Was ist ein elektromagnetischer Aktor?
Ein elektromagnetischer Aktor ist ein Gerät, das elektrische Kräfte, die durch elektromagnetische Phänomene erzeugt werden, in physikalische Kräfte in Maschinen umwandeln kann, z. B. in Rotations- oder Linearbewegungen.
In verschiedenen Bereichen der Industrie werden elektromagnetische Aktoren in Bewegungssteuerungen eingesetzt, die Motoren und Magnete verwenden, um Maschinen zu steuern, indem sie sie bewegen oder anhalten.
Der Einsatz von elektromagnetischen Aktoren erfordert neben solider Erfahrung auch Fachwissen über elektromagnetische Felder und die Analyse von Strukturen und Mechanismen, sodass es wichtig ist, die Grundsätze in Bezug auf physikalische Aspekte wie elektromagnetische Felder zu verstehen.
Anwendungen von elektromagnetischen Aktoren
Elektromagnetische Aktoren werden in vielen Bereichen elektrischer und elektronischer Geräte eingesetzt, z. B. in Industriemaschinen, medizinischen Geräten und Analysegeräten. Sie werden insbesondere als Magnete und Motoren sowie als Bewegungssteuerungen verwendet und kommen daher in einer Vielzahl von Branchen zum Einsatz.
Sie werden z. B. in Präzisionsgeräten wie Analysegeräten im medizinischen Bereich, Halbleitern und Industrieanlagen eingesetzt. Je nach Art und Größe des elektromagnetischen Aktors variieren die Anwendungen, in denen er eingesetzt wird.
Zu den Bewegungen, die elektromagnetische Aktoren ausführen können, gehören Translationsbewegungen, bei denen sich der Aktor ohne Richtungsänderung bewegt, und Rotationsbewegungen, bei denen der Aktor auf der Stelle die Richtung ändert.
Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie schneller arbeiten als pneumatische oder hydraulische Zylinder und werden zur Bewegungssteuerung von Maschinen eingesetzt, z. B. beim Öffnen und Schließen von Schaltern und Ventilen zur Steuerung von Bewegungen.
Funktionsweise der elektromagnetischen Aktoren
Die Funktionsweise eines elektromagnetischen Aktors besteht darin, das Faraday’sche Gesetz zu nutzen, das durch Elektrizität, die durch eine interne Spule fließt, erzeugt wird, um eine elektrische Größe in eine physikalische Bewegung umzuwandeln, indem der bewegliche Eisenkern (Stößel) innerhalb der Spule durch die Kraft eines Magneten bewegt wird.
Der Vorgang selbst beruht auf dem Prinzip eines Elektromagneten, wobei eine magnetische Kraft erzeugt wird, wenn Strom an die Spule im Inneren des elektromagnetischen Aktors angelegt wird. Dadurch wird der bewegliche Eisenkern innerhalb der Spule in Bewegung gesetzt, was zu einer Dreh- oder Hin- und Herbewegung führt. Die Magnetkraft ist proportional zur Stärke des Stroms, und die Richtung der Magnetkraft kann je nach Stromrichtung geändert werden.
In Motoren wird eine anhaltende Drehbewegung durch eine Änderung der Polarität der Elektromagneten erzeugt, sodass der Stromfluss eine Kraft erzeugt, die den Eisenkern in das Innere der Spule zieht. Dadurch wird der Elektromagnet zu einem Linearantrieb.
Weitere Informationen zu elektromagnetischen Aktoren
1. Unterschiede zwischen elektromagnetischen Aktoren, Zylindern und Motoren
Der Begriff „Aktor“ bezieht sich auf ein Element, das elektrische Eingangssignale oder andere Energie in physikalische Bewegung umwandelt. Unter den Begriff „elektromagnetische Aktoren“ fallen also verschiedene Arten von Motoren und Bewegungssteuerungen für lineare Bewegungen.
Auch „Zylinder“ sind im Grunde ein Synonym, obwohl Vorsicht geboten ist, wenn der Begriff „Zylinder“ anstelle von elektromagnetischen Aktoren verwendet wird, da er auch luftbetriebene (pneumatische) und hydraulische Gehäuse umfasst.
Da die Kosten für elektromagnetische Aktoren gesunken sind, werden in der Industrie zunehmend elektromagnetische Aktoren eingesetzt, die sich schneller und feiner regeln lassen als Luft- oder Hydrauliksteuerungen und auch in Bezug auf die Energieeinsparung überlegen sind.
2. Bewegungssteuerungen
Im Bereich der industriellen Ausrüstung, in dem elektromagnetische Aktoren am weitesten verbreitet sind, gibt es eine Reihe von Herstellern, die nicht nur Aktoren, sondern auch Sensoren zum Erfassen von Bewegungen. Wie verschiedene Servosteuerungseinheiten, die tatsächlich detaillierte Bewegungen steuern, und Kommunikationssysteme zwischen Geräten als Software und Systemunterstützung anbieten. Es gibt auch eine Reihe von Herstellern, die Systemunterstützung für Sensoren zur Bewegungserfassung, verschiedene Servosteuerungseinheiten, die tatsächlich detaillierte Bewegungen steuern, und Kommunikationssysteme zwischen Geräten als Set mit Software anbieten.
In einigen Fällen sind Geräteentwickler und Endgerätehersteller in der Lage, all diese Systeme selbst zu entwickeln, in anderen Fällen kann es jedoch eine große Belastung sein, alle ICs (CPUs) und komplexe und know-how-intensive (z.B. PWM-Steuerung) Betriebssoftware selbst zu entwickeln.
Insbesondere der Bereich der Steuerungssoftware und der zugehörigen ICs im digitalen Bereich hat sich mit der Zeit stark weiterentwickelt, sodass es oft notwendig ist, eine spezialisierte Einheit zu haben, um mit dem Technologiefluss Schritt zu halten. Aus diesem Grund gibt es auch spezialisierte Support-Anbieter für Motion-Controller.