Diminuire la forza di spinta di un attuatore lineare

[ospite2022]

Salve a tutti. Sono nuovo e totalmente asciutto di di elettronica ed elettrotecnica,motivo per cui mi rivolgo agli esperti del forum...

Come da titolo,vorrei sapere se e' possibile diminuire la forza di spinta o coppia di un attuatore elettrico lineare mantenendo costante la velocita',agendo non sulla meccanica ma sull'elettronica.

In un test di laboratorio abbiamo collegato un dinamometro ad una macchina azionata mediante attuatore ed un potenziometro collegato all'attuatore in questione con lo scopo di verificare che la forza di spinta diminuisse (guardando la variazione nel dinamometro) al diminuire della tensione tramite la manopola del potenziometro.

Il risultato e' stato quello che il motore diminuiva di giri e quindi il pistone usciva piu' lentamente,ma la forza di spinta indicata nel dinamometro rimaneva pressoche' uguale a quasi tutti i livelli di tensione via via minori.

Abbiamo presupposto che questo sia dovuto al fatto che il motore,per compensare la perdita di potenziale,dovesse attingere ad una maggiore richiesta di corrente.

A questo punto vi chiedo: e' possibile ottenere il risultato sperato,ossia la diminuizione della coppia (magari mantenendo costante la velocita') diminuendo l'amperaggio? Se si,esistono dei modulatori di corrente economici adatti a questo scopo? 

Questo potrebbe andare?  https://www.amazon.it/DollaTek-controllo-step-down-regolabile-multi-display/dp/B095P5SY26/ref=sr_1_4?crid=2HI24GZCQJML1&keywords=dollatek+5a&qid=1647017143&sprefix=dolla+teck+5a%2Caps%2C107&sr=8-4

L'attuatore in questione,come gia' detto, fa parte di una macchina piu' complessa destinata ad uso medicale,quindi la modulazione della coppia dovrebbe essere il piu' precisa possibile.

Esso funziona a 12V e 3Ah ed eroga una forza di spinta senza carico di circa 1000N. Io vorrei poter modulare questa forza ogni volta,secondo le caratteristiche del paziente,arrivando ad ottenere anche spinte a bassissimi newton.

Grazie anticipatamente a tutti!

 

[Livio Orsini]

Dipende dal tipo di attuatore lineare.

Se ho capito bene quello dell'esperimento è costituito da un motore in continua che facendo ruotare un albero filettato fa avanzare o retrocedere una madre vite.

In questo caso è abbastanza semplice limitare la forza di spinta, basta limitare la coppia del motore elettrico.

In un motore in continua, ad eccitazione costante, la coppia erogata è direttamente proporzionale alla corrente assorbita, quindi basta limitare la corrente.

Nel caso in oggetto, il motore andrebbe alimentato con un regolatore a tensione costante con limitazione di corrente; un classico alimentatore da laboratorio per esempio.

Limitando la corrente si limita anche la coppia.

Il pericolo è che il motore stalli, ovvero sel la coppia resistente è uguale o maggiore della coppia motrice il motore non può ruotare.

 

Nel tuo caso l'alimentatore che hai preso in considerazione potrebbe essere adatto; sulla carta ha tutti i requisiti per svolgere quella funzione.

 

Una piccola nota

Nel limitare la coppia bisogna considerare che l'attrito non è costante, c'è sempre un attrito di primo distacco che, per questo diuspositivo, potrebbe non essere trascurabile; sarebbe necessario, quindi,una coppia iniziale un poco maggiore.

[ospite2022]

Gento.mo Livio, innanzitutto grazie per l'immediata risposta. In merito al discorso sull'attrito,non ha importanza in fase iniziale in quanto la necessita' e' di fare bloccare la macchina (quindi l'attuatore) non subito,ma dopo un certo periodo e quando raggiunge la forza che sara' impostata attraverso un controller.

Grazie ancora e complimenti per quello che fate! Buona giornata.

Salvo Tranchina

[Livio Orsini]

Un'ultima precisazione.

In teoria variando il limite di corrente tra 0 ed il valore nominlae del motore, qusti erogherà una coppia che, partendo da 0, arriva sino al valore nominale. Però nella pratica dipende dalla qualità del motore.

La funzione di tasferimento classica, per un motore cc, C_m = K_c * I_a ,che prefigura una variazione lineare della coppia in funzione della corrente, non sempre è valida su tutta la gamma. la non linearità può essere più o meno accntuata, dipende dalla qualità del motore.

Nel caso in oggetto lo si può facilmente verificare con il dinamometro.

[ospite2022]

Grazie per l'ulteriore precisazione. Infatti il firmware verra' progettato in funzione di una tabella Kg/Ah ,rapporto fornito appunto dal dinamometro e dal regolatore di corrente.

L'attuatore e',come nella maggior parte dei casi,di manifattura asiatica (cinese o tailandese). Speriamo che stavolta il test fornira' i risultati attesi.Ti faro' sapere.

[Livio Orsini]

Non ti aspettare una ripetibilità elevata.

Se hai necessità di avere forze di pressione di valore preciso, devi inserire un sensore di pressione (cella di carico) di buona qualità