7.1 Introducere

Acest capitol introduce subiectul actuatoarelor, în legătură cu mecatronica. Actuatorul este dispozitivul care acționează mecanic un sistem mecatronic. Motoarele pentru articulațiile dintr-un manipulator robot sunt exemple bune de astfel de actuatoare. Se pot utiliza, de asemenea, actuatoare pentru a acționa componente ale controller-ului (elemente de control finale), cum ar fi servovalve. Actuatoarele din această categorie sunt denumite actuatoare de control. Actuatoarelei care utilizează automat semnale de eroare de răspuns dintr-un proces în feedback pentru a corecta funcționarea procesului (adică pentru a conduce procesul pentru obținerea unui răspuns dorit) sunt denumite servoactuatoare. În particular, motoarele care utilizează măsurători ale poziției, vitezei și, probabil, cuplului de sarcină și a curentului de armătură sau a curentului de câmp în feedback pentru a acționa o sarcină să realizeze o mișcare specificată sunt denumite servomotoare.

O clasificare largă separă actuatoarele în două tipuri: actuatoare cu acțiune-incrementală și actuatoare cu acțiune-continuă. Motoarele pas cu pas, care sunt acționate în trepte unghiulare fixe, reprezintă clasa de actuatoare cu acțiune-incrementală. Pot fi considerate actuatoare digitale, care sunt dispozitive acționate cu impulsuri. Fiecare impuls primit la driver-ul unui actuator digital determină deplasarea actuatorului printr-un increment predeterminat și fix al deplasării. Dispozitivele cu acțiune-continuă sunt foarte populare în aplicațiile mecatronice. Exemple sunt motoare de cuplu cu curent continuu (DC), motoare cu inducție, motoare hidraulice și pneumatice și acționări cilindri-piston. Microactuatoarele sunt actuatoare care sunt capabile să genereze forțe/cupluri și mișcări de acționare foarte mici (microscală). În general, ele nu pot fi nici dezvoltate și nici analizate ca versiuni reduse de actuatoare obișnuite. Sunt necesare proceduri separate și mai inovatoare de proiectare, construcție și analiză pentru microactuatoare. Micromotoarele cu dimensiuni milimetrice, microfabricate, cu o acuratețe submicronă, sunt utile în sistemele moderne de stocare a informațiilor. Actuatoarele distribuite sau multistrat construite folosind materiale piezoelectrice, electrostrictive, magnetostrictive sau fotostrictive sunt utilizate în aplicații avansate și complexe, cum ar fi structuri adaptive. Un actuator poate fi conectat direct la sarcina acționată și acest lucru este cunoscut sub numele de aranjament „cu acțiune directă”. Mai frecvent, totuși, poate fi necesar un dispozitiv de transmisie pentru a converti mișcarea actuatorului într-o mișcare de sarcină dorită pentru potrivirea corectă a actuatorului cu sarcina acționată. Motorul pas cu pas, motorul DC, motorul cu inducție de curent alternativ (AC) și actuatorul hidraulic sunt studiate în special în acest capitol. Modelarea, selecția, sistemul de acționare și controlul diferitelor actuatoare sunt discutate și sunt, de asemenea, abordate procedurile de selecție a actuatoarelor.

7.2 Motoare pas cu pas