AktuatorSiehe auch:
Servoregler [ english: actuator ]
Der Elektrozylinder, auch Linearmotor oder Aktuator genannt, und auch der Elektromagnet aus dem Bereich der Lineartechnik finden als Linearantrieb immer mehr Anwendung in anpruchsvollen Aufgaben und Lösungen. Sie werden hauptsächlich zum Schalten sowie zum schnellen Positionieren genutzt.
Abbildung zeigt einen Tauchspul-Linearaktuator mit Leistungs-Operationsverstärker DCP130/60C +-50V / 2,5A
Aktuatoren Linearaktuator
Linearmotoren mit begrenztem Hub, z.B. +- 1mm, oder +-10mm, können je nach Wunsch hergestellt werden. Sämtliche Vorteile, die bei linearen BL-Motoren aufzulisten sind, gelten auch hier, jedoch insbesondere:
- Kraftvektor genau proportional dem Strom erlaubt eine einfache und genaue +/- Kraftregelung
- einfache Ansteuerung mit nur einer Phase aus linearen oder getakteten Reglern
- hoher Kraftvektor bei kleinstem Volumen (Entwurf LA300 für ESO / Garching)
- kann auch als Linearservomotor mit hoher Steifigkeit und Dämpfung ausgelegt werden
- extrem reaktionsschnell, da kleinste bewegte Masse
- unendliche Auflösung bis in den sub-μ-Bereich
- kleinste Induktivität, hohes dI/dt, bewiesenermaßen um Größenordnungen dynamischer als sogenannte eisenbehaftete Linearaktuatoren bei vergleichbaren Werten und Volumen
- hohe Strom-Impulsbelastung mit Faktor 3-6 möglich
Konstruktionen für besondere Anforderungen sind möglich:
- je nach Abmessungen
- je nachdem, ob z.B. die bewegte Masse, die Induktivität, oder die Verlustleistung optimiert werden soll
- mit integrierter Linearführung oder flexibler Aufhängung
- kann zusätzlich Luftgekühlt werden
- z.B. als Leistungsvibrator hoher Leistung. Billiger als alle Vibratoren z. Zt. auf dem Markt
- extrem robust: bewegte Teile und Stöße können z.B. aus Titan gefertigt werden und somit sehr hohe Kräfte und Beschleunigungen ohne Schaden überstehen bis in den Resonanz-Frequenzbereich (je nach Dimensionierung bis in den kHz-Bereich)
Angebaute Lagegeber sind möglich als:
- linearresolver (Linear Inductosyn)
- linearmaßstab
- als Linearpotentiometer in Leitplastik: 500x10 Hübe
Besondere Anwendungen:
- integrierter Lagegeber möglich als HF-LDT
- kann als Hochleistungs-Reibahle, Linearfräser und Säge-Antrieb eingesetzt werden
- für neuartige Bearbeitungsmaschinen, auch mit diamantbestückten Werkzeugen etc.
- vergleichsweise billig herzustellen
- unzählige innovative / High-Tech Anwendungsmöglichkeiten
- unzählige Patente möglich auf allen Gebieten der Technik
- auch mit doppelter Aufhängung zum Aufnehmen von stärkeren Radialkräften
Rotations-Aktuator
Dies sind Motoren mit eingeschränktem Rotationswinkel. Sie werden überall dort benötigt, wo der Motor ständig zwischen 2 Winkellagen hin und her pendelt oder positioniert, z.B. um +-45 Grad, um eine Klappe oder ein Ventil zu verstellen und hierbei kein Bürstenverschleiß hingenommen werden kann. Größter Verfahrwinkel ist 180° abzüglich Restwinkel.
Sämtliche Vorteile, die für rotatorische Motoren aufgelistet wurden, gelten ebenso für diese Aktuatoren,
jedoch insbesondere:
- Moment ist genau proportional dem Strom, dies erlaubt eine einfache und genaue Momentregelung. Die Ansteuerung geschieht mit nur einer Phase aus einer linearen oder getakteten bipolaren Stromquelle
- großes Moment bei kleinstem Volumen kennzeichnen diese Aktuatoren, die bisherige Modelle von weltbekannten Anbietern zur 2. Wahl machen
- sie sind extrem reaktionsschnell, da sehr kleine Rotormasse
- über den Nennstrom hinaus sind diese Aktuatoren mit einem 1,5 - 2-fachen Impulsstrom kurzzeitig
belastbar
Besondere Konstruktionen sind möglich, wenn:
- fertige Spulen zum Einsatz kommen
- der Stator geblecht werden soll
- es ein preiswertes Massenprodukt werden soll
- die geringe Eisenpakethöhe sowie die kurzen Wickelköpfe machen diese Aktuatoren zu einem flachen Ring
Die Abbildung zeigt einen Laborprototyp eines “Limited-Angle-Torquer” für eine Digitalkamera montiert auf einer stabilisierten Plattform in einem Tornado. Der Wirkungsgrad ist beachtlich: im gleichen Volumen konnte für MBB bei 6 Nm und 136 mm Durchmesser eine Verlustleistung von 80 W genügen, statt bisher 340 W. Angebaute Winkelgeber sind möglich als:
- Resolver oder Linearesolver
- Inkrementalgeber
- Potentiometer in Leitplastik: 500 Mio. Zyklen minimum
- integrierter Lagegeber, möglich als Linearresolver
- Einsatz als Rotationsvibrator hoher Leistung - der vollkommen verschleißfrei arbeitet
- kann mit einer einphasigen Ansteuerung als Robotik-Wendestation mit hoher Positioniergenauigkeit
und Dynamik arbeiten - unzählige innovative / High-Tech- Anwendungsmöglichkeiten
Abbildung: Analoger Servoverstärker DCP520/60 zur hochgenauen Steuerung und Regelung von Linearaktuatoren
