Der ultimative Leitfaden für Aktuatoren

Autor: Robbie Dickson

Wikipedia: Robbie Dickson

FIRGELLIUltimatives Leitfaden für Aktuatoren

Erschöpfen Sie die Kraft der Aktuatoren frei: der endgültige Leitfaden für Design, Auswahl und Optimierung

Wussten Sie, dass es Hunderte von gibtAktuatorenin einem typischen Auto?, tatsächlichwird geschätzt, dass es in einem Auto über 50 Aktuatoren vieler verschiedener Typen gibt Das kann man nie sehen. Wie wäre es mit zu Hause? Zu Hause werden auch viele verschiedene Typen für mehrere Anwendungen und Anwendungsfälle verwendet. Der Punkt ist, dass die Aktuatoren in vielen verschiedenen Formen und Typen erhältlich sind und das Wasser automatisch in einer Waschmaschine einschalten, einen Fernseher aus einem Schrank herausheben oder diese Kaffeemaschine jeden Morgen bedienen können. Der Punkt ist, dass Aktuatoren seit Jahrzehnten in Anträgen, die wir alle jeden Tag für selbstverständlich halten.

FIRGELLI ist ein weltweit führender Anbieter, Lieferant und Hersteller von elektrischen Aktuatoren. Wir sind seit über 20 Jahren da und arbeiten mit Tausenden von Kunden für sehr spezifische Anwendungen in jeder Branche zusammen, die Sie sich vorstellen können. Unser Fokus liegt auf der Erstellung von Geräten, die den Bedürfnissen unseres Kunden entsprechen. Deshalb haben wir einen der größten Bereiche an Aktuatoren. Vom Tesla bis zum Terminator liefern wir eine wahnsinnige Reihe von Unternehmen mit verschiedenen Produktbereichen, und das machen wir weltweit.

DasDer ultimative Leitfaden für Aktuatoren geht es darum, die Menschen über alles aufzuklären, was ein Aktuator ist. Wir werden sie ausführlich in sie eingehen und sie aus jedem Blickwinkel abdecken. Unser Hauptaugenmerk liegt auf elektrischen Aktuatoren, da dies unsere primäre Produktpalette ist. Wir können jedoch nicht andere Typen vergessen und wir werden sie auch abdecken, da es wichtig ist, die Vor- und Nachteile all dieser verschiedenen Typen zu verstehen, unabhängig davon, ob wir uns entwickeln diese anderen Typen oder nicht.

Kapitel 1

Elektrischer linearer Aktuator

 

ElektrischLineare Aktuatoren sind Geräte, die eine Energiequelle in eine physikalische mechanische Bewegung in einer geraden Linie (linearer Aktuator) oder einer Drehbewegung (Rotationsaktuator) umwandeln. Sie unterscheiden sich von hydraulischen und pneumatischen Aktuatoren, da sie entweder Druckluft oder Flüssigkeit verwenden, um sich etwas zu bewegen. Sie sind auch zuverlässiger, erfordern weniger Wartung und sind oft günstiger, aber lassen Sie uns genauer darauf einlassen.

Der Betrieb eines elektrischen Aktuators wird erreicht, indem die Drehbewegung eines Wechselstrom- oder Gleichstrommotors in eine lineare Bewegung oder Drehbewegung umgewandelt wird, jedoch von einer typischen Geschwindigkeit von 2000 U / min bis zu etwas geeignet ist, auf etwas besser geeignetes (linearer oder rotierender) zu erstelligerer Bewegung (linear oder rotär), die besser geeignet sind (linear oder rotär), die sich eher für eine Bewegung geeignet sind (linear oder rotär). Das kann dann nützlich gemacht werden, um etwas Praktisches zu tun. Mit nützlichem Grund bedeuten wir das Drehmoment, indem wir die Geschwindigkeit verringern, ein notwendiges Verfahren für jeden elektrischen Stellantrieb. Für lineare Aktuatoren bewegt sich die an der Schraube befestigte Welle abhängig von der Drehung der Schraube in einer geraden Linie nach oben oder unten und liefert einen Druck- oder Ziehwirkung auf die Last. Elektrische lineare Aktuatoren können auch leicht in die Positionierung von Feedback für eine präzise Steuerung integriert werden. Die Gleichspannung wird typischerweise als sicherer als Wechselspannung angesehen, aber in beiden Quellen sind Aktuatoren erhältlich.

Häufige Arten von elektrischen Aktuatoren

Auf dem Markt gibt es verschiedene Arten elektrischer linearer Aktuatoren, jeweils von der spezifischen Anwendung eigene Vor- und Nachteile. In diesem Artikel werden wir die drei Hauptstile elektrischer linearer Aktuatoren untersuchen: Inline, L-förmig und parallel, Rotary und Spur (Slide-Aktuator)

Inline -Aktuator

INline Electric Linear Aktuatoren sind eine beliebte Wahl für Anwendungen, die hohe Geschwindigkeits- und Kraftfunktionen in einem kompakten Design erfordern. Diese Aktuatoren verfügen über einen Motor- und Aktuatorstab, der auf derselben Achse ausgerichtet ist, um ein optimiertes Design zu ermöglichen, das Platz spart. Inline -Aktuatoren haben jedoch einen großen Nachteil, und das ist, dass sie tendenziell länger sind als jeder andere Typ von Aktuator, da der Motor und der Getriebe hinter der Antriebs -Bleischraube sitzen müssen, die die Gesamtlänge länger ist, während die meisten anderen Aktuator Typen Der Motor kann an der Seite des Hauptkörpers sitzen. Der große Vorteil ist jedoch, dass sie dazu neigen, ein viel schöneres Design zu sein. Sie erscheinen schlanker und attraktiver, was sie ideal für Anwendungen macht, in denen sie gesehen werden.

