Chu kỳ hoạt động của một thiết bị hoạt động không liên tục, như bộ truyền động tuyến tính, được định nghĩa là tỷ lệ giữa thời gian hoạt động (bật) và tổng thời gian của một chu kỳ (bật + tắt), thường được biểu thị bằng phần trăm. Nói một cách đơn giản, chu kỳ hoạt động cho biết tỷ lệ thời gian thiết bị thực sự làm việc so với tổng thời gian hoạt động và nghỉ ngơi của nó.
Ví dụ, một bộ truyền động tuyến tính có chu kỳ hoạt động 75% sẽ hoạt động liên tục trong 45 giây, sau đó cần nghỉ ngơi 15 giây trước khi tiếp tục chu kỳ làm việc mới. Trong trường hợp này, thiết bị dành 75% thời gian cho công việc và 25% thời gian để làm mát và nghỉ ngơi. Đây chỉ là một ví dụ số học để minh họa khái niệm.
Chu kỳ hoạt động điển hình cho bộ truyền động tuyến tính thường nằm trong khoảng 10-75%, và giá trị này chủ yếu phụ thuộc vào tải trọng mà thiết bị phải chịu. Tải trọng càng cao, chu kỳ hoạt động thường càng thấp để tránh quá nhiệt và đảm bảo tuổi thọ cho thiết bị.
Cách tính Chu kỳ hoạt động của Bộ truyền động tuyến tính
Công thức tính chu kỳ hoạt động rất đơn giản. Vì hoạt động của bộ truyền động tuyến tính thường là nhị phân (hoặc bật, hoặc tắt, không có trạng thái trung gian), trục tung trong biểu đồ minh họa thường không được gắn nhãn cụ thể. Trục hoành biểu thị thời gian, nhưng vì chúng ta đang tính toán một tỷ lệ, nên đơn vị thời gian thực tế không quá quan trọng.
Sử dụng ví dụ trên để áp dụng vào công thức: Thời gian Bật (T-Bật) = 45 giây, Thời gian Tắt (T-Tắt) = 15 giây.
Công thức tính: (Thời gian Bật / (Thời gian Bật + Thời gian Tắt)) * 100%
Áp dụng số liệu: (45 / (45 + 15)) * 100% = 75%
Biểu đồ minh họa công thức tính chu kỳ hoạt động của bộ truyền động tuyến tính, thể hiện tỷ lệ thời gian bật và tắt trong một chu kỳ làm việc, giúp người dùng hiểu rõ hơn về cách xác định thông số quan trọng này.
Đồ thị trực quan chu kỳ hoạt động của bộ truyền động tuyến tính, biểu diễn trạng thái bật (on) và tắt (off) theo trục thời gian, giúp dễ dàng hình dung và phân tích hiệu suất làm việc của thiết bị.
Tại sao Chu kỳ hoạt động lại quan trọng đối với Bộ truyền động tuyến tính?
Mức độ quan trọng của chu kỳ hoạt động tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể. Đối với hầu hết các ứng dụng gia đình hoặc ứng dụng tiêu dùng thông thường, người dùng thường không cần quá lo lắng về chu kỳ hoạt động. Các bộ truyền động tuyến tính Firgelli thường được thiết kế với giả định 5 phút sử dụng liên tục. Trong bối cảnh này, chu kỳ hoạt động 25% (25% thời gian bật, 75% thời gian tắt) tương đương với 5 phút hoạt động liên tục, sau đó cần 15 phút nghỉ ngơi trước khi có thể sử dụng lại. Nói cách khác, nếu bạn chỉ di chuyển bộ truyền động tuyến tính của mình trong thời gian dưới 5 phút liên tục, có lẽ bạn không cần quá bận tâm về chu kỳ hoạt động (nhưng bạn nên ghi nhớ điều này khi giới thiệu về sản phẩm với bạn bè và gia đình!).
Tuy nhiên, tuổi thọ của một Bộ truyền động tuyến tính có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, trong đó có chu kỳ hoạt động, mức sử dụng năng lượng và thậm chí cả môi trường làm việc. Hãy hình dung điều này giống như việc lái xe ô tô: nếu bạn lái xe ở tốc độ tối đa liên tục, động cơ xe sẽ không thể bền bỉ bằng một chiếc xe được lái ở tốc độ vừa phải và có thời gian nghỉ ngơi để làm mát động cơ. Tương tự với bộ truyền động tuyến tính, một trong những nguyên nhân gây hỏng hóc phổ biến là khi chổi than động cơ mất kết nối với cổ góp. Hiện tượng này chắc chắn sẽ xảy ra với tất cả các động cơ DC có chổi than theo thời gian, nhưng việc tuân thủ các thông số kỹ thuật về chu kỳ hoạt động sẽ giúp kéo dài tuổi thọ sản phẩm một cách tối đa. Chu kỳ hoạt động chủ yếu nhằm mục đích ngăn chặn tình trạng quá nhiệt. Bộ truyền động tuyến tính sẽ nhanh chóng bị hỏng nếu nhiệt độ bên trong vượt quá giới hạn cho phép.
