アクチュエータスイッチでリニアアクチュエータをどのように制御しますか?

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どのタイプのアクチュエータスイッチが必要ですか?

たくさんの種類があります 電気スイッチ そこにあるので、どの方法が制御に最適であるかをどのように知るのですか?リニアアクチュエータ。リニアアクチュエータを伸縮させたい場合が多いので、双極双投(DPDT)ON-OFF-ONスイッチを使用することをお勧めします。リニアアクチュエータスイッチの極数とスロー数は、その動作方法を定義し、それぞれ回路数とオン位置数を示します。双極アクチュエータスイッチを使用すると、方向を変更するために必要なアクチュエータへの入力電圧の方向を変更できます。また、双投では、2つのオン位置が得られます。1つは伸長用、もう1つは収縮用です。 ON-ONのDPDTスイッチもあります。これは、オフの位置がないことを意味しますが、これらのアクチュエータスイッチは、アプリケーションでアクチュエータを制御するのに意味がない場合があります。

DPDTスイッチの回路図

それでも、さまざまなスタイルでさまざまな機能を備えたDPDTON-OFF-ONスイッチがたくさんあります。これらの異なるアクチュエータスイッチのどちらを選択するかは、主にアプリケーションまたは個人の好みによって異なりますが、アクチュエータスイッチの動作に影響を与える機能が1つあります。それは、アクチュエータスイッチが瞬間的であるか非瞬間的であるかです。モーメンタリスイッチは、押されていない場合は常にデフォルトの中央位置になりますが、非モーメンタリスイッチまたはサステインスイッチは、最後に押された位置にロックされます。これらのタイプのアクチュエータスイッチはどちらもリニアアクチュエータの制御に使用でき、どちらを選択するかはアプリケーションと好みによって異なりますが、一方のスタイルを他方よりも使用する方が理にかなっている場合があるため、考慮することが重要です。あなたの状況。

ロッカースイッチトグルスイッチ防水LEDロッカースイッチ

12vアクチュエータスイッチをどのように機能させるかがわかったら、さまざまなスイッチのさまざまなスタイルと機能を確認できます。含む ロッカースイッチ, トグルスイッチ、および LEDバックライトスイッチ。ただし、購入する前に、目的のアクチュエータスイッチの仕様を確認することをお勧めします。これらの仕様には、サイズ、電気的特性、および平均寿命が含まれますが、ほとんどのアプリケーションにとって最も重要なのは電力定格です。電力定格は通常、例としてACまたはDCのいずれかでアンペア数と電圧として与えられます:16A 250V ACであり、スイッチが処理できる絶対電力制限です。アクチュエータスイッチの定格がACのみの場合でも、DC回路で使用できますが、電力定格は大幅に低下します(AC定格の約10%ですが、これは難しい規則ではありません)。これは、リニアアクチュエータのように誘導性負荷のあるアクチュエータスイッチを使用する場合に特に重要です。スイッチをオンにすると突入電流が発生し、オフにすると電圧のピークが発生するためです。電流と電圧のこれらの高いポイントは、スイッチの定格値を超える可能性があり、アクチュエータスイッチの寿命を縮めたり、すぐに故障したりする可能性があります[1]。このため、選択したアクチュエータスイッチの電力定格が必要以上に高いことを確認することが重要です。

アクチュエータスイッチによるリニアアクチュエータの制御

 アプリケーション内で機能するアクチュエータスイッチを選択すると、リニアアクチュエータを制御するためのセットアップは非常に簡単です。スイッチの下部には、以下に示すように6つのコネクタがあり、上記のDPDTスイッチの回路図と一致します。 スイッチを前方の位置に押すと、上部と中央のコネクタがスイッチの内側に接続されます。スイッチを後ろの位置に押すと、下部と中央のコネクタが接続されます。スイッチが中央の位置にある場合、スイッチは開いています。

電源を中央位置にしたDPDTスイッチのセットアップ アクチュエータを中央位置にしたDPDTスイッチのセットアップ

上で見たように、リニアアクチュエータを制御するために2つの方法で12vアクチュエータスイッチを接続することができます。 1つ目は、左上に示すように、アクチュエータを上部と下部の両方のコネクタに接続し、正と負のリード線を切り替えて、電源を中央のコネクタに接続することです。もう1つの方法は、反対の方法です。右側に示すように、電源を上部と下部の両方のコネクタに接続し、正と負のリード線を切り替えて、アクチュエータを中央のコネクタに接続します。機能的には、これら2つの配線は同じことを行います。外側のコネクタの両端が反転すると、アクチュエータの極性が反転し、動作方向が変化します。