Inline -Aktuator

L-förmiger Aktuator

L-förmige elektrische lineare Aktuatoren sind eine weitere beliebte Option, insbesondere für Anwendungen, in denen der Platz begrenzt ist. Diese Aktuatoren haben a Motor und Getriebe in einem rechten Winkel zur Stellantriebsstangeeine L-Form erstellen. L-förmige Aktuatoren werden häufig für Möbelautomatisierung, industrielle Automatisierung und Automobilanwendungen verwendet.

L-förmiger Aktuator

Parallelantrieb

Parallele Electric Lineare Aktuatoren sind möglicherweise die häufigste Art des Aktuators für hohe Kraft- und Präzisionsanwendungen und Merkmal a Motor- und Getriebe, die parallel zum Aktuatorkörper montiert sind Dadurch kann die Gesamtlänge kompakter sein. Der Antriebsmechanismus besteht in der Regel an den Zahnrädern, was sie neuer machen kann, aber das ist der Kompromiss für einen kompakteren Aktuator.

L-förmiger Aktuator

Rotary -Aktuator

A Rotary -Aktuator ist eine Art von Aktuator, bei dem die Die endgültige Antriebsbewegung ist rotär anstelle von linear. Im Gegensatz dazu kann ein linearer Aktuator als Drehantrieb mit einer Bleischraube, Antriebsmutter und Stange betrachtet werden, die die Drehbewegung von einem Drehantrieb in lineare Bewegung über die Bleischraube umwandelt. Rotationsaktuatoren haben eine kontinuierliche Antriebsbewegung in beide Richtungen, ohne Stopps oder Grenzen, es sei denn, es wird eine Stoppkomponente hinzugefügt.

Rotary -Aktuatoren sind vielseitig und können verwendet werden, indem Sie etwas am Antriebsflansch anbringen, um die gewünschte Bewegung in der endgültigen Anwendung zu erstellen. Es ist jedoch wichtig, das für die Anwendung erforderliche Drehmoment und Geschwindigkeit zu berücksichtigen. Da Rotationsaktuatoren eine Winkelkraft haben, werden sie basierend auf Drehmoment- und Geschwindigkeitsabmessungen ausgewählt. Es ist erwähnenswert, dass das Drehmoment und der Geschwindigkeitskompromoment gegeneinander ein hohes Drehmoment zu einer geringeren Geschwindigkeit führen und umgekehrt. Dies liegt an der Art und Weise, wie Zahnradverhältnisse in jeder Art von Bewegung funktionieren, bei denen sich zwischen dem Antriebsmotor und dem endgültigen Antriebsrad Zahnräder befindet.

Rotary -Aktuator

Track -Aktuator - Slide Aktuator

Der Spurantrieb, auch als Slide -Aktuator bezeichnet, arbeitet anders als andere Aktuatoren, da er keine Schacht oder Stange hat, die in das Ende des Aktuators in und aus gleitet. Stattdessen, Ein Wagen gleitet entlang des Hauptkörpers oder der Spur des Stellantriebs. Dieses einzigartige Design macht es ideal für bestimmte Anwendungen, wie z. B. Massagestühle oder industrielle Montage -Linien, in denen die Strecke wiederholt etwas hinein- und ausschieben muss.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Art von Aktuator ist die Vielseitigkeit bei der Installation. Der Wagen oder die Nuss, wie sie manchmal genannt werden, haben verschiedene Gewindelöcher, die es einfach machen, Dinge an sie zu befestigen. Darüber hinaus ist es möglich, mehr als einen Wagen auf derselben Strecke zu installieren, was die Festigkeit und Steifheit erhöht.

Track -Aktuator - Slide Aktuator

So wählen Sie den richtigen elektrischen linearen Aktuator aus

Bei der Auswahl eines elektrischen Aktuators ist es wichtig, die spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung zu berücksichtigen. Bei verschiedenen Aktuatormodellen wie parallelen, L-förmigen oder Inline-Motoren, die für eine Vielzahl von Anwendungen verfügbar sind, kann die Auswahl des richtigen Auswahl einer Herausforderung sein. Wir haben einen separaten Artikel speziell zum Thema des Themas geschrieben Verschiedene Arten von elektrischen Aktuatorstilen hier

Betrachten Sie die Lastanforderungen:

Um eine optimale Leistung und Effizienz zu gewährleisten, ist es wichtig, Last, Geschwindigkeit, Arbeitszyklus, verfügbare Raum, Umgebung und andere technische Einschränkungen Ihrer Anwendung zu definieren. Das Definieren der erforderlichen Last bestimmt die Komponenten des Aktuators wie Motor-, Nuss-, Spindel-, Zahnräder- und Kugellager, abhängig von der Betriebsrichtung und Länge des Aktuators. In ähnlicher Weise hilft Ihnen die Ermittlung der gewünschten Geschwindigkeit und des Arbeitszyklus, einen Aktuator auszuwählen, der die spezifischen Geschwindigkeits- und Dienstleistungsanforderungen Ihrer Anwendung erfüllen kann.

