Wie steuert man einen Linearaktuator mit einem Aktuatorschalter?

Verwenden eines Schalters Video wechseln Relais Video

Welche Art von Aktuatorschalter brauche ich?

Es gibt viele Arten von elektrische Schalter Woher wissen Sie also, welches für die Steuerung von a am besten geeignet ist?Linearantrieb. Da Sie Ihren Linearantrieb höchstwahrscheinlich aus- und einfahren möchten, sollten Sie einen Doppelpol-DPDT-Schalter (Double Pole Double Throw) verwenden. Die Anzahl der Pole und Auslöser eines Linearantriebsschalters definiert seine Funktionsweise und bezieht sich auf die Anzahl der Schaltkreise bzw. die Anzahl der Einschaltpositionen. Mit einem zweipoligen Aktuatorschalter können Sie die Richtung der Eingangsspannung zum Aktuator ändern, die zum Ändern der Richtung erforderlich ist, während Sie durch einen doppelten Wurf zwei EIN-Positionen erhalten, eine zum Ausfahren und die andere zum Einfahren. Sie können auch DPDT-Schalter finden, die EIN-EIN sind, was bedeutet, dass keine Aus-Position vorhanden ist. Diese Aktuatorschalter sind jedoch möglicherweise nicht sinnvoll, um einen Aktuator in Ihrer Anwendung zu steuern.

Schaltplan eines DPDT-Schalters

Trotzdem gibt es viele DPDT-EIN-AUS-EIN-Schalter in verschiedenen Ausführungen und mit unterschiedlichen Funktionen. Ihre Wahl zwischen diesen verschiedenen Aktuatorschaltern hängt hauptsächlich von Ihrer Anwendung oder Ihren persönlichen Vorlieben ab. Es gibt jedoch eine Funktion, die sich auf die Funktionsweise des Aktuatorschalters auswirkt, nämlich ob der Aktuatorschalter momentan oder nicht momentan ist. Momentanschalter werden immer in die Mittelstellung gebracht, wenn sie nicht gedrückt werden, während Nicht-Momentan- oder Halteschalter in der letzten Position einrasten, in die sie gedrückt wurden. Beide Arten von Aktuatorschaltern können zur Steuerung eines Linearantriebs verwendet werden. Der von Ihnen ausgewählte Typ hängt von Ihrer Anwendung und Ihren Vorlieben ab. Es ist jedoch wichtig zu berücksichtigen, dass es möglicherweise sinnvoller ist, einen Stil gegenüber dem anderen zu verwenden deine Situation.

WippschalterKippschalterWasserdichter LED-Wippschalter

Sobald Sie wissen, wie Ihr 12-V-Aktuatorschalter funktionieren soll, können Sie sich die verschiedenen Stile und Merkmale der verschiedenen Schalter ansehen. einschließlich Wippschalter, Kippschalter, und LED-Schalter mit Hintergrundbeleuchtung. Vor dem Kauf sollten Sie jedoch die technischen Daten Ihres gewünschten Stellschalters überprüfen. Diese Spezifikationen umfassen Größe, elektrische Eigenschaften und Lebenserwartung. Für die meisten Anwendungen ist jedoch die Nennleistung am wichtigsten. Die Nennleistung wird normalerweise als Stromstärke und Spannung in Wechselstrom oder Gleichstrom angegeben, z. B. 16 A, 250 V Wechselstrom, und ist die absolute Leistungsgrenze, die Ihr Switch verarbeiten kann. Wenn Ihr Aktuatorschalter nur für Wechselstrom ausgelegt ist, kann er weiterhin mit einem Gleichstromkreis verwendet werden, die Nennleistung wird jedoch erheblich reduziert (etwa 10% der Wechselstromleistung, dies ist jedoch keine harte Regel). Dies ist besonders wichtig, wenn Aktuatorschalter mit induktiven Lasten wie ein Linearantrieb verwendet werden, da das Einschalten des Schalters einen Stromstoß und das Ausschalten eine Spannungsspitze verursacht. Diese hohen Strom- und Spannungspunkte können die Nennwerte Ihres Schalters überschreiten, was die Lebensdauer des Stellschalters verkürzt oder sogar zum sofortigen Ausfall führt [1]. Aus diesem Grund ist es wichtig sicherzustellen, dass Ihr ausgewählter Aktuatorschalter eine höhere Nennleistung hat als Sie benötigen.

