Actuator là gì? So sánh các loại actuator và cách lựa chọn

Bộ truyền động (Actuator) đang được sử dụng phổ biến trong ngành công nghiệp hóa nhờ khả năng hoạt động tự động, linh hoạt. Việc lựa chọn Actuator giúp điều khiển đóng mở van công nghiệp dễ dàng hơn. Trong bài viết này Tuấn Hưng Phát Valve sẽ chia sẻ chi tiết về bộ truyền động bằng điện, bộ truyền động khí nén,… để quý khách hàng chọn được sản phẩm phù hợp nhất cho hệ thống.

Tìm hiểu về Actuator

Actuator là gì? Actuator hay còn gọi là bộ truyền động, là một thiết bị cơ điện có chức năng biến đổi năng lượng (điện, khí nén, thủy lực) thành chuyển động cơ học. Actuator đảm nhận việc chuyển đổi tín hiệu điều khiển thành các tác động cơ học, đóng vai trò then chốt trong việc hiện thực hóa các chức năng tự động.

Nguyên lý hoạt động cơ bản

Actuator hoạt động dựa trên một quy trình tuần tự:

1. Nhận tín hiệu: Actuator tiếp nhận tín hiệu điều khiển từ hệ thống điều khiển trung tâm (PLC, máy tính). Tín hiệu này chỉ định hành động cụ thể mà actuator cần thực hiện, chẳng hạn như di chuyển đến một vị trí xác định, đóng hoặc mở một van.
2. Chuyển đổi năng lượng: Dựa trên tín hiệu nhận được, actuator sử dụng nguồn năng lượng phù hợp (điện, khí nén hoặc thủy lực) để tạo ra chuyển động. Quá trình này được thực hiện bởi bộ phận chuyển đổi năng lượng, ví dụ như động cơ điện, xi lanh khí nén hoặc xi lanh thủy lực.
3. Tạo ra chuyển động: Bộ phận chuyển đổi năng lượng sẽ biến đổi năng lượng đầu vào thành chuyển động cơ học. Chuyển động này có thể là tuyến tính (chuyển động thẳng) hoặc quay (chuyển động tròn), tùy thuộc vào thiết kế và mục đích sử dụng của actuator.

Vai trò của actuator trong hệ thống tự động hóa

Trong một hệ thống tự động hóa, actuator đóng vai trò vô cùng quan trọng như một “cầu nối” giữa hệ thống điều khiển và thế giới vật lý thực tế. Chúng thực hiện các hành động đã được lập trình sẵn dựa trên tín hiệu điều khiển, giúp tự động hóa các quy trình sản xuất và vận hành một cách hiệu quả.

Các loại Actuator phổ biến nhất trên thị trường

Actuator có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, nhưng phổ biến nhất vẫn là dựa trên nguồn năng lượng sử dụng. Cách phân loại này cho phép chúng ta dễ dàng so sánh các đặc tính và ứng dụng của từng loại.

Electric Actuator (Actuator điện)

Actuator điện là lựa chọn hàng đầu khi cần độ chính xác cao và khả năng điều khiển linh hoạt. Nhờ sử dụng động cơ điện, chúng có thể thực hiện các thao tác phức tạp với độ chính xác gần như tuyệt đối. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng actuator điện thường đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu cao hơn và cần được cấp nguồn điện ổn định để hoạt động.

Pneumatic Actuator (Actuator khí nén)

Khi tốc độ là yếu tố quan trọng, actuator khí nén là một giải pháp kinh tế và hiệu quả. Sử dụng khí nén để tạo ra chuyển động, chúng có thể thực hiện các thao tác đóng mở nhanh chóng. Mặc dù chi phí đầu tư thấp, actuator khí nén lại yêu cầu một hệ thống cung cấp khí nén và độ chính xác thường không thể sánh bằng actuator điện.

Hydraulic Actuator (Actuator thủy lực)

Trong các ứng dụng cần lực tác động lớn, actuator thủy lực là lựa chọn không thể thay thế. Sử dụng dầu thủy lực để truyền động, chúng có thể tạo ra lực đẩy hoặc kéo cực lớn với độ chính xác cao. Tuy nhiên, cần cân nhắc rằng hệ thống thủy lực thường phức tạp, chi phí đầu tư và bảo trì cao, và tiềm ẩn nguy cơ rò rỉ dầu gây ô nhiễm.

