電磁アクチュエーターとは？
電磁アクチュエーターは電気エネルギーを機械エネルギーに変換するデバイスです。電磁石の励磁コイルに電流が流れ、磁場が発生します。この引力が可動コアに作用し、機械的な動きを引き起こします。
シンプルな設計と長い耐用年数により、電磁アクチュエーターはさまざまな技術的要件に対応する幅広いソリューションを提供します。それらのアプリケーションは、自動車技術
および一般的な機械工学から、油圧および空圧制御ユニット、精密工学、住宅技術および医療技術にまで及びます。
主な機能には、高い操作上の安全性、長い耐用年数、高効率、優れたボリューム/パフォーマンス比が含まれます。電磁アクチュエーターの開発では、多くの制約が仕様を形成します。アプリケーションおよび環境条件 (温度、気候、防爆)、電源 (電圧、最大電流)、およびエネルギー散逸 (シャットダウンエネルギー) に依存する力と動作の動作です。
電磁アクチュエーターの試験
電磁アクチュエーターはさまざまな目的のために試験されます。
- 研究開発分野での試験
開発研究室では、コンピュータ上でシミュレートした電磁アクチュエータの特性（特性曲線）を試作品やサンプルシリーズで検証し、磁石の特性値が要求を満たすまで最適化を行っています。これは、品質保証の目的で使用されるテストシーケンスとパラメータが通常決定される場所でもあります。 - 電磁アクチュエーターメーカーによる生産に統合された100%試験
生産では、各生産プロセス、取り付けられた各アセンブリ (励磁コイルなど) の品質、および最終製品の品質を決定する特性を、標準化された試験によって検証する必要があります。 - ソレノイドメーカーの顧客サイトでの入荷検査
必要な特性値のランダム試験と初期サンプルの受け入れをします。
荷重-ストローク（F/s）特性値曲線
荷重-ストローク特性曲線 (F/s) により、指定されたストロークと固定定格励磁電流 (プラスまたはマイナス公差) で公称ソレノイド力に到達することが保証されます。
比例ソレノイドまたはスイッチングソレノイドを使用する場合、荷重-ストローク特性曲線が試験されます。これは電磁アクチュエーターの機能試験となり、通常は最終試験です。アクチュエーターの基本的な機能特性は、特性曲線から確認できます。荷重-ストロークの特性は、アクチュエータが動作範囲内で必要な力を一定の電流で加えているかどうかに関するデータを提供します。ヒステリシスは、機械部品の品質に起因する摩擦に関するデータを提供します。
試験プロセス
- コンポーネントはクランプ治具に挿入され、電気的に接続されます。
- 励磁コイルには定格電流を流しています。アーマチュアが最終位置に移動します。
- 試験機は、Vv速度で金型を事前定義された予圧まで移動させ、移動ゼロ点を見つけます。ストローク (秒) 測定チャンネルがゼロに設定され、測定値の取得がオンになります。力、ストローク、および時間 (オプションで現在) の測定値が記録されます。
- その後、アーマチュアは指定された試験速度で最終位置から押し出され、最終位置に戻ります。テストシーケンスで「ストローク測定」オプションが選択されている場合、アーマチュアは、最終段階でクリープ速度で後端停止までの力をブロックするために移動します。
- 多彩なテストストロークが選択可能です。各テストストロークには励磁電流値が割り当てられます。これは、testXpert 試験ソフトウェアによって自動的に設定されるか、オペレーターによって手動で設定されます。オペレーターは、対応するソフトウェアダイアログボックスによってガイドされます。
荷重-電流（F/I）特性値曲線
荷重-電流特性曲線試験により、固定ストロークに対して指定された電流で必要な力が達成されることが保証されます。
荷重-電流特性曲線は主に比例磁石で試験され、アクチュエータがある決められた電機子位置で電流範囲で必要な力を加えているかどうかに関するデータを提供します。理想的な特性曲線には、動作点の周りの力と電流の間に線形関係があります。
試験プロセス
- コンポーネントはクランプ治具に挿入され、電気的に接続されます。
- 励磁コイルは低電流で励磁されるため、アーマチュアは最終位置に移動します。
- 試験機は、移動ゼロ点を見つけるために、事前定義されたプリロードまで V 速度で金型を移動します。ストローク (秒) 測定チャネルはゼロに設定されます。 パワースイッチがオフになります。
- 試験機は、無励磁ソレノイドのアーマチュアを定義されたストローク位置に移動します。測定値保存機能がオンになります。荷重、電流、ストローク、時間の測定値が記録されます。
- 電流は、定義された電流増加率で公称電流まで上昇し、同じ速度で電流ゼロに戻ります。
ソレノイド試験の関連試験機
- 電気機械式サーボ試験アクチュエーターは、生産ラインまたはエンドオブライン（EOL)試験モジュールとして、完全に自動化されたハイブリッドおよび手動組立ラインにソレノイド試験を統合するのに特に適しています。
- zwickiLine (シングル コラム フレーム) は、開発の分野でのスタンドアローンテストリグとして、また手動またはハイブリッドアセンブリラインで使用されます。
- AllroundLineは 2 列のロード フレーム マシンであり、ソレノイド試験の開発と生産の両方で大きな力に使用されます。
電流コントロール
励磁電流でソレノイドを制御するために、ツビックローエルは PWM または DC 電流コントローラーを使用します。制御電圧入力を備えたお客様の電流コントローラーまたは制御カードも、試験システムに統合して、材料試験機の PC によって制御することができます。
制御プロセスは通常、I/O モジュールを介して出力されるアナログ信号 (0 ～ 10 V) を使用します。この I/O モジュールは、電流ランプも生成できます。パラメータ化はtestXpert試験ソフトウェア内で行われます
ソレノイド試験のtestXpert III 試験ソフトウェア
testXpert を使用すると、複雑な荷重 - ストロークおよび荷重 - 電流の特性曲線試験を簡単に実行できる実績のある試験ソフトウェアにアクセスできます。ユーザーは、サイクル数、動作ストローク、速度、保持時間、ブロック力、ソレノイド電流、上限および下限許容範囲など、テストシーケンスのパラメーター化に自由にアクセスできます。
さらに拡張可能な「フリー ステージ定義」オプションを使用すると、ユーザーはテストシーケンスを自由にパラメータ化できます。