Betrachten Sie die Raumzuweisung:

Ein weiterer entscheidender Faktor bei der Auswahl eines Aktuators ist der verfügbare Raum für die Integration in Ihre Anwendung. Abhängig von Ihren Platzbeschränkungen können bestimmte Aktuatormodelle, wie z. B. elektrische Aktuatoren, besser geeignet sein als andere. Unterschiedliche Antriebstypen haben jeweils ihre Pro-und-Cons, wenn es um ihre Größe geht. Zum Beispiel macht ein Inline-Aktuator die Aktuatoren für eine bestimmte Schlaganfalllänge im Vergleich zu einem normalen L-förmigen Aktuator viel länger.

Betrachten Sie die Umgebung, die sie betreiben wird:

Die Betriebsumgebung ist auch bei der Auswahl eines elektrischen Aktuators eine wesentliche Überlegung. Es sind unterschiedliche Materialien und Eindringschutzbewertungen erforderlich, basierend darauf, ob die Geräte im Innen- oder Außenbereich im Innen- oder Außenbereich betrieben werden, Staub, Feuchtigkeit oder intensive Reinigung ausgesetzt sind und ob es einen stillen Betrieb erfordert.

Letztendlich hängt die Auswahl eines elektrischen Aktuators von einer Vielzahl von Parametern ab, und es ist wichtig, einen linearen Aktuator auszuwählen, der den spezifischen Anforderungen Ihrer Anwendung erfüllt. Während das Budget auch ein Faktor für die Projektplanung ist, können Sie alle Parameter bewerten, um das am besten geeignete Gerät für Ihre Anwendung zu erstellen. Stellen Sie bei der IP-Bewertung von IP-Bewertungsanforderungen sicher, dass Sie die richtige IP-Bewertung des Aktuators auswählen, um der spezifischen Umgebung zu entsprechen, in der Sie in Betrieb sind. Wir haben einen separaten Artikel nur zum Thema geschrieben IP -Bewertungen hier

Kapitel 2

Vergleich von Aktuatorsystemen: Schlüsselmerkmale und Überlegungen

Vergleich verschiedener Aktuatorsysteme: Pneumatische, hydraulische und elektrische

Aktuatoren sind wesentliche Komponenten in der Fertigungs- und Automatisierungsbranche. Sie werden verwendet, um Bewegungen in Maschinen und Systemen zu erzeugen und Energie in Bewegung umzuwandeln. Es gibt verschiedene Arten von Aktuatorsystemen, wobei die drei am häufigsten pneumatischen, hydraulischen und elektrischen sind. Wir werden die Eigenschaften, Vorteile und Nachteile jedes Aktuatorsystems diskutieren und sie miteinander vergleichen.

Pneumatisches Aktuatorsystem

In der Branche werden in der Branche aufgrund ihrer geringen Kosten und der Einfachheit weit verbreitet. Sie bestehen aus einem einfachen Kolben in einem hohlen Zylinder, der sich in einer linearen Bewegung bewegt. Diese Aktuatoren benötigen Luftkompressor, Regler und einen Luftzylinder, um Druck zu halten. Wenn der Zylinder Druck ausgeübt wird, bewegt sich der Kolben und erzeugt die erforderliche lineare Kraft. Der Rückzug kann entweder durch eine Federverkehrskraft oder durch Flüssigkeit auf die gegenüberliegende Seite des Kolbens erreicht werden.

Einer der Hauptnachteile von pneumatischen Aktuatoren ist, dass es schwierig ist, Positionsgenauigkeit zu erreichen. Die Positionierung der mittleren Schlaganfälle erfordert zusätzliche Komponenten und Benutzerunterstützung, was es schwierig macht, die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Zusätzlich haben pneumatische Aktuatoren im Vergleich zu hydraulischen und elektrischen Aktuatoren eine begrenzte Lastbewertung.

Hydraulisches Aktuatorsystem

Hydraulische Aktuatorsysteme sind bekannt für ihre Fähigkeit, sehr hohe Kräfte und lange Schläge zu produzieren. Sie verwenden eine inkompressible Flüssigkeit, die von einer Pumpe geliefert wird, um den Zylinder in einer linearen Bewegung zu bewegen. Diese Aktuatoren bestehen aus zwei wesentlichen Komponenten: einem Steuergerät wie variablen Drosseln oder gepaarten Folienventilen und einer Betätigungskomponente wie einem Kolben oder einem Steuerungsventilschieber. Sie können sehr hohe Kräfte und lange Striche, aber nicht programmierbar sind.