Thermal Actuator (Actuator nhiệt)

Nếu bạn ưu tiên sự đơn giản và độ tin cậy, actuator nhiệt là một giải pháp đáng cân nhắc. Hoạt động dựa trên nguyên lý giãn nở nhiệt, chúng có cấu tạo đơn giản và ít hỏng hóc. Tuy nhiên, actuator nhiệt thường có tốc độ phản ứng chậm và lực tác động nhỏ, nên chỉ phù hợp với các ứng dụng không yêu cầu cao về tốc độ và lực.

Bảng so sánh các bộ truyền động actuator

Việc lựa chọn actuator phù hợp đòi hỏi cân nhắc kỹ lưỡng các yếu tố kỹ thuật và kinh tế. Bảng so sánh chi tiết dưới đây sẽ giúp bạn đánh giá ưu nhược điểm của từng loại actuator theo các tiêu chí quan trọng:

Nhìn vào bảng so sánh trên, ta thấy rằng không có một loại actuator nào là hoàn hảo cho mọi ứng dụng. Việc lựa chọn loại actuator phù hợp nhất phụ thuộc vào sự cân bằng giữa các yếu tố như độ chính xác, lực, tốc độ, chi phí, độ tin cậy và các yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

Các yếu tố cần xem xét để lựa chọn Actuator phù hợp

Việc lựa chọn actuator phù hợp là một bước quan trọng để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy của hệ thống. Dưới đây là các yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn actuator:

• Lực/Mô-men xoắn: Xác định lực hoặc mô-men xoắn cần thiết để thực hiện công việc là yếu tố đầu tiên cần xem xét. Lực/mô-men xoắn phải đủ lớn để vượt qua lực cản và đảm bảo actuator có thể thực hiện nhiệm vụ một cách hiệu quả.
• Tốc độ: Tốc độ di chuyển cần thiết cũng là một yếu tố quan trọng. Xác định tốc độ tối thiểu và tối đa mà actuator cần đạt được để đáp ứng yêu cầu của ứng dụng.
• Hành trình: Hành trình là khoảng cách di chuyển mà actuator cần thực hiện. Xác định chính xác hành trình cần thiết để đảm bảo actuator có thể di chuyển đến vị trí mong muốn.
• Độ chính xác: Độ chính xác là mức độ sai số cho phép trong quá trình di chuyển. Xác định độ chính xác cần thiết để đảm bảo actuator có thể thực hiện các thao tác một cách chính xác.
• Môi trường làm việc: Môi trường làm việc có thể ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của actuator. Xem xét các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn, hóa chất và các yếu tố khác có thể gây ảnh hưởng đến actuator.
• Nguồn năng lượng: Loại nguồn năng lượng có sẵn (điện, khí nén, thủy lực) cũng là một yếu tố quan trọng. Chọn loại actuator phù hợp với nguồn năng lượng có sẵn để đảm bảo hoạt động hiệu quả và tiết kiệm chi phí.
• Tiêu chuẩn và chứng nhận: Tuân thủ các tiêu chuẩn và chứng nhận quốc tế là điều cần thiết để đảm bảo an toàn và chất lượng của actuator. Chọn các actuator tuân thủ các tiêu chuẩn như ISO, CE, UL, v.v.
• Chi phí: Chi phí đầu tư và chi phí bảo trì là những yếu tố cần được cân nhắc. Chọn loại actuator có chi phí phù hợp với ngân sách của bạn, đồng thời đảm bảo chi phí bảo trì không quá cao.

Actuator là một thành phần không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa hiện đại, đóng vai trò quan trọng trong việc biến đổi năng lượng thành chuyển động và thực hiện các hành động vật lý. 

Từ van điều khiển trong các nhà máy hóa chất đến cánh tay robot trong dây chuyền sản xuất, actuator hiện diện ở khắp mọi nơi, giúp chúng ta tự động hóa các quy trình và nâng cao hiệu quả sản xuất. Việc lựa chọn đúng loại actuator, phù hợp với yêu cầu của từng ứng dụng, là yếu tố then chốt để đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống.

Nếu bạn có nhu cầu mua bộ điều khiển điện, khí nén, hãy liên hệ ngay Tuấn Hưng Phát Valve! Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực van công nghiệp và tự động hóa, chúng tôi tự hào là đối tác tin cậy của nhiều doanh nghiệp lớn trên cả nước. Chúng tôi cam kết cung cấp các sản phẩm chính hãng, chất lượng đảm bảo và dịch vụ hậu mãi tận tâm.