Wie funktioniert ein elektrischer Antrieb? Konstruktion und Anwendung

Antriebsmechanik oder wie funktioniert ein elektrischer Antrieb?

Es wird viel darüber gesprochen, dass Linearantriebe einfach, billig und sicher sind. Es wird jedoch wenig darüber gesprochen, wie sie funktionieren und wie sich der Kolben bewegt. Diese Technologie wird ständig weiterentwickelt, aber das Funktionsprinzip bleibt dasselbe.

Heute werden wir die grundlegenden Fragen beantworten, wie ein elektrischer Antrieb funktioniert, wie er aufgebaut ist und welche Anwendungen er hat.

Arten von elektrischen Antrieben

Wenn wir „elektrischer Antrieb“ sagen, meinen wir meistens einen Kolbenlinearantrieb, bei dem sich ein Teil vom anderen erstreckt. Es stellt sich jedoch heraus, dass dies nicht die einzigen elektrischen Antriebe sind, die auf dem Markt erhältlich sind. Machen wir also eine grundlegende Unterteilung.

Die Grundgruppe der elektrischen Antriebe sind lineare Antriebe, unter denen Folgendes unterschieden werden kann:

• Zylinder mit einer Kolbenstange, bei der sich ein Teil (Kolbenstange) vom stationären festen Teil aus erstreckt:
  • mit Trapez-, Kugel- oder Rollenschraube
  • einfachwirkend (drücken oder ziehen) oder doppeltwirkend
  • mit axialen Aufsätzen oder mit rückseitigen Aufsätzen
  • ein- oder mehrteilige (teleskopische) Kolbenstangen
• Stangenlose Zylinder, in denen sich ein Schlitten entlang des Propellers bewegt, an dem das bewegte Element befestigt ist.

Darüber hinaus gibt es auch Drehantriebe, bei denen sich das Ausgangselement dreht, anstatt sich auszudehnen oder zurückzuziehen. Solche Antriebe werden häufig mit Flügeltoren an breiten Pfosten verwendet (sie haben gebrochene „Arme“).

Jede der genannten Gruppen von Antrieben kann von AC- oder DC-Motoren angetrieben werden. Darüber hinaus können die elektrischen Antriebe eingebaute Endkontakte haben oder ohne diese hergestellt werden. Sie können auch mit Rückkopplung (Potentiometer, Impulsgeber) oder ohne diese Zusätze erfolgen.

Aufbau eines elektrischen Linearkolbenantriebs

Einfach ausgedrückt besteht ein elektrischer Antrieb (auch als linearer Antrieb bekannt) aus einem Motor und einem Zahnrad, das die Drehbewegung des Rotors in die lineare Bewegung des Kolbens umwandelt.

Um an der Kolbenspitze ausreichend hohe Kräfte erreichen zu können, werden in der Regel mehrstufige Zahnräder eingesetzt.

Elektrische Antriebe unterscheiden sich erheblich von pneumatischen oder hydraulischen Antrieben. Sie werden nicht von Druckluft oder Öl angetrieben, die von einer Pumpe gepumpt werden, sondern von Elektrizität. Dank dessen sind Steuerung und Bedienung eines solchen Antriebs viel einfacher und billiger. Sie müssen sich keine Sorgen über Undichtigkeiten machen, die bei einem Hydraulik- oder Pneumatikzylinder auftreten können. Solche Verluste könnten die Kraft des Antriebs verringern. Darüber hinaus müssen keine teuren Pumpen oder Kompressoren ausgetauscht werden, die sich natürlich abnutzen. Die Installation ist daher viel weniger kompliziert und daher billiger und einfacher zu machen..

Wie sieht die Mechanik unserer Antriebe aus? In der folgenden Abbildung ist dies vereinfacht dargestellt. Sie zeigt das Funktionsprinzip von elektrischen Antrieben.

Das Funktionsprinzip eines solchen Antriebs ist sehr einfach. Der Elektromotor dreht mit dem Zahnrad die Leitspindel, entlang der sich die Mutter bewegt. Ein Kolben ist an der Mutter angebracht. Die Bewegung der Mutter am Propeller ergibt folglich die gesamte Kolbenbewegung (er fährt in das Gehäuse ein oder aus). So einfach ist das, nicht wahr?

Eine solche Konstruktion des Antriebs bedeutet auch, dass der Antrieb das auf ihn aufgebrachte Gewicht tragen kann, selbst wenn die Stromversorgung von ihm getrennt wird. Das mehrstufige Getriebe, insbesondere der Propeller und die Mutter, die sich darauf bewegt, macht das System „selbsthemmend“. Das heißt, dass Sie den Kolben nicht hinein- oder herausziehen können, wenn der Motor nicht läuft. Wenn zu viel Gewicht auf den Antrieb gelegt wird, hört das Getriebe natürlich auf, sich selbst zu verriegeln, da der Antrieb einfach beschädigt wird.

