Was ist ein DC-Aktor?
Ein Gleichstromaktor ist ein elektromechanischer Schalter, der mit Gleichstrom betrieben wird. Während Stellantriebe in vielen Größen erhältlich sind, werden in der Regel große Versionen mit Wechselstrom betrieben, da sie hohen mechanischen Belastungen standhalten müssen. Der Gleichstromaktuator findet sich häufig in kleinen elektronischen Geräten wie Türklingeln oder Systemen, bei denen die Bewegung einer millimeter- oder zentimetergroßen Wellen- oder Schraubenbaugruppe verwendet wird, um einen Schaltkreis zu aktivieren oder die Ausrichtung eines mechanischen Geräts zu ändern. In diesem Sinne sind sie häufig Teil eines Mikrocontrollersystems am Fließband oder in anderen in sich geschlossenen Maschinen wie den Ventilen und der Drosselklappensteuerung in Kraftfahrzeugen. Der Gleichstromaktuator wirkt häufig zusammen mit einem integrierten Schaltkreischip, um den Fluss von Gasen oder Flüssigkeiten zu regulieren oder mechanische Systeme in Rohrleitungen und anderen industriellen Anwendungen ein- und auszuschalten.
Der gebräuchlichste Typ eines Gleichstrom-Aktuatorsystems ist der Linearaktuator. Hierbei handelt es sich um ein Gerät, das im Allgemeinen Rotationsbewegungen durch elektrische Energie in lineare Bewegungen umwandelt und Fließbandklappen und -rutschen bedienen, Sonnenkollektoren zur Sonne ausrichten und andere Automatisierungsarten ausführen kann. Das DC-Aktuatorsystem weist jedoch im Allgemeinen ein geringes Drehmoment oder eine geringe lineare Kraft auf und wird häufig mit 12- oder 24-Volt-DC-Batterien betrieben, die nur für intermittierende Lasten ausgelegt sind. Aktuatortypen im Gleichstrombereich werden normalerweise als linear klassifiziert, wenn sie mehr als ein Pfund (0,45 kg) bewegen können, und als Mikroaktuatoren, wenn sie weniger als ein Pfund bewegen können.
Einer der Vorteile eines kleinen elektronischen Gleichstromaktors gegenüber einem schweren Wechselstromaktor, der mit pneumatischer oder hydraulischer Energie betrieben wird, besteht darin, dass die kleineren Einheiten häufig die doppelte Funktion eines Potentiometers erfüllen können. Das heißt, die Bewegung der Welle im Stellglied kann präzise gesteuert und gemessen werden, indem die auf das System ausgeübte elektrische Kraft reguliert wird. Dies kann sie zu sehr nützlichen Einheiten in Zahnradgetrieben machen, die sehr enge Toleranzen aufweisen, wie beispielsweise in Robotersystemen.
In einigen Fällen können Teile des Gleichstromaktors denen kleiner Elektromotoren sehr ähnlich sein. Dies ist bei sogenannten Schrittmotoren der Fall, die gleichzeitig Elektromotor und Gleichstromaktor sind. Ein Schrittmotor ist ein kleiner Gleichstrommotor, der mit einer Mikrocontrollerschaltung verbunden ist, bei der der Drehabstand der Motorwelle in kleinen Bruchteilen einer Gesamtdrehung der Welle genau inkrementiert wird. Während sich ein gewöhnlicher Gleichstrommotor normalerweise mit Dutzenden oder Hunderten von Umdrehungen pro Sekunde dreht, kann ein Schrittmotor so eingestellt werden, dass er nur 1,8, 3,6 oder 7,5 Grad von insgesamt 360 Grad für eine vollständige Umdrehung dreht. Eine derart präzise Steuerung ist in Mikrorobotersystemen erforderlich, beispielsweise zum Bewegen der Aerilons in funkgesteuerten Flugzeugen, die sowohl in Militär- als auch in Freizeitarenen eingesetzt werden.