Steuerung eines Linearaktuators mit einem Aktuatorschalter

 Sobald Sie einen Aktuatorschalter ausgewählt haben, der in Ihrer Anwendung funktioniert, ist die Einrichtung zur Steuerung des Linearantriebs ziemlich einfach. Auf der Unterseite Ihres Schalters sehen Sie 6 Anschlüsse (siehe unten), die mit dem Schaltplan des DPDT-Schalters oben übereinstimmen. Wenn der Schalter in die vordere Position gedrückt wird, werden die oberen und mittleren Anschlüsse im Inneren des Schalters angeschlossen. Wenn der Schalter in die hintere Position gedrückt wird, werden die unteren und mittleren Anschlüsse angeschlossen. und wenn sich der Schalter in der mittleren Position befindet, ist der Schalter offen.

DPDT-Schalter-Setup mit Netzteil in der mittleren Position DPDT-Schalter-Setup mit Aktuator in der mittleren Position

Wie oben gezeigt, können Sie Ihren 12-V-Stellantriebsschalter auf zwei Arten anschließen, um Ihren Linearantrieb zu steuern. Der erste besteht darin, den Aktuator sowohl an den oberen als auch an den unteren Anschlüssen anzuschließen, wobei die positiven und negativen Leitungen die Seiten wechseln und die Stromversorgung an die mittleren Anschlüsse angeschlossen ist, wie links oben gezeigt. Die andere Möglichkeit besteht darin, das Gegenteil zu tun: Die Stromversorgung wird sowohl an den oberen als auch an den unteren Anschlüssen angeschlossen, wobei die positiven und negativen Leitungen die Seiten wechseln, und der Aktuator wird an die mittleren Anschlüsse angeschlossen, wie rechts dargestellt. Funktionell machen diese beiden Verkabelungen dasselbe. Wenn die äußeren Anschlüsse an beiden Enden die Seiten umdrehen, wird die Polarität zum Aktuator umgedreht und die Bewegungsrichtung ändert sich.

DPDT-Schalter, die 2 Aktuatoren steuern

Ihre Wahl im Setup hängt von Ihrer Anwendung und Ihren Vorlieben ab. Dieser Aufbau kann auch verwendet werden, um mehr als einen Aktuator gleichzeitig zu steuern, indem die Aktuatoren wie oben gezeigt parallel geschaltet werden. Sie müssen dabei vorsichtig sein, da mehr parallel geschaltete Aktuatoren die Gesamtstromaufnahme erhöhen. Sie müssen sicherstellen, dass Ihr Aktuatorschalter die im vorherigen Abschnitt dieses Blogs erwähnte Erhöhung der Stromaufnahme bewältigen kann. 

Leistungsbeschränkungen überwinden

Wie oben erwähnt, müssen Sie darauf achten, dass Sie die Nennleistung Ihres Aktuatorschalters nicht überschreiten. Was ist jedoch, wenn Sie keinen Aktuatorschalter finden, der Ihren Anforderungen entspricht? Dann kommen die Relais ins Spiel. Relais sind elektromagnetische Schalter, die mit einem kleineren Strom betätigt werden können, um einen viel größeren Strom ein- und auszuschalten [2]. Mit Relais können Sie einen kleineren Schalter verwenden, um eine größere elektrische Last zu steuern, ohne die Nennleistung Ihres Schalters überschreiten zu müssen, da die beiden Stromkreise physisch isoliert sind. Relais sind Schalter, daher verwenden sie eine ähnliche Terminologie und arbeiten mit einer Spule, die bei Erregung magnetisch wird, um die Verbindung des Hochleistungskreises zu öffnen und zu schließen [2]. Die Verbindung, die hergestellt wird, wenn die Spule nicht erregt ist, wird als normal geschlossen (NC) bezeichnet, und die Verbindung, die hergestellt wird, wenn die Spule erregt ist, wird als normal offen (NO) bezeichnet. Relais haben auch Nennleistungen, die Sie überprüfen müssen, um sicherzustellen, dass sie in Ihrem Design funktionieren.

