Détermination de la force fournie par votre actionneur linéaire

Ne devriez-vous pas déjà le savoir?

Lors de la sélection d'un actionneur linéaire pour tout projet, vous devez toujours déterminer une estimation de la force requise de votre actionneur linéaire car il s'agit d'un aspect clé dans le choix du bon pour votre projet. Mais le les calculs pour déterminer ces estimations peuvent être complexes et soumis à des erreurs de mesure et d'arrondi. Bien que certaines applications puissent être simples, comme pousser un objet de haut en bas, cela devient beaucoup plus complexe lorsque vous devez prendre en compte d'autres forces, comme le frottement qui est difficile à identifier car le coefficient de frottement exact est difficile à déterminer et sujet aux erreurs. . Ensuite, il y a des applications qui nécessitent des angles de force changeants, comme l'ouverture d'une trappe, ce qui signifie que la force requise de votre actionneur changera pendant son fonctionnement. Même avec notre Calculateur d'actionneur linéaire vous aidant dans vos calculs, si vous modifiez légèrement la position de montage lors de la construction physique de votre projet, cela modifiera la force nécessaire à fournir par votre actionneur linéaire.

 Appilcation d'actionneur linéaire de trappe

Pourquoi voudriez-vous savoir?

Il y a quelques raisons pratiques pour lesquelles vous voudriez connaître la force exacte fournie par votre actionneur linéaire en dehors de la curiosité de base. Tout d'abord, vous devrez peut-être connaître la force exacte fournie pour résoudre un problème avec votre conception. Cela peut aller de l'actionneur linéaire incapable de déplacer la charge souhaitée à l'actionneur linéaire se déplaçant plus lentement que souhaité. Pour ce dernier problème, vous pouvez utiliser des graphiques de performances Speed ​​VS Load, comme celui ci-dessous, pour voir comment vous vous attendez à ce que la vitesse de l'actionneur change pour une charge donnée. Comme vous pouvez le voir dans le graphique ci-dessous, la mesure dans laquelle la vitesse de votre actionneur linéaire est affectée par la charge varie en fonction de l'actionneur linéaire sélectionné.

Graphique des performances de la vitesse et de la charge

Deuxièmement, vous voudrez peut-être connaître la force exacte fournie par votre actionneur linéaire, si vous êtes préoccupé par la durée de vie de votre actionneur linéaire. Alors qu'un actionneur linéaire est conçu pour une force maximale à fournir, plus vous vous rapprochez de la limite se traduira par une espérance de vie plus courte pour cet actionneur. Ceci est simplement dû au fait que la force plus élevée requise entraînera plus de contraintes dans les composants de l'actionneur. Si vous mesurez la force fournie par votre actionneur et qu'elle est proche de la charge nominale de l'actionneur, vous pouvez envisager de passer à un actionneur à force nominale plus élevée pour une espérance de vie améliorée.

Enfin, vous voudrez peut-être connaître la force exacte fournie par votre actionneur linéaire, si votre système est alimenté par batterie. En effet, plus la force délivrée par un actionneur linéaire est élevée, plus il consommera de puissance, ce qui videra la batterie plus rapidement. Comme le montre le graphique de performance de la charge VS actuelle dans la section ci-dessous, l'utilisation d'un actionneur à force plus élevée entraînera une réduction de la consommation de courant pour une charge donnée. Vous pouvez également envisager de passer d'un actionneur 12 V à un actionneur 24 V car la consommation de courant sera inférieure pour une charge donnée dans l'actionneur 24 V par rapport à un actionneur 12 V. 

Comment mesurez-vous la force exacte délivrée?

Pour mesurer la force fournie par un actionneur linéaire, nous pouvons mesurer la consommation de courant de l'actionneur linéaire pendant qu'il se déplace. Comme la puissance consommée par l'actionneur est liée à la force fournie par l'actionneur et que la tension restera constante, soit 12 ou 24V, la consommation de courant augmentera linéairement avec une augmentation de la force. Cela peut être vu dans le graphique de performances de charge VS actuelle ci-dessous. Une fois la consommation de courant mesurée, vous pouvez utiliser le graphique de performance de la charge VS actuelle pour estimer la force fournie par votre actionneur linéaire. Ce n’est pas une solution parfaite et peut encore être sujet à des erreurs, mais c’est une bonne solution pour estimer la force délivrée que vous pouvez comparer à vos calculs de conception. C'est aussi une solution assez simple où vous ne serez pas obligé de changer radicalement votre conception pour pouvoir estimer la force délivrée.

 Graphique de performance de charge VS actuelle

Dans les applications où vous déplacez un objet dans un axe, c'est-à-dire sans changement d'angle, la valeur actuelle doit être quelque peu stable, une fois en mouvement, car la force doit être constante dans ces applications. Dans les applications de type hachures, c'est-à-dire avec des angles changeants, les valeurs actuelles changeront car la force n'est pas constante. Dans ces applications, vous devrez suivre la valeur actuelle tout au long du fonctionnement de l'actionneur linéaire pour déterminer où se produit la valeur de force la plus élevée. Il y aura également une pointe de courant lorsque l'actionneur se mettra en mouvement, car le coefficient de frottement statique est plus grand que le coefficient de frottement dynamique pour les mêmes matériaux.

Comment mesurez-vous le tirage actuel? 

Pour mesurer le tirage actuel de votre actionneur linéaire, vous pouvez choisir parmi plusieurs méthodes. La solution la plus basique consiste à utiliser un multimètre, configuré pour lire l'ampère, en série avec l'un des fils de l'actionneur linéaire, puis à suivre la consommation de courant lorsque l'actionneur se déplace. Au fur et à mesure que l'actionneur se déplace, le tirage actuel sera affiché sur le multimètre pour que vous puissiez le suivre. Une autre option consiste à utiliser un capteur de courant qui, comme avec le multimètre, sera connecté en série avec l'un des fils de l'actionneur linéaire. Contrairement au multimètre, le capteur de courant n'aura pas d'affichage que vous puissiez simplement lire, vous devrez mesurer la sortie de tension analogique du capteur, qui augmente avec des valeurs de courant plus élevées, pour mesurer le courant. Vous devrez probablement utiliser un microcontrôleur pour lire cette valeur analogique et la convertir en une lecture de courant réelle en utilisant la valeur de sensibilité du capteur. Bien qu'il existe une configuration supplémentaire avec l'utilisation d'un capteur de courant, cela présente l'avantage que le microcontrôleur peut constamment mesurer et enregistrer la lecture du tirage actuel beaucoup plus rapidement qu'un humain.

Unité de capteur de courant à effet Hall

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