Nel campo dell'automazione industriale, è molto importante scegliere l'attuatore giusto per ottenere i migliori risultati. Il mercato globale degli attuatori sta crescendo a un ritmo sostenuto e si prevede un CAGR del 12,05% dal 2022 al 2029, da $44,6 miliardi a $98,92 miliardi.
Per quanto riguarda gli attuatori, esistono due categorie principali: attuatori pneumatici e attuatori elettrici. Ognuno di essi ha i propri vantaggi ed è adatto a usi specifici. Questo articolo fornirà maggiori informazioni su ciascun tipo di attuatore per valvole e vi aiuterà a scegliere quello più adatto.
Che cos'è l'attuatore pneumatico?
Un attuatore pneumatico è un dispositivo meccanico che converte l'aria compressa in movimento. Funziona utilizzando la forza creata dalla pressione dell'aria per spingere parti come pistoni o cilindri. La forma più comune è il cilindro pneumatico, in cui l'aria viene pompata nel cilindro per spingere un pistone e quindi il movimento lineare.
Questo semplice movimento può essere utilizzato per controllare le valvole, con applicazioni comuni che includono il controllo delle valvole in settori quali la produzione di petrolio e gas, il trattamento chimico, il trattamento delle acque, i sistemi HVAC e gli impianti di produzione.
Il principio di funzionamento si basa sulla pressione dell'aria, che influenza la forza e il movimento prodotto. La forza generata dall'attuatore è proporzionale alla pressione dell'aria e alle dimensioni del pistone, il che rende questi attuatori adatti ad applicazioni in cui il movimento è diretto, veloce e preciso.
Che cos'è l'attuatore elettrico?
Un attuatore elettrico è un dispositivo utilizzato per convertire l'energia elettrica in energia meccanica. Utilizza un motore elettrico per azionare parti meccaniche come ingranaggi o viti per produrre un movimento lineare o rotatorio. Il motore riceve energia elettrica sotto forma di corrente alternata o continua e la converte in energia meccanica per azionare l'attuatore.
In questo processo, il motore elettrico è la parte più importante, che converte l'energia elettrica in energia meccanica e la trasmette. Il movimento è controllato con precisione, pertanto gli attuatori elettrici sono adatti per applicazioni che richiedono un'elevata accuratezza e precisione, come la produzione automatizzata.
Principali differenze tra attuatori pneumatici ed elettrici
Dopo aver discusso le informazioni generali sugli attuatori pneumatici ed elettrici, è il momento di confrontare i due tipi di attuatori.
| Caratteristica | Attuatori pneumatici | Attuatori elettrici |
| Velocità di risposta | Veloce (0,1 secondi) | Più lento (da 0,3 a 1 secondo) |
| Controllo di precisione | Precisione di 1-2 mm | Alta precisione (0,01 mm) |
| Forza e velocità | Forza rapida di grandi dimensioni (1000 N < 0,1s) | Forza moderata (fino a 500 N) con precisione |
| Idoneità alla temperatura | Funziona in un intervallo di temperatura compreso tra 5°C e 60°C. | Funziona in un intervallo di temperatura compreso tra -20°C e 80°C. |
| Idoneità all'umidità | Umidità relativa fino a 80% | Adatto a un'umidità relativa fino a 95% |
| Requisiti di manutenzione | Meno frequente, sostituzione delle guarnizioni e pulizia del filtro ogni 6-12 mesi | Più frequentemente, ingrassare gli ingranaggi ogni 3-6 mesi e ispezionare i circuiti elettrici |
| Costo del componente (costo iniziale) | $50 – $500 | $200 – $1,500 |
| Costo operativo | Più alto (richiede un sistema di compressori d'aria) | Più basso (efficiente dal punto di vista energetico) |
| Design | Struttura semplice, in genere di dimensioni maggiori | Design più compatto, adatto ad applicazioni con spazio limitato |
Velocità di risposta
In termini di reattività e tempi di risposta, gli attuatori pneumatici sono generalmente più veloci di quelli elettrici. Gli attuatori pneumatici sono in grado di eseguire movimenti in appena 0,1 secondi grazie all'elevata velocità di applicazione della pressione dell'aria, il che li rende adatti all'impiego nei processi di automazione industriale che prevedono operazioni ripetitive e veloci, come le operazioni sulle valvole. Gli attuatori elettrici, invece, sono relativamente più lenti, con tempi di risposta che vanno da 0,3 a 1 secondo, perché i motori impiegano un certo tempo per sviluppare la coppia richiesta.