Có một số tình huống cụ thể có thể khiến bộ truyền động tuyến tính có nguy cơ quá nhiệt:
Thứ nhất, vận hành bộ truyền động ở (hoặc gần) công suất lực tối đa. Khi bộ truyền động phải hoạt động gần với giới hạn chịu tải của nó, mức tiêu thụ điện năng từ động cơ sẽ tăng lên đáng kể. Điều này dẫn đến các bộ phận bên trong động cơ nóng lên nhanh chóng trong quá trình sử dụng. Đây chính là lúc chu kỳ hoạt động trở nên đặc biệt quan trọng; động cơ truyền động cần có đủ thời gian để nguội trước khi được cấp điện trở lại. Nếu không có thời gian nghỉ ngơi, các bộ phận dẫn điện sẽ ngày càng nóng lên và có thể mất đi khả năng dẫn điện, dẫn đến hỏng động cơ.
Thứ hai, vận hành bộ truyền động liên tục dưới tải trọng cao cũng sẽ gây ra tác động tương tự, đặc biệt khi trọng lượng tải lớn. Tải trọng càng lớn và thời gian “bật” càng dài, nguy cơ hỏng hóc càng tăng nhanh.
Cuối cùng, một tình huống sử dụng sai cách khác là “deadheading”, tức là ép bộ truyền động đẩy vào một vật cản không thể di chuyển. Trong tình huống này, động cơ truyền động vẫn hoạt động hết công suất nhưng không tạo ra bất kỳ chuyển động nào. Điều này khiến dòng điện chạy qua động cơ không thực hiện công cơ học, mà toàn bộ năng lượng bị tiêu tán dưới dạng nhiệt qua các bộ phận của động cơ. Nếu không được phát hiện và xử lý kịp thời, tình trạng “deadheading” sẽ khiến bộ truyền động của bạn bị cháy rất nhanh.
Để ngăn chặn tình huống “deadheading” và các sự cố quá dòng khác, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng Bộ bảo vệ quá dòng FA-POCT. Bấm vào đây để tìm hiểu thêm về thành phần này [Video].
Về lý thuyết, có thể vận hành Bộ truyền động tuyến tính ở chu kỳ hoạt động 100% nếu tải trọng thực tế thấp hơn đáng kể so với công suất tối đa của bộ truyền động và thiết bị hoạt động trong môi trường không quá khắc nghiệt.
Tóm lại, càng vượt quá giới hạn chu kỳ hoạt động được khuyến nghị của nhà sản xuất, tuổi thọ của bộ truyền động tuyến tính sẽ càng giảm. Tuy nhiên, bạn có thể tối ưu hóa hiệu suất bằng cách cân bằng giữa các thông số kỹ thuật khác nhau. Ví dụ, nếu bạn giảm tải trọng, bạn có thể tăng chu kỳ hoạt động mà vẫn đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và bền bỉ.
Làm thế nào để giảm Chu kỳ hoạt động cho Bộ truyền động tuyến tính
Giảm chu kỳ hoạt động là một giải pháp đơn giản nhưng không phải lúc nào cũng cần thiết. Nếu bạn đang sử dụng Bộ truyền động tuyến tính trong một ứng dụng yêu cầu lực đẩy nhỏ hoặc trong môi trường mát mẻ, có thể bạn không cần phải lo lắng về việc giảm chu kỳ hoạt động. Tuy nhiên, nếu bạn lo ngại về môi trường làm việc quá nóng hoặc lực đẩy cần thiết quá lớn so với khả năng của bộ truyền động, bạn nên cân nhắc mua một Bộ truyền động có mức chịu lực cao hơn để đảm bảo ứng dụng của bạn hoạt động trong phạm vi tải trọng an toàn của thiết bị. Ví dụ, nếu bạn cần lực đẩy 50 lbs, hãy cân nhắc sử dụng Bộ truyền động tuyến tính lực 100-200lbs. Hãy nhớ rằng bạn luôn có thể giới hạn lực tác động bằng bộ FA-POCT đã đề cập ở trên.
Một lựa chọn khác là cải thiện thông gió cho bộ truyền động, giúp thiết bị tản nhiệt tốt hơn và duy trì nhiệt độ thấp hơn. Ở nhiệt độ thấp hơn, chổi than bên trong động cơ sẽ có tuổi thọ dài hơn.
Cách kiểm soát Chu kỳ hoạt động của Bộ truyền động tuyến tính
Cách tốt nhất để kiểm soát chu kỳ hoạt động là kết nối Bộ truyền động tuyến tính với một bộ vi điều khiển. Các bộ điều khiển này cho phép bạn lập trình chính xác thời gian và thời điểm bạn muốn bộ truyền động hoạt động. Arduino là một trong những loại bộ vi điều khiển phổ biến nhất, dễ lập trình và sử dụng. Vui lòng liên hệ với Bộ phận Kỹ thuật của chúng tôi để được hỗ trợ về vấn đề này hoặc tham khảo các Hướng dẫn trong tab Tài nguyên của trang web này. Để xem tất cả các bộ vi điều khiển và tùy chọn Arduino, bấm vào đây.
*Lưu ý về hỗ trợ kỹ thuật: Chúng tôi không có đủ nguồn lực để phát triển mã PLC riêng cho từng ứng dụng cụ thể của bạn. Tuy nhiên, chúng tôi CÓ cung cấp các liên kết hữu ích, hướng dẫn, video và thông tin tham khảo liên quan để giúp bạn tự xây dựng kiến thức và giải pháp cho mình. Bạn cũng có thể thuê một lập trình viên Arduino tự do để hỗ trợ dự án của bạn.
