gerilim düşümlerini göz önünde bulundurmalısınız.
Gerilim düşümünü en aza indirmenin bir yolu, kablonun kesit alanını artırarak iç direnci azaltmaktır. Alternatif olarak, kablolar doğrudan güneş ışığından kaçınmak ve gün boyunca kablo sıcaklıklarındaki değişimlerden kaynaklanan dalgalı gerilim düşümlerini önlemek için toprağa gömülebilir.
Ayrıca, çelik veya alüminyum kabloya kıyasla bakır kablo kullanmanın önemini göstermek için, aşağıdaki grafik bir bakır kablonun uzunluğu boyunca en düşük gerilim düşümüne sahip olduğunu gösterir.
Hız ve Kuvvet
Daha yavaş lineer aktüatörler genellikle daha yüksek kuvvet çıkışı anlamına gelir ve tersi de geçerlidir. Bununla birlikte, daha yüksek gerilim; lineer aktüatörün Motor’unun daha güçlü olduğunun ve daha fazla kuvvet üretebileceğinin göstergelerinden biridir. Buna karşılık, düşük gerilimli bir elektrikli aktüatör Motor’u da lineer aktüatörü hızlandırmak veya kuvvet çıkışını artırmak için dişliyle eşleştirilebilir.
Her iki durumda da, aktüatörün en yüksek performansla çalışabilmesi için doğru aktüatör gerilimini seçmek önemlidir. Ardından, çalıştırma sırasında gerekirse bir kontrolör kullanarak gerilimi düşürüp Hız ve kuvveti azaltabilirsiniz.
Progressive Automations Seçenekleri
İki ana seçenek vardır – lineer aktüatörünüz için doğru gerilime sahip bir güç kaynağı seçmek veya güç kaynağınıza uygun, voltajı özelleştirilmiş (voltajı değişen aktüatör) bir lineer aktüatör tercih etmek. İkinci seçeneğe ilişkin olarak Progressive Automations ağırlıklı olarak 12 VDC lineer aktüatörler sunar; ancak 24 VDC, 36 VDC ve 48 VDC’ye kadar çıkan modeller de mevcuttur. Ayrıca, düşük gerilimli elektrikli aktüatör güç kaynağı kullanılıyorsa PA-12, 7,5 VDC’ye özelleştirilebilir.
Progressive Automations ayrıca lineer aktüatörlerine uygun güç kaynakları da sunar ve bu durum seçim sürecini basitleştirir. Daha önce tartıştığımız gibi, güç kaynağının lineer aktüatörü çalıştırmak için yeterince yüksek gerilime sahip olduğundan emin olun. Aktüatör 12 VDC olarak derecelendirilmişse, birbirlerine yakın olmaları koşuluyla 12 VDC güç kaynağı kullanın; aksi takdirde kayıpları hesaba katmak için daha yüksek gerilimli bir güç kaynağı tercih edin. Ayrıca, güç kaynağının Akımının, lineer aktüatörün tam Yükteki akım çekişinden yüksek olduğundan emin olun; aksi hâlde güç kaynağının aşırı ısınma riski vardır.
Sonuç
Aktüatörünüz için doğru gerilimi seçmenin, verimli çalışmasını ve nominal Hız ile kuvvetine ulaşmasını sağladığı açıktır. Kablolamanızdaki gerilim düşümlerine, kullanılan güç kaynağı türüne ve ihtiyaç duyduğunuz Hız/kuvvete dikkat ederek doğru kararı verdiğinizden emin olabilirsiniz.