Hydraulische Aktuatoren sind explosionsfest, schockdes und feindsicher, wodurch sie für gefährliche Umgebungen geeignet sind. Sie sind jedoch auch sehr komplex und erfordern eine Hochdruckpumpe, Hochdruckregulatoren und ein Hydraulikflüssigkeitsreservoir. Die hydraulischen Flüssigkeitslecks und die Entsorgung können ebenfalls schwierig sein und eine Wartung erfordern.

Elektrisches Aktuatorsystem

Elektrische Aktuatorsysteme sind sehr präzise und machen sie für Hochgeschwindigkeits-, Kraft-, Präzisions- und kontrollierte Beschleunigungs- und Verzögerungsanwendungen geeignet. Diese Aktuatoren wandeln die Rotationskraft eines Motors in lineare Bewegungen um, wobei eine Schraube ein Drück-/Pull -Effekt erzeugt. Durch Drehen der Schraube des Aktuators über den Motor bewegt sich die Mutter in einer linearen Bewegung nach oben und unten. Elektrische Aktuatoren sind ebenfalls programmierbar und bieten mit einem elektronischen Controller Flexibilität in Bewegungssteuerungsfunktionen.

Im Vergleich zu hydraulischen und pneumatischen Aktuatoren, Elektrische Aktuatoren sind am zuverlässigsten und benötigen fast keine Wartung. Sie sind auch umweltfreundlich und haben minimale Auswirkungen. Sie haben jedoch eine begrenzte Fähigkeit, Stoßlasten zu handhaben, was zu mechanischen Beschädigungen führen kann. Sie sind auch langsam bis hoch, aber stark korreliert mit der Kraft, was bedeutet, dass hohe Geschwindigkeit eine niedrige Kraft bedeutet, aber niedrige Geschwindigkeitsfähigkeit hoher Kraftkapazitäten bedeutet.

Vergleich der Eigenschaften

In der folgenden Tabelle haben wir die Eigenschaften jedes Aktuatorsystems zusammengefasst. Elektrische Aktuatoren sind die einfachste und kostengünstigste Option, pneumatisch, aber sie haben nur begrenzte Lastbewertungen und sind schwierig zu erreichen, Positionsgenauigkeit zu erreichen. Hydraulische Aktuatoren sind in der Lage, sehr hohe Kräfte und lange Striche zu erzeugen, was sie für Hochleistungsanwendungen geeignet ist, sie sind jedoch komplex und erfordern Wartung. Elektrische Aktuatoren sind die zuverlässigsten und präzissten, aber sie sind nur begrenzt mit Stoßlasten umgehen.

In Bezug auf Effizienz und Betriebskosten sind elektrische Aktuatoren der klare Gewinner mit niedrigen Betriebs- und Wartungskosten. Pneumatische Aktuatoren haben moderate Kauf- und Betriebskosten, während hydraulische Stellantriebe hohe Kauf- und Betriebskosten haben. Hydraulische Aktuatoren haben jedoch eine lange Lebensdauer, was sie langfristig zu einer kostengünstigen Lösung macht.

Abschluss

Abschließend erfordert die Auswahl des richtigen Aktuatorsystems für Ihre Anwendung eine sorgfältige Prüfung Ihrer spezifischen Bedürfnisse, da jede Vor- und Nachteile hat. Pneumatische, hydraulische und elektrische Aktuatorsysteme haben alle einzigartige Eigenschaften, die sie für bestimmte Anwendungen geeignet machen. Pneumatische Systeme eignen sich ideal für einfache Anwendungen, die hohe Geschwindigkeit erfordern, während hydraulische Systeme für Hochleistungsanwendungen am besten geeignet sind, die hohe Kraft und lange Schläge erfordern. Elektrische Systeme sind sehr präzise und zuverlässig, um sie zur besten Option für Anwendungen zu machen, die Genauigkeit und Wiederholbarkeit erfordern.

Es ist wichtig, Faktoren wie Lastbewertung, Positionsgenauigkeit, Betriebskosten und Wartung bei der Auswahl eines Aktuatorsystems zu berücksichtigen. Durch das Abwägen der Vor- und Nachteile jedes Systems können Sie eine fundierte Entscheidung treffen, die eine optimale Leistung und Effizienz Ihrer Anwendung gewährleistet. Die obige Tabelle dient als nützliches Werkzeug für Vergleich der verschiedenen Aktuatorsysteme eine fundierte Entscheidung für Ihre Bewerbung treffen.