DPDT-Relais4-Kanal-Relaismodul

 

Zu Steuerung Als Linearantrieb müssen Sie entweder ein DPDT-Relais mit einem SPST-Schalter (Single Pol Single Throw) oder zwei SPDT-Relais (Single Pol Double Throw) mit einem DPDT-Schalter verwenden. Bei Verwendung der Konfiguration eines einzelnen DPDT-Relais (siehe unten links) benötigen Sie nur einen SPST-Schalter, da nur eine Spule mit Strom versorgt werden muss. Wenn die Spule erregt ist, fährt der Aktuator aus und wenn die Spule nicht erregt ist, fährt der Aktuator ein. Dies bedeutet, dass es keine Aus-Position gibt, was für Ihr Design möglicherweise nicht akzeptabel ist. Wenn Ihr Stellantrieb zwischen der vollständig ausgefahrenen und der vollständig eingefahrenen Position anhalten muss, sollten Sie die beiden SPDT-Relais mit einer DPDT-EIN-AUS-EIN-Schalterkonfiguration verwenden. In dieser unten rechts gezeigten Konfiguration werden die beiden Relais verwendet, um die Polarität der Spannung zum Aktuator umzudrehen, und der Schalter wird verwendet, um die Relais zu steuern. Sie müssen Ihren Stromkreis einrichten, um sicherzustellen, dass keine Stromversorgung mit dem Stellantrieb verbunden ist (beide Leitungen des Stellantriebs sind mit Masse verbunden), wenn sich der Schalter in der Aus-Position befindet, wenn keine der Spulen erregt ist. Wenn der Aktuatorschalter nach vorne gedrückt wird, wird nur eine Spule erregt, um das Ausfahren des Aktuators zu bewirken, und wenn der Aktuatorschalter nach hinten gedrückt wird, wird die gegenüberliegende Spule erregt, um das Einfahren des Aktuators zu bewirken.

Verwenden von Relais zur Steuerung eines Linearantriebs

Durch die Verwendung von Relais wird das Setup zur Steuerung Ihres Linearantriebs komplizierter. Sie können jedoch höhere Leistungslasten sicher steuern, ohne dass der Schalter Ihres Linearantriebs ausfällt. Dies ist wichtig, wenn Sie schwere Lasten mit Ihrem Linearantrieb bewegen oder mehrere Linearantriebe mit einem einzigen Schalter steuern möchten.

Einschränkungen

Bei der Steuerung eines Linearantriebs mit einem Linearantriebsschalter gibt es einige Einschränkungen. Erstens können Sie nicht mehrere Aktuatoren zu unterschiedlichen Zeiten steuern. Wenn Sie zwei Aktuatoren separat steuern möchten, müssen Sie dazu zwei Schalter verwenden. Sie können auch die Geschwindigkeit Ihres Linearantriebs nicht einstellen. Sie haben nur die Kontrolle über die Richtung, in die sich Ihr Stellantrieb bewegt. Eine weitere Einschränkung ist die Unfähigkeit, die Rückmeldung Ihres Stellantriebs zu nutzen, die für eine genauere Positionierung des Stellantriebs verwendet werden könnte.

Obwohl es einige Einschränkungen gibt, sind diese in Ihrer Anwendung möglicherweise nicht von Bedeutung. In diesem Fall ist die Steuerung eines Linearantriebs mit einem Schalter eine einfache Lösung. Wenn Sie mehr Kontrolle benötigen, müssen Sie ein komplexeres Kontrollsystem verwenden.

  1. Ramos, R. (2018, November).Auswahl des richtigen Schalters: Kennen Sie Ihren Wechselstrom von Ihrem Gleichstrom.Abgerufen von: https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21807286/choosing-the-right-switch-know-your-ac-from-your-dc
  2. Woodford, C. (2019, Juni).Relais. Abgerufen von: https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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