Wat is een snelle actuator?
Een snelle actuator is een elektromagnetisch activeringsapparaat dat in staat is tot extreem snelle activeringstijden. Het concept voor snelle bediening is enigszins subjectief en moeilijk nauwkeurig te definiëren, omdat normen en verwachtingen van bedrijfstak tot bedrijfstak verschillen. Algemeen wordt aanvaard dat activeringstijden van 10 milliseconden of minder als snelle activering kwalificeren. Deze apparaten worden gebruikt in toepassingen zoals kleppen van auto's, postsortering en explosieonderdrukking waarbij bliksemsnelle responstijden vereist zijn. Snelle actuatortypen die aan deze beschrijving voldoen, zijn meestal elektromagnetische solenoïde-varianten, omdat mechanische actuatoren over het algemeen niet in staat zijn om op hoge snelheid te werken.
Veel mechanische toepassingen vereisen externe activering van systeemcomponenten met snelheden die niet mogelijk zijn met conventionele bedieningsapparaten. De gemiddelde responstijd voor een conventionele solenoïde is ongeveer 30 tot 50 milliseconden, die, hoewel snel, lang niet snel genoeg is voor de hogesnelheidstoepassingen. Apparaten zoals elektromagnetische afsluitersystemen voor auto's vereisen responstijden van 10 milliseconden of minder, waarvoor een zeer snelle actuator vereist is.
Om deze snelle reactietijden te bereiken, moet het ontwerp van een snelle actuator worden aangepast om twee basisproblemen aan te pakken: bedieningskracht en slaglengte. Activeringskracht is de fysiek aantrekkelijke kracht van het elektromagnetische veld dat wordt gebruikt om de solenoïde plunjer te activeren. Hoe sterker het veld is, hoe sneller de plunjer zal reageren en hoe korter de reactietijd zal zijn. Het is duidelijk dat het plunjerontwerp en de gebruikte materialen zorgvuldig op elkaar moeten worden afgestemd om deze verfijningen te maximaliseren.
De tweede methode om de reactietijden van de actuator te versnellen, is het verminderen van de slaglengte van de plunjer. Hoe korter de afstand is dat de plunjer moet reizen om de cyclus te voltooien, hoe korter de responstijd. Deze maatregel vereist ook dat een specifieke set ontwerpparameters wordt toegepast in zowel de solenoïde als de apparaten die worden geactiveerd. Alle ontwerp- en constructie-offers die zijn gemaakt om deze parameters te implementeren, zijn echter over het algemeen de moeite waard, aangezien snelle reactortijden van minder dan 0,2 milliseconden mogelijk zijn. Dit maakt de hoge snelheidsmagneetactuator een ideale keuze voor toepassingen zoals postsorteerafleiders, elektronische klepcontrollers en explosie-onderdrukkende dispergeerders.
De mechanische actuatorfamilie is in het algemeen uitgesloten van het draaien in de snel-actuatorinzetten. Conventionele hydraulische, pneumatische en elektromechanische actuators kunnen eenvoudigweg de vereiste reactietijden van minder dan 10 milliseconden niet produceren vanwege de inertie- en wrijvingskrachten die inherent zijn aan hun werking. Totdat deze beperkingen zijn overwonnen, blijft de elektromagnetische solenoïde de enige echte snelle actuatoroptie voor veeleisende, snelle toepassingen.