 

Eigenschaften Pneumatisch Hydraulik Elektrisch
Komplexität Benötigt einen Luftkompressor, einen Regler und möglicherweise einen Luftzylinder, um Druck zu halten Sehr komplexes System. Erfordert Hochdruckpumpe, Hochdruckregulatoren, Hydraulikflüssigkeitsbehälter Sehr einfach. Aktuatoren sind ein einzelnes selbst inhaltliches System.
Spitzenleistung Hoch Sehr hoch Hoch
Kontrolle Einfache Ventilsteuerung, betrieben über Magnetaktuatoren Einfache Ventilsteuerung, betrieben über Magnetaktuatoren Flexibilität der Bewegungssteuerungsfunktionen mit elektronischem Controller
Position Sehr schwierig, Positionsgenauigkeit zu erreichen Die Positionierung der mittleren Schlaganfälle erfordert zusätzliche Komponenten und Benutzerunterstützung Die Positionierungsfunktionen und die Geschwindigkeitskontrolle ermöglichen die Synchronisation und viele andere Steuerungsoptionen auf Mikron -Kontrollpegel.
Geschwindigkeit Sehr hoch Mäßig Langsam bis hoch, aber stark korreliert mit der Kraft. Hochgeschwindigkeit bedeutet also niedrige Kraft, aber niedrige Geschwindigkeit bedeutet hohe Kraftfähigkeiten
Lastbewertungen Hoch Sehr hoch Kann je nach Geschwindigkeitskompromiss hoch sein
Lebensdauer Mäßig Lang Lang
Beschleunigung Sehr hoch Sehr hoch Mäßig
Stoßlasten In der Lage, Stoßlasten zu handhaben Explosionssicher, schockdestell und feindsicher Die eingeschränkte Fähigkeit, Stoßlasten zu handhaben - kann mechanische Beschädigungen verursachen.
Umwelt Hohe Geräuschpegel Hydraulikflüssigkeitslecks und Entsorgung Minimale Effekte
Versorgungsunternehmen Kompressor, Strom, Rohre Pumpe, Strom, Hydraulikbehälter, Rohre Nur Macht
Effizienz Niedrig Niedrig Hoch
Zuverlässigkeit Exzellent Gut Gut
Wartung Hohe Benutzerwartung Hohe Benutzerwartung Wenig bis gar keine Wartung
Kaufkosten Mittel Hoch sehr niedrig
Betriebskosten Mäßig Hoch Niedrig
Wartungskosten Niedrig Hoch Niedrig

 

Kapitel 3

Komponenten in einem elektrischen linearen Aktuator

 

Es gibt viele Komponenten in einem typischen elektrischen Aktuator. Hier sind einige der gängigen Komponenten, die in einem elektrischen linearen Aktuator gefunden werden können:

  1. Elektromotor - bietet die Leistung, um die Stange oder Welle des Stellantriebs ein- und auszuschieben
  2. Bleischraube oder Kugelschraube - Umwandle die Drehbewegung des Motors in lineare Bewegung des Ausgangsstabes des Aktuators
  3. Encoder- oder Limitschalter - Stellen Sie das Positionsfeedback ein und begrenzen Sie den Bewegungsbereich des Stellantriebs, um Schäden oder Überlastung zu verhindern
  4. Gehäuse oder Gehäuse - enthält und schützt die internen Komponenten und liefert Montagepunkte für den Aktuator
  5. Lager - Stützen Sie die Ausgangsstange und verringern Sie die Reibung während der Bewegung
  6. Getriebe - Reduziert die Geschwindigkeit des Motors und erhöht den Drehmomentausgang, sodass der Stellantrieb schwerere Lasten bewegen oder eine größere Kraft ausüben kann.

Beachten Sie, dass die spezifischen Komponenten und deren Konfigurationen je nach Typ und Anwendung des elektrischen linearen Aktuators variieren können. Das Bild unten ist ein Bild mit sehr hoher Ebene, das die Hauptkomponenten anzeigt.

Was ist in einem Aktuator

 Möchten Sie mehr Details in einem Aktuator sehen?

 Im Bild unten sehen Sie eine typische FIRGELLI Aktuator und alle seine Komponenten detaillierter. In diesem Detailniveau fehlt immer noch viele Teile wie O-Ringe, Verkabelung usw., da dies das Bild viel zu viel überladen würde. Daher haben wir einige nicht-kernige Komponenten entfernt, um die Anzeige zu vereinfachen.

In einem elektrischen Aktuator detaillierter

Der Motor

Alle elektrischen Aktuatoren haben einen Motor, der entweder AC oder DC ist. Die meisten sind DC, weil sie sicherer zu handhaben sind und DC viel einfacher gesteuert werden kann. Die Größe des Motors verleiht dem Stellantrieb seine Leistung, und so bedeuten größere Motoren mehr Leistung und umgekehrt.

Wenn es um Motoren geht, gibt es zwei Arten, gebürstet und bürstenlos. Ein gebürsteter Motor, der am häufigsten ist, ist eine Art Gleichstrommotor, der Pinsel (aus Kohlenstoff oder Graphit) verwendet Elektrische Leistung in den Rotor übertragen (der rotierende Teil des Motors). Die Grundkomponenten eines gebürsteten Motors umfassen den Stator (stationärer Teil), den Rotor (rotierender Teil) und der Kommutator.

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Der Stator enthält eine oder mehrere Drahtspulen, die um einen Metallkern gewickelt sind. Diese Spulen sind normalerweise in einem kreisförmigen Muster um den Rotor angeordnet. Der Rotor hingegen besteht aus einer Schacht, die auf Lagern montiert ist, und einer Reihe von Drahtwicklungen oder dauerhaften Magneten, die in einem zylindrischen Muster um den Schaft angeordnet sind.

