Het werkingsprincipe van een elektrische actuator is de omzetting van elektrische energie in mechanische beweging door middel van een elektromagnetische motor en een mechanisch transmissiesysteem
Kernmechanisme
- Elektrische Activering: Een ingangssignaal (digitaal aan/uit of analoog 4-20mA) activeert de besturingseenheid om stroom te leveren aan de interne motor.
- Motorrotatie: Stroom die door de draadspoelen van de motor loopt, creëert een magnetisch veld. Dit veld interageert met magneten in de motor om een as met hoge snelheid te laten draaien met relatief laag koppel.
- Koppelversterking: Een versnellingsbak (bijv. tandwielen, wormwielen of planetaire tandwielen) vermindert de hoge snelheid van de motor en verhoogt tegelijkertijd het koppel aanzienlijk om de kracht te leveren die nodig is om zware lasten te verplaatsen.
- Bewegingsconversie:
- Roterende Actuatoren: De tandwieluitgang draait direct een as, meestal voor 90° (kwartslag) of 360° (meervoudige slag) klepwerkingen.
- Lineaire Actuatoren: De roterende beweging wordt omgezet in een rechtlijnige beweging met behulp van een draadspindel of kogelomloopspindel. Wanneer de schroef draait, beweegt een moer over de lengte ervan, waardoor een stang of zuiger wordt uitgeschoven of ingetrokken.
Besturings- en Veiligheidsvoorzieningen
- Eindschakelaars: Deze schakelen de stroom naar de motor uit wanneer de actuator zijn volledig uitgeschoven of ingetrokken positie bereikt, waardoor mechanische schade wordt voorkomen.
- Terugkoppelingssensoren: Componenten zoals potentiometers of encoders leveren real-time gegevens over de exacte positie van de actuator aan een PLC (Programmable Logic Controller) voor nauwkeurige modulerende besturing.
- Fail-Safe Mechanismen: In het geval van stroomuitval brengen systemen zoals batterijback-ups of veerkrachtmechanismen de actuator terug naar een veilige "standaard" positie.
- Remmen: Vaak op de motor gemonteerd, deze vergrendelen de rotor in positie wanneer deze niet in gebruik is om te voorkomen dat externe krachten (zoals vloeistofdruk in een pijp) het mechanisme terugdrijven.