Okay, aber woher „weiß“ der Antrieb, wann er anhalten soll?

Der Antriebstopp kann immer durch Trennen der Stromversorgung vom Motor ausgelöst werden. Hier entstehen unterschiedliche Wege zum Ziel.

Einige Antriebe haben keine eingebauten „Endschalter“, die sie in den gewünschten Positionen stoppen könnten (z. B. ETM-01- undETM-02-Antriebe firmy Elektrobim).

von Elektrobim). Was nun? Solche Antriebe sind für die Zusammenarbeit mit der Steuerung ausgelegt, die mit einem System zur Messung des durch den Antrieb fließenden Stroms ausgestattet ist.

Wofür ist das alles? Wenn der Antrieb ein Flügeltor bedienen soll, ist dies sehr sinnvoll. Die Steuergeräte sind in der Regel mit einem Überlastschalter ausgestattet. Das Stoppen der Antriebe erfolgt, nachdem die Flügel auf den Begrenzern ruhen. Sie werden an den Stellen installiert, an denen die Flügel anhalten sollen. Der Widerstand erhöht den Strom, der durch den Antrieb fließt, und dies wird von der Steuerung „erfasst“. Durch Drücken der Torblätter gegen die Widerstände halten die Flügel immer an den gleichen Stellen an. Auch mit der Zeit gibt es keinen Präzisionsverlust.

Andere Antriebe haben möglicherweise eingebaute Endschalter, die im Antrieb verborgen sind. In diesem Fall wird das Signal nicht vom Stellantrieb an das Steuerungssystem ausgegeben. Die „Entscheidung“, die Stromversorgung vom Motor zu trennen, wird von diesen eingebauten Endschaltern getroffen. Eine Bewegung des Kolbens in die entgegengesetzte Richtung wird erst möglich, wenn die Polarität der Versorgungsspannung des Stellantriebs umgekehrt wird. Beispiele für solche Antriebe können alle Modelle der Serien Power Jack, FDI, NLAD, SL i CAR-2500 sein, die bei Elektrobim erhältlich sind.

Die einfachste Form des elektrischen Systems sieht wie im Bild unten aus.

Sie können auch Antriebe mit Endschaltern finden, von denen das Signal außerhalb des Antriebs geleitet wird. Sie können an die Steuerung angeschlossen werden. Der Hauptunterschied zwischen diesem und dem zuvor beschriebenen Fall besteht darin, dass in diesem Fall die Endschalter die Spannung nicht vom Motor trennen. Diese Aufgabe muss von der Steuerung selbst ausgeführt werden, wenn sie ein Signal von den Schaltern empfängt.

Das Anschließen eines solchen Antriebs ist auch komplizierter. Dies liegt daran, dass 2-adrige Kabel nicht mehr ausreichen, aber mindestens 5 erforderlich sind (wenn die Schalter ein gemeinsames Ende haben).

Was ist, wenn Sie wissen müssen, wo sich der Kolben befindet?

Kein Problem! Sie müssen lediglich den entsprechenden Antrieb auswählen. Dies kann beispielsweise einer sein, der einen Sensor aufweist, der eine Anzahl von Ausgangsimpulsen pro Wegeinheit des Kolbens erzeugt. Elektrobim bietet mehrere solcher Antriebe an. Dazu gehören Antriebe aus der Power Jack oder FDI-Serie.

Der Nachteil solcher Lösungen besteht darin, dass Sie das System bei jedem Einschalten kalibrieren müssen. Dies ist notwendig, um die Position des Kolbens während des Betriebs zu berechnen. Die Sensorausgangsimpulse werden gezählt. Ungenauigkeiten können auftreten, wenn das Steuerungssystem einen Impuls „verfehlt“.

Was ist, wenn wir die Position des Kolbens kennen müssen und das System nicht jedes Mal kalibrieren können, wenn es eingeschaltet wird? Der Ausweg besteht dann darin, einen Antrieb zu verwenden, der mit einem Potentiometer oder einem Ausgangscodierer ausgestattet ist.

Wir haben in unserer Firma Antriebe mit einem Ausgangspotentiometer. Dies ist die GNT-Serie. Das Steuersystem sollte den Widerstand zwischen den Potentiometeranschlüssen messen und auf dieser Basis die aktuelle Position des Kolbens berechnen. So haben wir die Frage „Wie funktioniert ein elektrischer Antrieb“ beantwortet.

Alles klar, aber wofür können Sie elektrische Linearantriebe verwenden?