Der Kommutator ist ein segmentierter zylindrischer Leiter, der auf der Welle montiert ist und mit den Rotorwicklungen verbunden ist. Die Bürsten nehmen Kontakt mit dem Kommutator auf, was zulässt Elektrische Leistung, die von der Stromquelle auf den Rotor übertragen werden soll.

Wenn die Statorspulen elektrische Leistung angewendet werden, entsteht ein Magnetfeld um den Rotor. Das Magnetfeld interagiert mit dem vom Rotor erzeugten Magnetfeld, wodurch sich der Rotor dreht. Während sich der Rotor dreht, bewegen sich die Kommutatorsegmente an den Bürsten vorbei und schalten die Polarität des Stroms um, der durch die Rotorwicklungen fließt, wodurch das Drehmoment erzeugt wird, das den Motor antreibt.

Die Kommutatorsegmente sind in einem bestimmten Muster so angeordnet, dass sich die Polarität des Stroms in den Rotorwicklungen zum richtigen Zeitpunkt während jeder Drehung des Rotors ändert. Mit diesem Umschalten des Stroms kann sich der Motor weiter in die gleiche Richtung drehen.

Bürstungsmotoren sind relativ einfach in Design und Konstruktion, haben jedoch einige Einschränkungen. Einer der Hauptnachteile ist, dass die Bürsten und Kommutator tragen im Laufe der Zeit, was zu erhöhter Reibung und verringerter Effizienz führt. Dieser Verschleiß kann auch Funken erzeugen und elektromagnetische Störungen verursachen. Darüber hinaus sind gebürstete Motoren tendenziell weniger effizient und haben im Vergleich zu bürstenlosen Motoren ein niedrigeres Verhältnis von Strom zu Gewicht. Allerdings sind gebürstete Motoren häufiger, viel niedrigere Preispunkte und viel einfacher zu kontrollieren. Aus diesem Grund werden sie am häufigsten in elektrischen Aktuatoren eingesetzt.

 Motor in einem Aktuator

Unten ist ein bürstenloser Motor

Ein bürstenloser Motor (BLDC) verwendet eine andere Konfiguration, bei der der Rotor der rotierende Teil ist, und der Stator (fester Teil) hat die Wicklung. Der Rotor in einem Bldc -Motor besteht typischerweise aus einer Reihe von permanenten Magneten, die in einem kreisförmigen Muster um den Schaft angeordnet sind. Der Stator, der den Rotor umgibt, hat Mehrere Drahtwunde in einem bestimmten Muster. Die Statorwicklungen werden von einem elektronischen Controller mit Sensoren mit Energie versorgt .

Die Hauptunterschiede zwischen den beiden Arten von Motoren sind:

  1. Bürstungsmotoren erfordern Pinsel, um Strom in den Rotor zu übertragen, während bürstenlose Motoren keine Bürsten erfordern, da der Stator der feste Teil ist, der die Wicklungen aufweist.
  2. Bürstete Motoren erzeugen dazu, mehr elektromagnetische Störungen zu erzeugen und aufgrund des Kontakts mit dem Kommutator mehr Wärme zu erzeugen, während bürstenlose Motoren keinen Kontakt haben und weniger Wärme und elektromagnetische Störungen erzeugen.
  3. Bürstenlose Motoren haben ein höheres Verhältnis von Strom zu Gewicht und sind effizienter als gebürstete Motoren, da es aufgrund von Reibung zwischen den Bürsten und dem Kommutator keine Energieverluste gibt.
  4. Bürstenlose Motoren sind in der Regel teurer als gebürstete Motoren aufgrund der komplexeren Elektronik, die zur Steuerung des Motors erforderlich ist.
  5. Die Lebensdauer eines bürstenlosen Motors ist deutlich länger, da zwischen dem Kommutator und Bürsten keine Kontaktpunkte vorhanden sind. Tatsächlich befinden sich die einzigen abgenutzten Teile in den Lagern, die normalerweise sehr lange Lebensdauer haben.

BÜRSTENLOSEN MOTOR

 

Die wichtigen Teile - der Gabel

Ein Gift (manchmal "Clevice") ist a Mechanischer Befestigungsmittel, mit der zwei Objekte zusammengefügt werden, normalerweise eine Stange oder Welle zu einer Last oder Verknüpfung. Es besteht aus einer U-förmigen Metallhalterung mit Löchern an den Spenden der Arme, die die Befestigung eines Stifts oder einer Schraube ermöglichen. Mit dem Griff kann es verwendet werden, um Kräfte oder Bewegungen zwischen den Objekten zu übertragen und gleichzeitig ein gewisses Maß an Rotation oder Drehung zu ermöglichen. Clevises werden üblicherweise in verschiedenen industriellen Anwendungen eingesetzt, z. B. im Bau von Maschinen, Fahrzeugen und Flugzeugen. Sie können auch in hydraulischen und pneumatischen Systemen gefunden werden, in denen sie zum Anbringen von Zylindern, Kolben oder anderen Komponenten an einer Last oder einem Aktuator verwendet werden.

