Apa itu aktuator DC dan bagaimana cara kerjanya?

Di banyak bidang seperti kontrol otomasi, robotika, peralatan medis, furnitur pintar dan peralatan industri, aktuator adalah komponen utama. Ini bertanggung jawab untuk mengubah energi listrik menjadi gerakan mekanis untuk mencapai tindakan seperti mendorong, menarik, mengangkat, dan berputar. A Aktuator DC adalah aktuator listrik yang digerakkan oleh catu daya DC. Ini banyak digunakan dalam berbagai sistem gerakan linier dan putar karena strukturnya yang sederhana, kontrol yang nyaman dan respons sensitif.

1. Apa itu aktuator DC?

Aktuator DC, nama lengkap aktuator arus langsung, adalah perangkat listrik yang digerakkan oleh catu daya DC. Fungsi utamanya adalah untuk mengubah energi listrik menjadi gerakan linier (lurus) atau putar yang dapat dikendalikan untuk melakukan tindakan seperti membuka, menutup, mendorong, menarik, dan mengangkat.

Biasanya terdiri dari motor, mekanisme reduksi, sekrup (atau roda gigi), sakelar batas, pengontrol dan komponen lainnya, dan dapat menyelesaikan otomatisasi atau operasi jarak jauh sesuai dengan sinyal kontrol eksternal.

2. Jenis utama aktuator DC
Aktuator DC dapat dibagi menjadi tipe -tipe berikut sesuai dengan bentuk dan struktur gerakan output:

1. DC Linear Actuator (DC Linear Actuator)
Outputnya adalah gerakan tarik push linear

Umumnya digunakan dalam sistem pengangkat, perangkat pembuka pintu dan jendela, penyesuaian tempat tidur, pelacak surya, dll.

2. DC Rotary Actuator (DC Rotary Actuator)
Outputnya adalah gerakan putar

Diterapkan pada kontrol katup, kunci pintu listrik, regulator listrik, dll.

3. Miniatur DC Actuator (Miniatur Actuator)
Ukuran kecil, tegangan rendah (seperti 12V, 24V), cocok untuk digunakan dalam ruang kecil

Biasa digunakan dalam robot, peralatan medis, dan produk elektronik pintar

3. Komponen Inti dan Prinsip Kerja Aktuator DC

1. Motor (motor)
Sumber penggerak inti aktuator DC adalah motor DC, umumnya motor DC yang disikat atau motor DC tanpa sikat.

Motor yang disikat memiliki struktur sederhana dan biaya rendah

Motor sikat memiliki efisiensi tinggi, umur panjang dan kebisingan rendah

2. Gearbox
Rotasi motor berkecepatan tinggi dikurangi melalui roda gigi untuk meningkatkan torsi dan membuat output lebih mudah dikendalikan dan stabil.

3. Mekanisme transmisi
Umumnya digunakan adalah sekrup, sekrup bola atau rak gigi, yang mengubah gerakan rotasi menjadi gerakan linier atau output sudut kontrol.

4. Batas sakelar
Digunakan untuk mengatur titik akhir gerak untuk mencegah overshoot menyebabkan kerusakan pada peralatan.

5. Sirkuit atau Modul Kontrol
Termasuk relay, regulasi kecepatan PWM, perangkat umpan balik posisi (seperti potensiometer atau sensor aula), yang digunakan untuk mencapai kontrol kecepatan, kontrol stroke, umpan balik posisi dan fungsi lainnya.

4. Prinsip kerja aktuator DC
Proses kerja aktuator DC adalah sebagai berikut:

Power on and Start: Sistem kontrol memberi kekuatan pada motor DC untuk mendorong aktuator untuk beroperasi;

Deselerasi dan Transmisi: Motor berputar pada kecepatan tinggi, dan setelah perlambatan gigi, ia menggerakkan mekanisme sekrup atau gigi;

Mencapai output gerak:

Jika itu adalah aktuator linier: sekrup berputar untuk mendorong batang push untuk bergerak maju dan mundur dalam garis lurus;

Jika itu adalah aktuator putar: poros output memutar sudut tertentu atau berputar terus menerus;

Perlindungan Batas: Setelah pergerakan mencapai titik akhir yang ditetapkan, sakelar batas atau pengontrol dimatikan dan berhenti secara otomatis;

Operasi terbalik: Mengubah arah arus dapat mencapai tindakan terbalik (seperti retraksi).

Kontrol kecepatan dan stroke yang tepat juga dapat dicapai melalui kontrol kecepatan PWM, umpan balik sensor posisi dan fungsi lainnya.

5. Keuntungan dari aktuator DC
Kontrol Sederhana: Hanya catu daya positif dan negatif yang diperlukan untuk mengontrol arah, dan mudah untuk diintegrasikan ke dalam berbagai sistem

Respons Cepat: Awal dan Pengereman yang Sensitif, Cocok untuk Kontrol Beban Dinamis

Penggerak tegangan rendah: Catu daya 12V/24V yang biasa digunakan, cocok untuk perangkat yang bertenaga seluler atau baterai

Struktur kompak: ukuran kecil, cocok untuk peralatan dengan ruang terbatas

Kebisingan rendah, pemeliharaan rendah: terutama model sikat, operasi yang stabil dan umur panjang

6. Bagaimana memilih aktuator DC yang cocok?
Saat memilih, parameter berikut harus dipertimbangkan:

Panjang stroke: jarak aktuator didorong, biasanya tersedia dalam 50mm ~ 500mm;

Kapasitas beban: unitnya adalah N atau kg, dan nilai beban maksimum perlu dipertimbangkan;

Kecepatan: unitnya adalah mm/s, dan kecepatan biasanya berbanding terbalik dengan beban;

Tegangan: Biasanya 12V, 24V, dan ada juga model khusus 36V/48V;

Metode Instalasi: Perhatikan apakah ukuran titik instalasi dan metode koneksi cocok;

Level Perlindungan: Apakah memiliki fungsi tahan air dan kedap debu (seperti IP65);

Metode kontrol: apakah umpan balik posisi, kendali jarak jauh, kontrol PLC, penyesuaian batas, dll. Diperlukan;

Gunakan lingkungan: Kisaran suhu, apakah digunakan di luar ruangan atau di lingkungan korosif, dll.

Sebagai komponen dorongan penting dalam sistem otomasi modern, aktuator DC memainkan peran kunci dalam banyak bidang seperti rumah, industri, perawatan medis, dan pertanian dengan fleksibilitas, efisiensi, dan kontrol yang mudah. Dengan pengembangan teknologi kontrol cerdas, aktuator DC juga berkembang, dengan presisi yang lebih tinggi, kemampuan beradaptasi yang lebih kuat dan sistem umpan balik yang lebih cerdas.

Jika Anda mempertimbangkan untuk memperkenalkan batang dorong listrik atau peralatan penggerak otomatis kecil, memahami prinsip -prinsip dasar dan karakteristik aplikasi aktuator DC akan membantu Anda memilih lebih akurat dan meningkatkan kinerja dan stabilitas sistem secara keseluruhan.