Das Anwendungsfeld ist riesig! Die Möglichkeiten der Verwendung von Antrieben sind nur durch unsere Vorstellungskraft begrenzt.

Am häufigsten werden Elektrobim-Antriebe zur Automatisierung von Flügeltoren verwendet. Möchten Sie das Tor nach innen oder außen öffnen? Benötigen Sie einen der Flügel weiter als den anderen zu öffnen? Haben Sie schmale Pfosten oder im Gegenteil – so breite, dass es einfacher ist, darüber zu springen, als herumzulaufen? Unsere Antriebe sind ausnahmslos für JEDES Tor geeignet! Natürlich kann nicht jeder Antrieb an irgendeiner Art von Pfosten befestigt werden. In unserem Angebot können Sie solche Antriebe oder vorgefertigten Sets auswählen, die perfekt zu Ihrem Tor passen.

Möchten Sie den Keller oder die Dachluke automatisch öffnen? Wir empfehlen FDI-Antriebe, die äußerst leise und kulturell arbeiten und in Innenräumen absolut zuverlässig sind.

Wir garantieren, dass Sie die Hälfte des Haushalts nicht aus den Betten reisen werden, indem Sie die Luke zum Dachboden öffnen, da diese Antriebe einfach LEISE SIND. Sie sind sehr ästhetisch, präzise und können Lasten bis zu 400 kg übertragen.

Kümmern Sie sich um eine behinderte Person, die einen verstellbaren Stuhl oder ein verstellbares Kopfteil am Bett haben muss? Auch hier werden FDI-Antriebe nützlich sein. Darüber hinaus bietet Elektrobim eine spezielle Steuerung mit einer Kabelfernbedienung an, die den Aufbau des Systems noch einfacher macht.

Elektrische Antriebe in Fahrzeugen und landwirtschaftlichen Maschinen

Haben Sie eine Jacht und möchten den Motor elektrisch anheben? Verwenden Sie den 12-V-Antrieb CAR-2500 oder Power Jack. Alles, was Sie brauchen ist eine Steuerung mit Fernbedienungen oder einem geeigneten Schalter und die Angelegenheit ist erledigt.

Sind Sie Landwirt und müssen ein Nivelliersystem für Sprühausleger herstellen oder möchten Sie eine Steuerung für eine Sämaschine erstellen? Genau wie auf Jachten benötigen Sie auch hier 12-V-Antriebe und ein einfaches Steuerungssystem aus dem Angebot von Elektrobim. Ein kleiner „Druckknopf“ oder ein größerer Zwei-Knopf-Schalter kann unsere Antriebe perfekt steuern. Und wenn Sie von einem Maß an Extravaganz träumen, verwenden Sie den Controller mit einer Funkfernbedienung.

Züchten Sie Tiere? Haben Sie Hühner oder andere Tiere und müssen diese jeden Morgen aus dem Stall entlassen und abends abschließen? “Ich würde gerne länger schlafen, aber nichts davon, weil der Zoo wartet?”. Jetzt können Sie gut schlafen! Sie müssen nur einen unserer Antriebe

in Kombination mit einem Timer verwenden (wir haben Erfahrung im Aufbau solcher Systeme). Alles, was Sie tun müssen, ist die Öffnungs- und Schließzeit der Hühnertür oder des Stalles an jedem Wochentag zu programmieren, und fertig! Besser länger schlafen, weil:

„Der frühe Vogel … Schläft nicht!“ :)

Was sind andere Verwendungszwecke für Antriebe?
Die Klappe im Pickup anheben? Sonnenverfolgungssystem? Eine Schublade in einem Schreibtisch, die mit einer Fernbedienung geöffnet werden kann? Fernseher, der automatisch aus der Wand kommt? Ein Bett, das automatisch im Kleiderschrank versteckt wird? Ein Fenster in der Halle, das sich mit einer Fernbedienung einige Meter über dem Boden öffnet? Automatischer Motorradlift? Rauchabzugsklappen? Ferngesteuerte Oberlichter? Werbetafel auf der Currybude? Kontrolle der Sämaschine? Automatischer Aufzug für behinderte Menschen? …

Mit unseren Antrieben können Sie alles machen, was Sie wollen. Es gibt keine Einschränkungen für die möglichen Anwendungen. Sie kümmern sich um das Tor, das niemand bei Regen öffnen möchte. Sie drücken den Knopf und das Tor zum „Bunker“ auf Ihrem Dachboden öffnet sich selbst. Ohne aus dem Bett zu kommen, lassen Sie Ihre Haustiere raus, öffnen Ihr Fenster oder schieben den Fernseher aus der Wand…

All dies dank der großen Auswahl an Linearantrieben von Elektrobim.

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