Unten finden Sie ein Bild des Getränks sowohl am Stabende (der Teil, der sich bewegt) als auch am Motorende (der Teil, der festgelegt bleibt)

Gabelung auf einen Aktuator

 

 

 Gabelung auf einen Aktuator

 

Der Zweck des Getränks eines Stellantriebs ist, dass ein Ende fest bleibt (normalerweise das Motorende) und das Stabende, das auch der Teil, der sich in ein und aus erstreckt, einen Gabelmontage hat. Die U-förmigen Halterungen, die an beiden Enden passen, verwenden einen runden Stift und ermöglicht es der Klammer, sich um eine Achse zu drehen. Dies ist sehr wichtig, da ein Aktuator etwas offenes und geschlossenes Drücken des Stellantriebs auch den Winkel ändert, ohne dass es in der Lage ist, sich um mindestens eine Achse zu drehen, die das System fehlschlagen würde.

 

Kapitel 4

Sicherheitsvorrichtungen

 

Überspannungschutz

Einige Aktuatoren haben ein integriertes Überlastungsstromschutzsystem, das als Thermistor bezeichnet wird.

Ein Thermistor ist ein Art des Widerstands, dessen Widerstand mit der Temperatur variiert. Der Name "Thermistor" ist eine Kombination aus "Thermal" und "Widerstand". Thermistoren werden üblicherweise in elektronischen Schaltkreisen als Temperatursensoren verwendet, bei denen ihre Widerstandsänderungen mit Temperatur gemessen und zur Bestimmung der Temperatur der Umgebung verwendet werden.

Es gibt zwei Arten von Thermistoren: positiver Temperaturkoeffizienten (PTC) und negativer Temperaturkoeffizient (NTC). PTC -Thermistoren haben einen Widerstand, der mit zunehmender Temperatur zunimmt, während NTC -Thermistoren einen Widerstand aufweisen, der mit zunehmender Temperatur abnimmt.

Thermistoren bestehen aus Halbleitermaterialien wie Metalloxiden, die a haben Hohe Empfindlichkeit gegenüber Temperaturänderungen. Die Resistenztemperaturbeziehung eines Thermistors ist nichtlinear, was bedeutet, dass die Widerstandsänderung bei der Temperatur nicht konstant ist. Die Beziehung zwischen Widerstand und Temperatur kann durch eine mathematische Gleichung genannt werden Steinhart-Hart-Gleichung.

Thermistoren werden in einem weiten Bereich von Anwendungen verwendet, einschließlich der Temperaturmessung und -steuerung in elektronischen Schaltungen, der Temperaturkompensation in Oszillatorschaltungen und dem Schutz elektronischer Geräte vor Übertemperaturbedingungen. Sie werden auch in Automobil-, HLK- und medizinischen Anwendungen für die Temperaturerfassung und -kontrolle verwendet. FIRGELLI Hat sie in eines unserer Aktuatormodelle für den Kunden eingebaut, der diese Funktion mag.

Stellantrieb mit eingebautem Thermistor

Nicht alle Aktuatoren haben Thermistoren eingebaut, weil sie das zurücksetzen können Thermistor Sobald es eingeht, müssen Sie die Last entfernen, die den Ausschnitt zu Beginn veranlasste, und dann die Polarität in den Aktuator umkehren. Dies kann mit einem Steuerungsprogramm sehr einfach zu tun sein, aber für ein analoges Setup mit nur einem Netzteil und einem Schalter ist es möglicherweise nicht am besten geeignet. Diese Art der Sicherheit ist jedoch sehr effektiv und ideal für Anwendungen, bei denen Kinder oder Finger sonst verletzt werden könnten.

 

Kapitel 5

Last- und Geschwindigkeitsfaktoren

 

Verschiedene Merkmale des Aktuators können die Geschwindigkeit und Lastkapazität beeinflussen, einschließlich Spannung, Bleischraubenentyp und motorischer Spezifikationen. Hier sind einige Merkmale und ihre Auswirkungen:

1. Spannung: Die dem Aktuator gelieferte Spannung beeinflusst die Geschwindigkeit und das Drehmoment, die erzeugt werden können. Höhere Spannungen führen typischerweise zu höheren Geschwindigkeiten und Drehmoment. Die Verwendung höherer Spannungen kann jedoch auch zu einem höheren Stromverbrauch führen und erfordern möglicherweise teurere Stromversorgungen und Controller. Die Auswahl der Spannung für einen Gleichstrommotor hängt von den Anwendungsanforderungen und Einschränkungen ab. Hier sind einige Vorteile und Nachteile der Verwendung von 12 V, 24 V und 48 V DC -Motoren

Stromspannung Vorteile Nachteile
12V Weit verbreitet und erschwinglich; Niedrigerer Stromverbrauch und Kosten für Batterien und Netzteile Eingeschränkte Leistung und Geschwindigkeit; Möglicherweise nicht für Hochleistungs- oder Hochleistungsanwendungen geeignet sein
24 V Mehr Leistung und Geschwindigkeit als 12 -V -Motoren; effizienter und kann höhere Lasten bewältigen; häufig in industriellen Anwendungen eingesetzt Möglicherweise erfordern eine teurere Stromversorgung und einen Motorkontroller als 12 -V -Motoren
48 V Hoher Leistung und Geschwindigkeit im Vergleich zu niedrigeren Spannungsmotoren; effizienter und kann noch höhere Lasten bewältigen; geeignet für Hochleistungsanwendungen Teurer als niedrigere Spannungsmotoren; Erfordert eine höhere Spannungsnetzversorgung und einen Motorregler als niedrigere Spannungsmotoren