2つのアクチュエータを制御するDPDTスイッチ

セットアップの選択は、アプリケーションと好みによって異なります。この設定は、上記のようにアクチュエータを並列に接続することにより、同時に複数のアクチュエータを制御するためにも使用できます。並列に接続されたアクチュエータの数が増えると総消費電流が増えるため、これを行うときは注意が必要です。このブログの前のセクションで説明したように、アクチュエータスイッチが電流引き込みの増加に対応できることを確認する必要があります。 

電力制限の克服

上記のように、アクチュエータスイッチの電力定格を超えないように注意する必要がありますが、要件を満たすアクチュエータスイッチが見つからない場合はどうなりますか。リレーが登場するのはそのときです。 リレー は、より小さな電流で操作して、はるかに大きな電流をオン/オフできる電磁スイッチです[2]。リレーを使用すると、2つの回路が物理的に分離されているため、スイッチの電力定格を超えることを心配せずに、小さなスイッチを使用して大きな電気負荷を制御できます。リレーはスイッチであるため、同様の用語を使用し、通電すると磁気を帯びるコイルを使用して、高電力回路の接続を開閉します[2]。コイルが通電されていないときに行われる接続はノーマルクローズ(NC)と呼ばれ、コイルが通電されているときに行われる接続はノーマルオープン(NO)と呼ばれます。リレーには電力定格もあり、設計内で機能することを確認するために検査する必要があります。

DPDTリレー4チャンネルリレーモジュール

 

コントロール リニアアクチュエータの場合、SPST(単極単投)スイッチ付きのDPDTリレーまたはDPDTスイッチ付きの2つのSPDT(単極双投)リレーのいずれかを使用する必要があります。左下に示すように、単一のDPDTリレー構成を利用すると、通電するコイルが1つしかないため、SPSTスイッチのみが必要になります。コイルに通電するとアクチュエータが伸び、コイルに通電しないとアクチュエータが収縮します。これは、オフポジションがないことを意味します。これは、設計に受け入れられない可能性があります。アクチュエータを完全に伸ばした位置と完全に引っ込めた位置の間に停止させる必要がある場合は、DPDTON-OFF-ONスイッチ構成の2つのSPDTリレーを利用することをお勧めします。この構成では、右下に示すように、2つのリレーを使用してアクチュエータへの電圧の極性を反転し、スイッチを使用してリレーを制御します。スイッチがオフの位置にあるときに、どちらのコイルにも通電されていないときにアクチュエータに電源が接続されていない(アクチュエータの両方のリード線がアースに接続されている)ことを確認するように回路を設定する必要があります。アクチュエータスイッチを前方に押すと、1つのコイルだけが通電されてアクチュエータが伸び、アクチュエータスイッチが後方に押されると、反対側のコイルが通電されてアクチュエータが収縮します。

リレーを使用したリニアアクチュエータの制御

リレーを利用すると、リニアアクチュエータを制御するためのセットアップがより複雑になりますが、リニアアクチュエータスイッチの故障を心配することなく、より高い電力負荷を安全に制御できます。これは、リニアアクチュエータで重い負荷を移動する場合、または1つのスイッチで複数のリニアアクチュエータを制御する場合に重要です。

制限事項

リニアアクチュエータスイッチでリニアアクチュエータを制御する場合、いくつかの制限があります。まず、異なる時間に複数のアクチュエータを制御することができなくなります。 2つのアクチュエータを別々に制御する場合は、2つのスイッチを使用する必要があります。また、リニアアクチュエータの速度を調整することもできなくなります。アクチュエータが移動する方向のみを制御できます。もう1つの制限は、アクチュエータからのフィードバックを利用できないことです。これは、アクチュエータのより正確な位置決めに使用できます。

いくつかの制限がありますが、それらはアプリケーションでは重要ではない場合があり、その場合、スイッチを使用してリニアアクチュエータを制御することは簡単で簡単な解決策になります。より多くの制御が必要な場合は、より複雑な制御システムを利用する必要があります。

  1. ラモス、R。(2018年11月)。適切なスイッチの選択:DCからACを把握します。取得元:https://www.electronicdesign.com/technologies/analog/article/21807286/choosing-the-right-switch-know-your-ac-from-your-dc
  2. ウッドフォード、C。(2019年6月)。リレー。 取得元:https://www.explainthatstuff.com/howrelayswork.html
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