Zasada działania siłownika elektrycznego polega na konwersji energii elektrycznej na ruch mechaniczny za pomocą silnika elektromagnetycznego i mechanicznego układu przeniesienia napędu
Mechanizm działania
- Aktywacja elektryczna: Sygnał wejściowy (cyfrowe włączenie/wyłączenie lub analogowe 4-20mA) uruchamia jednostkę sterującą, aby zasilić wewnętrzny silnik.
- Obroty silnika: Prąd płynący przez uzwojenia silnika wytwarza pole magnetyczne. To pole oddziałuje z magnesami w silniku, aby obrócić wał z dużą prędkością i stosunkowo niskim momentem obrotowym.
- Wzmacnianie momentu obrotowego: Przekładnia(np. zębata, ślimakowa lub planetarna) redukuje dużą prędkość silnika, jednocześnie znacznie zwiększając moment obrotowy, aby zapewnić siłę niezbędną do przemieszczania ciężkich ładunków.
- Konwersja ruchu:
- Siłowniki obrotowe: Wyjście z przekładni bezpośrednio obraca wał, zazwyczaj o 90° (ćwierć obrotu) lub 360° (wiele obrotów) do obsługi zaworów.
- Siłowniki liniowe: Ruch obrotowy jest przekształcany w ruch liniowy za pomocą śruby pociągowej lub śruby kulowej. Gdy śruba się obraca, nakrętka przesuwa się wzdłuż jej długości, wysuwając lub wsuwając pręt lub tłok.
Funkcje sterowania i bezpieczeństwa
- Wyłączniki krańcowe: Odcinają zasilanie silnika, gdy siłownik osiągnie pozycję całkowicie wysuniętą lub wsuniętą, zapobiegając uszkodzeniom mechanicznym.
- Czujniki sprzężenia zwrotnego: Komponenty takie jak potencjometry lub enkodery dostarczają w czasie rzeczywistym dane o dokładnej pozycji siłownika do sterownika PLC (Programmable Logic Controller) w celu precyzyjnego sterowania modulacyjnego.
- Mechanizmy awaryjne: W przypadku utraty zasilania, systemy takie jak akumulatory zapasowe lub mechanizmy powrotu sprężynowego przywracają siłownik do bezpiecznej „domyślnej” pozycji.
- Hamulce: Często montowane na silniku, blokują wirnik w pozycji spoczynku, gdy nie jest używany, aby zapobiec działaniu sił zewnętrznych (takich jak ciśnienie płynu w rurze) na mechanizm.