¿Debo cablear mis actuadores eléctricos en serie, en paralelo o en una combinación de ambos?

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Estoy trabajando en un proyecto que requiere cuatro (4) actuadores lineales eléctricos para trabajar juntos. Deben ser conducidos a la misma velocidad, simultáneamente. Supongamos que tengo cuatro actuadores idénticos con las siguientes características:

- > 12V DC - > Sorteo máximo de 2.5A

(Algo como estos ... enlace )

Todos estos muchachos tienen una capacidad nominal de 200 libras o más, que es aproximadamente 4 veces la potencia de elevación que necesito, por lo que imagino que puedo conducirlos a todos desde una única fuente de energía, con las siguientes características:

- > 12V - > Max 6A

(Algo como esto ... enlace )

Ahora, lo que me pregunto es si debo conducirlos en paralelo o en serie. Según tengo entendido, ejecutarlos en serie atraerá, como máximo, el máximo de 2.5A, pero a una tensión disminuida. Tiene sentido que cada uno obtenga aproximadamente 3V (12V / 4 motores). ¿La disminución de la tensión solo se manifestará como una disminución de la velocidad o también una disminución de la fuerza de elevación?

Por otro lado, ejecutarlos en paralelo les proporcionará a todos los 12V para los que están diseñados, pero limitará su corriente a un 6A combinado. Es lógico, entonces, que cada uno obtenga aproximadamente 1.5 A, asumiendo que comparten la carga por igual (motores 6A / 4). ¿La disminución de la corriente solo causaría una disminución en la fuerza de elevación, o también causaría una disminución de la velocidad?

¿Supongo que una combinación de los dos aterrizaría en algún lugar en el medio? (es decir, dos motores en serie, paralelos a otros dos motores en serie)

Por favor, avíseme si la lógica no es correcta. Tiene sentido para mí, pero mi experiencia es que los motores no son exactamente equivalentes a las resistencias u otros componentes de constante de arrastre, especialmente cuando un motor puede tener un mayor o menor arrastre / carga que los otros.

La aplicación requiere cuatro actuadores, pero solo una capacidad de elevación total combinada de aproximadamente 250 #. La velocidad no es una gran preocupación, solo se requiere que viajen aproximadamente 15 pulgadas en aproximadamente un minuto o menos. Cuanto más rápido, mejor, pero no es un gran problema.

Finalmente, ¿es preferible un método sobre el otro para mantener velocidades de conducción casi idénticas? Estos actuadores serán responsables de mover una plataforma, que debe permanecer lo más nivelada posible mientras se eleva y baja. Si la plataforma tiene una concentración de peso en un lado / esquina, ¿los motores opuestos siempre conducirán más rápido? Si los ejecuto en paralelo, tiene sentido para mí que el voltaje constante los conduzca de manera idéntica, independientemente de la carga.

Estoy tratando de hacer esto lo más simple posible, y por eso quiero evitar la electrónica adicional para monitorear y cambiar las velocidades con los microcontroladores, etc. Solo un simple interruptor de subida / bajada, y espero que todo lo demás quede en su lugar. La fuente de alimentación única es deseable para ahorrar espacio / costos, así como para cualquier variación leve en la salida que puedan tener dos fuentes de alimentación. ¡Matemáticas, fuentes, experiencia son todas bienvenidas!

    
pregunta Birrel

3 respuestas

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Si sus actuadores son motores de escobillas de CC, la cuestión de cuándo realizar el cableado en serie y en paralelo dependerá de cómo necesita que se comporten las cosas. Los motores cableados en paralelo tenderán a funcionar a la misma velocidad sin carga, que caerá algo con el torque aplicado; Los motores cableados en serie producirán el mismo par , que se caerá para todos los motores de la serie basándose en el total de todas las velocidades de todos los motores.

Para ser un poco más preciso, un motor de escobilla de CC puede modelarse con bastante precisión como un motor ideal en serie con una resistencia y un inductor. En cualquier momento, la velocidad de rotación del motor será directamente proporcional a la tensión en la parte "ideal" del motor, y el par del motor será proporcional a la corriente. Estas son relaciones bidireccionales, por lo que cambiar la velocidad cambiará el voltaje (en la parte ideal del motor) y viceversa; Del mismo modo, cambiar la corriente cambiará el par y viceversa. Si bien este modelo no es del todo preciso, la diferencia entre los motores de motores de escobillas de CC más prácticos y un modelo ideal es, de hecho, casi equivalente a una resistencia e inductor en serie.

Si sus actuadores están conectados físicamente de manera que funcionarán a la misma velocidad, el cableado en serie equilibrará el par en ellos. Si no están conectados físicamente de esa manera, sino que debería correr cerca de la misma velocidad, cablearlos en paralelo hará que lo hagan, aunque si están sujetos a diferentes pares de torsión que pueden causar las velocidades de rotación para diferir un poco.

Si piensa en términos del modelo descrito anteriormente (y si está ejecutando cosas con CC sin modular, puede ignorar la parte de inductancia) debería estar bastante claro qué está sucediendo y cómo necesita cablear las cosas.

    
respondido por el supercat
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Yo cablearía los actuadores en paralelo.

Las posibilidades son bastante altas de que la carga en los actuadores sea NOT igual.

El actuador con la mayor carga intentará consumir más corriente que los otros.

Si están cableados en serie, la tensión a través del actuador con mayor carga cae. Esto hará que se ejecute más lento.

Si los actuadores están cableados en paralelo, el voltaje en todos los actuadores permanece igual. El actuador con la mayor carga seguirá funcionando más lento que los otros, pero en mucho menor grado.

    
respondido por el Dwayne Reid
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EDITAR:

Sus actuadores son lo suficientemente fuertes para levantar 250 lb cuando se trabaja en paralelo, incluso un par de torsión disminuirá con la corriente. Conectar los motores en serie probablemente haría diferencias en la velocidad de rotación (probablemente no sean ideales).

    
respondido por el Haris778

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