หลักการทำงานของแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าคือการแปลงพลังงานไฟฟ้าให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงกลผ่านมอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าและระบบส่งกำลังเชิงกล
กลไกหลัก
- การเปิดใช้งานด้วยไฟฟ้า: สัญญาณอินพุต (ดิจิทัลเปิด/ปิด หรือ อนาล็อก 4-20mA) จะทริกเกอร์หน่วยควบคุมเพื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ภายใน
- การหมุนของมอเตอร์: กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดของมอเตอร์จะสร้างสนามแม่เหล็ก สนามนี้จะโต้ตอบกับแม่เหล็กในมอเตอร์เพื่อหมุนเพลาด้วยความเร็วสูงและแรงบิดค่อนข้างต่ำ
- การขยายแรงบิด: กระปุกเกียร์(เช่น เฟืองเดือย เฟืองตัวหนอน หรือเฟืองดาวเคราะห์) จะลดความเร็วสูงของมอเตอร์ในขณะที่เพิ่มแรงบิดอย่างมากเพื่อให้แรงที่จำเป็นในการเคลื่อนย้ายภาระหนัก
- การแปลงการเคลื่อนที่:
- แอคชูเอเตอร์แบบหมุน: เอาต์พุตแบบมีเกียร์จะหมุนเพลาโดยตรง โดยทั่วไปสำหรับ 90° (หนึ่งในสี่รอบ) หรือ 360° (หลายรอบ) การทำงานของวาล์ว
- แอคชูเอเตอร์แบบเส้นตรง: การเคลื่อนที่แบบหมุนจะถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงโดยใช้ สกรูนำ หรือ สกรูบอล. เมื่อสกรูหมุน น็อตจะเคลื่อนที่ไปตามความยาวของสกรู ขยายหรือหดก้านหรือลูกสูบ
คุณสมบัติการควบคุมและความปลอดภัย
- สวิตช์จำกัด: สิ่งเหล่านี้จะตัดไฟให้กับมอเตอร์เมื่อแอคชูเอเตอร์ถึงตำแหน่งที่ขยายหรือหดกลับเต็มที่ ป้องกันความเสียหายทางกลไก
- เซ็นเซอร์ป้อนกลับ: ส่วนประกอบเช่น โพเทนชิโอมิเตอร์ หรือ ตัวเข้ารหัส ให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับตำแหน่งที่แน่นอนของแอคชูเอเตอร์ไปยัง PLC (Programmable Logic Controller) เพื่อการควบคุมการปรับที่แม่นยำ
- กลไก Fail-Safe: ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ ระบบต่างๆ เช่น แบตเตอรี่สำรองหรือกลไกการคืนค่าสปริง จะส่งแอคชูเอเตอร์กลับไปยังตำแหน่ง "ค่าเริ่มต้น" ที่ปลอดภัย
- เบรก: มักจะติดตั้งบนมอเตอร์ สิ่งเหล่านี้จะล็อกโรเตอร์ในตำแหน่งเมื่อไม่ได้ใช้งาน เพื่อป้องกันไม่ให้แรงภายนอก (เช่น แรงดันของไหลในท่อ) ขับเคลื่อนกลไกกลับ