Siłownik elektryczny to urządzenie przekształcające energię elektryczną w energię mechaniczną, wykorzystywane głównie do napędzania urządzeń przemysłowych, takich jak zawory i przegrody do automatycznego sterowania. Zasada działania opiera się na napędzie silnikowym i mechanizmie przekładni i można ją podzielić na następujące etapy:
Napęd silnikowy: Siłowniki elektryczne zazwyczaj wykorzystują silniki prądu przemiennego lub stałego jako źródło zasilania. Po wejściu sygnału sterującego silnik zaczyna się obracać, wytwarzając moment obrotowy. Prędkość i kierunek obrotów silnika są określane na podstawie sygnału sterującego, co pozwala na precyzyjną kontrolę położenia.
Mechanizm redukcji prędkości: Silniki elektryczne zazwyczaj pracują z dużymi prędkościami, ale ze stosunkowo niskim momentem obrotowym. Dlatego potrzebny jest mechanizm redukcji prędkości (taki jak skrzynia biegów lub przekładnia ślimakowa), aby zmniejszyć prędkość i zwiększyć moment obrotowy, aby sprostać wymaganiom związanym z napędzaniem ładunku. Konstrukcja mechanizmu redukcji prędkości ma bezpośredni wpływ na wyjściowy moment obrotowy siłownika i prędkość reakcji.
Sygnał zwrotny położenia: Siłowniki elektryczne są zwykle wyposażone w czujniki położenia (takie jak potencjometry, enkodery lub czujniki efektu Halla) umożliwiające monitorowanie położenia siłownika w czasie rzeczywistym. Czujniki przekazują sygnał położenia z powrotem do systemu sterowania, tworząc-zamkniętą pętlę systemu sterowania, która gwarantuje, że siłownik może dokładnie osiągnąć położenie docelowe.
Jednostka sterująca: Jednostka sterująca odbiera sygnały sterujące z systemu głównego (takiego jak sterownik PLC lub DCS) i reguluje stan pracy silnika w oparciu o sygnały zwrotne. Jednostka sterująca może również realizować zabezpieczenie przed przeciążeniem, zabezpieczenie ograniczające i inne funkcje zapewniające bezpieczną pracę siłownika.
Moc mechaniczna: Moment obrotowy po redukcji i sterowaniu jest ostatecznie przenoszony na zawór lub inny siłownik przez wał wyjściowy w celu uzyskania funkcji przełączania lub regulacji. Konstrukcja wału wyjściowego (np. skok liniowy lub obrotowy) zależy od wymagań konkretnego zastosowania.