 

2. Lead -Wechsel -Typ: Die Lead -Schraube ist Verantwortlich für die Umwandlung der Drehbewegung vom Motor in lineare Bewegung des Stellantriebs. Verschiedene Arten von Leads -Crews können die Geschwindigkeit und Belastungskapazität des Aktuators aufgrund der Reibung beeinflussen, die sie jeweils erzeugen. ACME -Bleischristen sind günstiger und können mit schwereren Lasten umgehen, haben jedoch eine geringere Effizienz und können mehr Wärme erzeugen. Kugelschrauben hingegen sind effizienter und haben höhere Geschwindigkeiten, können jedoch teurer sein, aber dennoch hohe Lastkapazitäten aufweisen.

3. Motorspezifikationen: Der Motor ist dafür verantwortlich, dass die Leistung für den Verschieben des Stellantriebs bereitgestellt wird. Unterschiedliche motorische Spezifikationen können die Geschwindigkeit und das Drehmoment beeinflussen, die erzeugt werden können. Höhere Drehzahlmotoren können höhere Geschwindigkeiten erzeugen, können jedoch ein geringes Drehmoment aufweisen, während höhere Drehmomentmotoren mit schwereren Lasten umgehen können, können jedoch niedrigere Geschwindigkeiten aufweisen. Die Größe und das Gewicht des Motors können auch die Gesamtgröße und das Gewicht des Aktuators beeinflussen.

Hier ist eine Tabelle, die einige Merkmale, Vorschriften und Nachteile verschiedener Wechselstromkomponenten zusammenfasst:

Besonderheit Profis Nachteile
Spannung zur Steuergeschwindigkeit Eine höhere Spannung kann zu höheren Geschwindigkeiten und Drehmoment führen Eine höhere Spannung erfordert möglicherweise teurere Stromversorgungen und Controller
ACME -Leadschraube Günstiger und kann mit schwereren Lasten umgehen Geringere Effizienz und kann mehr Wärme erzeugen
Kugelschraube Effizienter und höhere Geschwindigkeiten haben Teurer und komplexer und benötigen mehr Platz
Hoher Drehzahlmotor Höhere Geschwindigkeiten Niedrigeres Drehmoment
Hoher Drehmomentmotor Kann schwerere Lasten bewältigen Niedrigere Geschwindigkeiten
Größe und Gewicht Kleinere Größe und Gewicht können für bestimmte Anwendungen vorteilhaft sein Größere Größe und Gewicht können einige Anwendungen einschränken

 

Kapitel 6

IP -Bewertung für elektrische Aktuatoren

 

Die Lebensdauer eines Aktuators ist nicht nur von seinen internen Komponenten betroffen aber auch seine Fähigkeit, Umweltintrusionen wie feste Objekte und Flüssigkeiten standzuhalten. Um sicherzustellen, dass unsere elektrischen Aktuatoren eine dauerhafte Haltbarkeit haben,FIRGELLI Fügt ein Schutzdicht über ihr Äußeres hinzu.

Um das Schutzniveau für jede Anwendung anzupassen, berechnen wir die IP -Bewertung, die für die Begründung des Eingress -Schutzes steht. Die IP -Bewertung besteht aus zwei folgenden "IP", die das Niveau von angeben Schutz gegen den Ein- von festen Fremdkörpern und Flüssigkeiten.

Die erste Ziffer reicht von 0 bis 6, was auf den Schutz des Schutzes gegen Staub und Trümmer hinweist, während die zweite Ziffer zwischen 0 und 8 liegt, was auf den Schutz des Schutzes gegen Flüssigkeiten wie Wasser hinweist.

IP-Bewertung Gemeinsame Anwendungen Kompatible Aktuatormodelle
IP42 Innenanwendungen, bei denen Staub und Wasser keine signifikanten Faktoren wie Fernsehaufgaben, Haushaltsmöbel und verstellbare Betten sind

Klassische ModelleStille Serie, Verfolgen Sie Aktuatoren

IP54 Volatilere Umgebungen wie Krankenhäuser, Zahnarztpraxen oder Lagerhäuser Versorgungsmodelle, Bullet -Serie, Deluxe -Modelle, Alle Mikromodelle.
IP66 Harte Außenbedingungen wie Bauernbaugebiete und medizinische und Patientenmobilitätsausrüstung wie Poollifte und medizinische Betten Super -Duty -Aktuatoren, Industriemodelle

 

Die IP -Bewertung nicht nur verbessert die Lebensdauer von Geräten, sorgt aber auch die Sicherheit der Benutzer. Die Qualität unserer Produkte zu garantieren, FIRGELLI Probanden alle fertigen Produkte zu Vorkommerzialisierungstests unter strengen Bedingungen, die über die tatsächliche Verwendung hinausgehen. Wir haben einen viel detaillierteren Artikel über das Thema geschrieben IP -Bewertungen hier.

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