Pour choisir la tension d'un actionneur, il est essentiel de prendre en compte les variables qui lui permettront de fonctionner à son plein potentiel. Ces principales considérations incluent le courant disponible, la tension, la puissance (c'est-à-dire le choix d'une alimentation électrique appropriée), les chutes de tension, ainsi que la vitesse et la force requises de l'actionneur linéaire.
De plus, ce n'est pas seulement la quantité de tension fournie qui est importante, mais aussi sa qualité. Connaître la différence entre une alimentation non régulée, une alimentation linéaire et une alimentation à découpage peut vous aider. Au lieu de vous perdre dans la multitude d'informations techniques disponibles en ligne, notre guide essentiel vous guidera à travers toutes les considérations électriques afin que vous disposiez des connaissances nécessaires pour prendre la meilleure décision d'achat.
Disponibilité de l'énergie
La tension d'un actionneur peut être fournie de deux manières : par une batterie de grande capacité ou, plus généralement, par un bloc d'alimentation. Les alimentations linéaires absorbent le courant alternatif (CA) et produisent du courant continu (CC) selon une série d'étapes, comme suit :
- Le courant alternatif passe par un transformateur abaisseur pour abaisser la tension.
- Un redresseur en pont complet coupe la polarité négative du signal CA.
- Un circuit composé de condensateurs connectés en parallèle lisse le signal pour créer une sortie de tension de type CC.
- Un régulateur produit une tension de sortie constante spécifique.
Les alimentations non régulées ne disposent pas de circuit de régulation et produisent donc une tension de sortie ondulée, ce qui est indésirable si vous recherchez une tension précise. Néanmoins, si une solution abordable pour une source d'actionneur électrique basse tension est nécessaire, une alimentation non régulée est la solution idéale.
Les alimentations linéaires ont tendance à manquer d'efficacité, car elles dissipent une grande quantité de chaleur lorsque le régulateur tente de réduire la tension et de la maintenir constante. Par conséquent, pour le choix de la tension de l'actionneur, il est préférable d'opter pour une alimentation à découpage.
Alimentations à découpage
Les alimentations à découpage utilisent des techniques de commutation à semi-conducteurs, par opposition à la régulation linéaire, pour produire une tension de sortie spécifique. Elles sont beaucoup plus efficaces (dissipation thermique moindre) et souvent plus légères grâce à l'utilisation d'un transformateur plus petit.
Nombre d'actionneurs
Il est également important de prendre en compte le nombre d'actionneurs linéaires que vous prévoyez d'utiliser lors du choix d'une alimentation . Si les actionneurs linéaires sont connectés en série, la tension de l'alimentation est partagée entre eux. Par exemple, si vous avez deux actionneurs linéaires 12 VCC connectés en série et reliés à une alimentation 12 VCC, chaque actionneur linéaire ne recevra que 6 VCC, ce qui signifie qu'ils fonctionneront à la moitié de leur capacité, ce qui est loin d'être idéal.
À l'inverse, connecter ces deux actionneurs linéaires en parallèle doublerait simplement la consommation de courant tout en conservant la même tension, ce qui est acceptable tant que le courant nominal de votre alimentation n'est pas dépassé. Si plusieurs actionneurs linéaires doivent être alimentés, notamment si leurs caractéristiques électriques varient, il est recommandé d'utiliser des alimentations distinctes pour chacun.
Chutes de tension
Dans certains cas, une alimentation et un actionneur linéaire peuvent être situés assez loin l'un de l'autre, nécessitant un câble long. Cela peut entraîner une chute de tension aux bornes du câble en raison de sa résistance interne. L'équation de base pour calculer la chute de tension aux bornes d'un câble est la suivante :
Où:
– chute de tension [V].
– longueur du câble [m].
– courant [A].
– résistivité du cuivre [Ω∙mm 2 /m].
– section transversale du câble [mm 2 ].
Par exemple, un actionneur linéaire fonctionnant sous une tension de 12 VCC à 8 A (pleine charge) est utilisé. Une alimentation de 12 VCC 10 A est utilisée, mais un câble en cuivre de 50 m (section de 4 mm² ) est connecté à l'actionneur. En utilisant l'équation ci-dessus, la chute de tension est de 1,7 V avec une résistivité de 0,017*. Par conséquent, l'actionneur linéaire ne fonctionnerait qu'à une tension d'alimentation de 10,3 V.
*La résistivité du cuivre à 20 °C, où la chute de tension augmenterait d'environ 0,4 % par augmentation de °C.
Cette chute de tension peut être bien plus importante si l'on tient compte des tables de correction, des chutes de tension internes du contrôleur/pilote et des autres pertes électriques dues aux connecteurs de câbles. Par conséquent, lors du choix de la tension adaptée à votre actionneur linéaire, tenez compte des chutes de tension.
Une façon de minimiser la chute de tension consiste à augmenter la section du câble, réduisant ainsi la résistance interne. Il est également possible d'enfouir les câbles sous terre pour éviter l'ensoleillement direct et les fluctuations de tension dues aux variations de température des câbles au cours de la journée.
De plus, pour illustrer l’importance d’utiliser un câble en cuivre par rapport à un câble en acier ou en aluminium, le graphique ci-dessous montre qu’un câble en cuivre a la chute de tension la plus faible sur toute sa longueur.
Vitesse et force
Des actionneurs linéaires plus lents génèrent généralement une force de sortie plus élevée, et inversement. Cependant, une tension plus élevée indique que le moteur de l'actionneur linéaire est plus puissant et peut donc produire une force plus importante. À l'inverse, un moteur électrique basse tension peut également être associé à un réducteur pour accélérer l'actionneur linéaire ou augmenter sa force de sortie.
Quoi qu'il en soit, il est important de sélectionner la tension adéquate pour que l'actionneur fonctionne au maximum de ses performances. Ensuite, pendant le fonctionnement, la vitesse et la force peuvent être réduites à l'aide d'un contrôleur, si nécessaire.
Options des automatisations progressives
Deux options principales s'offrent à vous : choisir une alimentation avec la tension adaptée à votre actionneur linéaire ou opter pour un actionneur linéaire à tension variable (actionneur à tension variable) adapté à votre alimentation. Concernant ce dernier, Progressive Automations propose principalement des actionneurs linéaires 12 VDC, mais il existe des modèles allant jusqu'à 24 VDC, 36 VDC et 48 VDC. De plus, le PA-12 peut être personnalisé jusqu'à 7,5 VDC si une alimentation basse tension pour actionneur électrique est utilisée.
Progressive Automations propose également des alimentations adaptées à ses actionneurs linéaires, simplifiant ainsi le choix. Comme indiqué précédemment, assurez-vous que la tension de l'alimentation est suffisante pour faire fonctionner l'actionneur linéaire. Si l'actionneur est de 12 VCC, utilisez une alimentation 12 VCC, à condition qu'ils soient proches l'un de l'autre. Sinon, optez pour une alimentation à tension plus élevée afin de compenser les pertes. Assurez-vous également que le courant de l'alimentation est supérieur à celui de l'actionneur linéaire à pleine charge, sinon vous risquez une surchauffe de l'alimentation.
Conclusion
Il est évident que le choix de la tension adaptée à votre actionneur garantira son efficacité, sa vitesse et sa force nominales. En tenant compte des chutes de tension dans votre câblage, du type d'alimentation utilisé et de la vitesse/force souhaitée, vous serez sûr de prendre la bonne décision.