Was ist die Dimensionierung von Aktoren?

Die Dimensionierung von Stellantrieben ist die Praxis, neue Stellantriebe oder Ersatzantriebe korrekt an ihre Betriebsumgebung und die Geräte, die sie betätigen, anzupassen. Dieses Vorgehen ist von entscheidender Bedeutung, um die Effizienz zu erhalten, Geräte richtig zu funktionieren und Verluste durch Beschädigungen zu vermeiden. Der Prozess besteht im Allgemeinen darin, einen Antrieb auszuwählen, der in Bezug auf Befestigungen, Wellengrößen und Leistungsmerkmale mechanisch geeignet ist. Die Leistung des Aktuators muss ebenfalls berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass er für die Anforderungen der Anwendung an Drehmoment, Betätigungsart und Bewegungsbereich geeignet ist. Die Anpassung bestehender Steuer- und Stromquellenspannungen ist ein weiterer kritischer Aspekt bei der Dimensionierung des Aktuators.

Wenn Aktoren ausgetauscht oder Neuinstallationen geplant werden, ist einer der ersten Schritte im Prozess die Dimensionierung der Aktoren. Diese Übung stellt sicher, dass die ausgewählten Aktoren effizient und wirtschaftlich arbeiten, ohne Schaden zu nehmen oder das betätigte Gerät zu beschädigen. Wenn ein beschädigter Aktor ausgetauscht wird, ist die Übung relativ einfach, da die Aktordetails bekannt sind. Dies ist natürlich der Fall, wenn eine falsche Antriebsauslegung nicht zum Ausfall des alten Geräts geführt hat.

Wenn neue Installationen geplant oder eine vorhandene Aktuatorbaugruppe aufgerüstet wird, sollte eine gründliche Dimensionierung des Aktuators in Angriff genommen werden. Dies beinhaltet in der Regel die Berücksichtigung mehrerer relevanter Bereiche, einschließlich Montage und Antriebe, Nennleistungen und elektrische Anforderungen. Montage- und Laufwerksanforderungen sind kritische Details, obwohl sie im Allgemeinen ziemlich einfach zu ermitteln sind. Die Befestigungspunkte des Antriebsgehäuses sollten mit denen der Einbaubefestigungen kompatibel sein, und die Abtriebswellen müssen sowohl hinsichtlich der Dimensionierung als auch der Anschlussarten zum Kraftübertragungsmechanismus passen. In diesem Zusammenhang müssen Punkte wie Anzahl der Befestigungslöcher, Größen und Konfigurationen sowie Antriebsübertragungskupplungstypen, Passfedernuten und Wellengrößen überprüft werden.

Einer der wichtigsten und komplexesten Schritte bei der richtigen Antriebsdimensionierung ist die Festlegung der richtigen Nennleistungen. Viele betätigte Geräte weisen Mechanismen auf, die während des Betriebs eine Reihe von Drehmomenteingaben erfordern. Zum Beispiel ist das Drehmoment, das zum Drehen eines großen Kugelhahns erforderlich ist, normalerweise deutlich geringer als das, das zum Sitzen erforderlich ist. Bei Betrachtung der Leistungsabgabe eines potentiellen Aktors ist daher eine fundierte Kenntnis des Gesamtleistungsbedarfs des angesteuerten Gerätes erforderlich.

Der Ausgangstyp neuer Aktuatoren ist ziemlich einfach festzulegen – ein Drehaktuator wird offensichtlich nicht gut sein, wenn ein linearer Ausgang erforderlich ist. Das Ausmaß oder die Reichweite dieser Bewegung ist jedoch ein viel schwierigeres Thema. Ist der Leistungsbereich eines Ersatz- oder Neuantriebs etwas länger als erforderlich, sind Schäden am angesteuerten Gerät und am Antrieb unvermeidlich. Wenn sie zu kurz ist, kann es sein, dass das angesteuerte Gerät nicht richtig funktioniert oder Einbußen in der Produktions- oder Prozesseffizienz verursachen kann.

Steuerungsspezifikationen sind der letzte der kritischen Schritte zur Dimensionierung des Aktuators. Vorhandene Systeme verfügen in der Regel über etablierte Versorgungsspannungs- und Steuerprotokollstandards, an die der Aktuator angepasst werden muss. Ein 110-Volt-Aktuatormotor hat eine Lebensdauer, die in Millisekunden gemessen wird, wenn er an eine 500-Volt-Stromquelle angeschlossen ist. Daher sollten diese Probleme bei der Dimensionierung des Aktors besonders beachtet werden.