While there are volumes of information online about the duty cycle, it’s really a relatively simple concept. Duty cycle is simply the ratio of time a circuit is on compared to the time that the circuit is off. Our products, as with most electronic devices, have a maximum recommended duty cycle. Choosing an actuator (or any motor) that has a duty cycle appropriate for your application is an important consideration.
Warum ist {duty cycle} wichtig?
Ensuring that you run the device at or below the max recommended duty cycle ensures that you will get the longest life possible out of your actuator. When a manufacturer rates a product for a maximum duty cycle, it is typically based on lifespan testing. If you run an actuator or electric motor at a higher than rated duty cycle, you are likely to experience premature failure. There are a number of reasons that this can happen including but not limited to:
- Vorzeitiger Ausfall von Komponenten aufgrund von Hitze
- Vorzeitiger Ausfall des Schmiermittels
- Hohe Beanspruchung der mechanischen Komponenten
- Der Motor wird das natürliche Ende seiner Lebensdauer früher erreichen
Wie die meisten elektronischen Geräte erzeugen auch Linearaktoren beim Betrieb Wärme. Wenn die Temperatur des Geräts über einen bestimmten Schwellenwert hinaus ansteigt, ist eine Beschädigung des Geräts wahrscheinlich. Wenn der Aktuator eine maximale {duty cycle} von 20% hat und Sie ihn ständig auf 25% laufen lassen, erhöhen Sie die Wahrscheinlichkeit eines Komponentenausfalls. Das kann der Motor, der Schaltkreis oder das Getriebe sein. Die Einschaltdauer ist so niedrig, dass die Temperatur nicht so weit ansteigt, dass sie Schäden verursacht.
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Wie wird {duty cycle} berechnet?
Die Berechnung der {duty cycle} ist einfach, vor allem, wenn Ihre Anwendung erfordert, dass das Gerät mit einer konstanten Geschwindigkeit arbeitet. Wenn ein Aktuator zum Beispiel 30 Sekunden lang läuft und dann 30 Sekunden lang ruht, ist sein {duty cycle} 50% da er die Hälfte der Zeit läuft. Im Wesentlichen steht {duty cycle} für den prozentualen Anteil der Zeit, in der der Antrieb aktiv ist.
Wir berechnen die Arbeitszyklen auf der Grundlage der Spitzeneffizienz jedes Produkts. Wenn jedoch die Belastung des Aktuators zunimmt oder die Geschwindigkeit steigt, nimmt {duty cycle} aufgrund der Wärmeentwicklung tendenziell ab. Andererseits kann der Betrieb mit einer geringeren Last oder einer niedrigeren Geschwindigkeit als dem Spitzenwirkungsgrad zu einem höheren {duty cycle} führen.
Welche Faktoren können den Arbeitszyklus beeinflussen?
Wie bereits erwähnt, werden die Werte von {duty cycle} bei maximaler Effizienz berechnet. Wenn Sie Ihr Gerät mit maximaler Effizienz betreiben, ist der Nennwert {duty cycle} angemessen. Es gibt jedoch eine Reihe von Umgebungs- und anderen Faktoren, die sich auf {duty cycle} auswirken können. Diese Faktoren sollten in Verbindung mit Anwendungstests genutzt werden, um die geeignete {duty cycle} für Ihre Anwendung zu bestimmen.
Einige wichtige Faktoren, die die {duty cycle} Ihres Geräts beeinflussen können, sind zu beachten.
- Belastung
- Stromspannung
- Temperatur
Auch andere Betriebsbedingungen können die {duty cycle} beeinflussen. Die Luftfeuchtigkeit und die seitliche Belastung wirken sich auch auf {duty cycle} eines Elektromotors oder Aktuators aus. Wenn Sie einen höheren{duty cycle} benötigen, können Sie ein Gerät mit einem höheren Spitzenwirkungsgrad kaufen. Das bedeutet, dass Sie, selbst wenn die {duty cycle} gleich ist, unter diesem Wert bleiben und mehr aus Ihrem Gerät herausholen können.
Was passiert, wenn ein Gerät über seinen Arbeitszyklus hinaus betrieben wird?
Es ist nicht empfehlenswert, ein elektronisches Bauteil mit einer höheren {duty cycle} zu betreiben, als es ausgelegt ist, und Linearaktuatoren sind da keine Ausnahme. Es mag zwar verlockend sein, Ihren Aktuator über seine Nennwerte hinaus zu belasten, um schnellere oder häufigere Bewegungen zu erzielen, doch kann dies die Gesamtlebensdauer des Geräts erheblich verkürzen. Dies ist vor allem auf die überschüssige Wärme zurückzuführen, die bei längerem Betrieb entsteht. Wenn ein Aktuator zwischen den Zyklen nicht genügend Zeit zum Ausruhen hat, können der Motor und das Getriebe überhitzen. Im Laufe der Zeit kann diese überschüssige Hitze die internen Komponenten wie Bürsten, Wicklungen und Schmiermittel beschädigen, was letztendlich zu einem vorzeitigen Ausfall führt.
Zusätzlich zur thermischen Belastung kann der Betrieb jenseits der Nennwerte {duty cycle} den mechanischen Verschleiß erhöhen. Lager, Zahnräder und Gewindespindeln können schneller abgenutzt werden, insbesondere wenn der Antrieb auch unter hoher Belastung arbeitet. Dieser Verschleiß verkürzt nicht nur die Lebensdauer des Aktuators, sondern kann auch zu einer verminderten Leistung führen, z.B. zu langsameren Geschwindigkeiten, erhöhtem Spiel oder verminderter Präzision.
Arbeitszyklus Schlussfolgerung
Das Verständnis des Konzepts von {duty cycle} ist für jeden, der mit Aktoren und Elektronik arbeitet, unerlässlich. Wenn Sie die {duty cycle} kennen, können Sie fundierte Entscheidungen über Design, Wartung und Leistung treffen.
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