Un attuatore veloce è un dispositivo di attuazione elettromagnetico capace di tempi di attivazione estremamente rapidi. Tuttavia, il concetto di attuazione rapida è alquanto soggettivo e difficile da definire con precisione, poiché gli standard e le aspettative differiscono da un settore all’altro. È generalmente accettato che tempi di attuazione pari o inferiori a 10 millisecondi si qualificano come attuazione rapida. Questi dispositivi sono utilizzati in applicazioni quali l’azionamento di valvole per autoveicoli, lo smistamento della posta e la soppressione delle esplosioni in cui sono richiesti tempi di risposta rapidissimi. I tipi di attuatori veloci che corrispondono a questa descrizione sono in genere varianti di solenoidi elettromagnetici, poiché gli attuatori meccanici generalmente non sono in grado di funzionare ad alta velocità.
Molte applicazioni meccaniche richiedono l’attivazione remota dei componenti del sistema a velocità non possibili con i dispositivi di attuazione convenzionali. Il tempo di risposta medio per un solenoide convenzionale è di circa 30-50 millisecondi, che, sebbene veloce, non è abbastanza veloce per le applicazioni ad alta velocità. Dispositivi come i sistemi di valvole elettromagnetiche per autoveicoli richiedono tempi di risposta di 10 millisecondi o inferiori, che richiedono un attuatore molto veloce.
Per ottenere questi tempi di risposta rapidi, il design di un attuatore veloce deve essere regolato per affrontare due problemi fondamentali: forza di azionamento e lunghezza della corsa. La forza di attuazione è il potere attrattivo fisico del campo elettromagnetico utilizzato per attivare lo stantuffo del solenoide. Più forte è il campo, più rapidamente risponderà lo stantuffo e più breve sarà il tempo di risposta. Ovviamente, il design dello stantuffo e i materiali utilizzati devono essere accuratamente abbinati per massimizzare questi perfezionamenti.
Il secondo metodo per accelerare i tempi di risposta dell’attuatore consiste nel ridurre la lunghezza della corsa dello stantuffo. Minore è la distanza che lo stantuffo deve percorrere per completare il ciclo, minore è il tempo di risposta. Questa misura richiede anche una serie specifica di parametri di progettazione da applicare sia al solenoide che ai dispositivi che aziona. Tuttavia, qualsiasi sacrificio progettuale e costruttivo fatto per implementare questi parametri vale generalmente la pena, poiché sono possibili tempi di risposta rapidi dell’attuatore inferiori a 0.2 millisecondi. Ciò rende l’attuatore a solenoide ad alta velocità una scelta ideale per applicazioni quali deviatori per lo smistamento della posta, controller di valvole elettroniche e dispersori antideflagranti.
La famiglia degli attuatori meccanici è generalmente esclusa dal funzionamento dei picchetti degli attuatori veloci. Gli attuatori idraulici, pneumatici ed elettromeccanici convenzionali semplicemente non possono produrre i tempi di risposta inferiori a 10 millisecondi richiesti a causa delle forze inerziali e di attrito inerenti al loro funzionamento. Fino a quando queste limitazioni non saranno superate, il solenoide elettromagnetico rimarrà l’unica vera opzione di attuatore veloce per applicazioni esigenti e ad alta velocità.