Controllo di precisione
In termini di controllo, gli attuatori elettrici offrono un controllo accurato e sono più precisi di altri tipi di attuatori. Possono avere un'accuratezza di 0,01 mm, ideale per le applicazioni che richiedono precisione, come il controllo di valvole in sistemi delicati. Gli attuatori pneumatici sono invece molto affidabili, ma non sono precisi come quelli idraulici: possono raggiungere solo una precisione di circa 1-2 mm a causa della fluttuazione della pressione dell'aria.
Forza e velocità
Gli attuatori pneumatici sono particolarmente adatti a produrre rapidamente una forza elevata, alcuni modelli possono produrre una forza di 1000 N in meno di 0,1 s. Questo li rende adatti all'uso in applicazioni in cui è necessario effettuare movimenti frequenti e forti. Tuttavia, gli attuatori elettrici sono più versatili in termini di forza e velocità quando si tratta di controllare il movimento con precisione, soprattutto nelle applicazioni in cui sono importanti sia la forza che la precisione. Ad esempio, possono applicare forze fino a 500 N con un'elevata precisione e una velocità di 20-30 mm/s, regolando anche la tensione per ottenere prestazioni ottimali.
Idoneità ambientale
Per quanto riguarda le condizioni ambientali, gli attuatori elettrici sono generalmente più adatti a diverse condizioni. Possono lavorare in un intervallo di temperatura compreso tra -20°C e 80°C e non sono influenzati dall'umidità, quindi possono essere utilizzati sia all'interno che all'esterno. I motori elettrici non risentono molto dell'umidità e possono funzionare in condizioni di umidità relativa fino a 95%.
D'altra parte, gli attuatori pneumatici non sono molto adatti agli ambienti umidi o bagnati. Diventano un problema quando sono esposti a umidità elevata o all'acqua, come nel caso di perdite d'aria e corrosione. Gli attuatori pneumatici sono più efficaci in condizioni che non superano l'umidità relativa 80% e con temperature comprese tra 5°C e 60°C. Pertanto, gli attuatori elettrici vengono utilizzati nella maggior parte dei casi in cui l'ambiente non perdona o varia in termini di temperatura, umidità, ecc.
Requisiti di manutenzione
Gli attuatori pneumatici sono relativamente facili da mantenere perché hanno poche parti e si basano sull'aria compressa. Tuttavia, possono verificarsi alcuni problemi come perdite d'aria o danni alla valvola pneumatica, che possono ridurne l'efficienza, e richiedono una manutenzione frequente come la sostituzione delle guarnizioni e la pulizia dei filtri ogni 6-12 mesi, a seconda dell'utilizzo.
Gli attuatori elettrici, invece, richiedono una manutenzione più frequente. Si tratta di ingrassare gli ingranaggi ogni 3-6 mesi e di ispezionare i circuiti elettrici per individuare eventuali segni di usura o guasti. Tuttavia, gli attuatori elettrici sono generalmente più affidabili nel lungo periodo, soprattutto nelle applicazioni in cui l'attuatore viene utilizzato frequentemente, poiché non soffrono di problemi come le perdite d'aria o i danni da umidità come gli attuatori pneumatici.
Costo
Gli attuatori pneumatici sono relativamente più economici di altri tipi di attuatori e il loro costo può variare da $50 a $500 a seconda del modello. Inoltre, hanno costi di sostituzione inferiori e sono più facili da installare, il che li rende adatti a progetti non molto grandi o in cui non è richiesta un'elevata precisione. Tuttavia, necessitano di un sistema di compressione dell'aria che aggiunge 20-30% al costo operativo complessivo a causa del consumo energetico e della manutenzione.
Gli attuatori elettrici sono relativamente costosi e costano tra $200 e $1.500 per l'investimento iniziale. Sebbene l'acquisto iniziale sia più costoso, a lungo termine sono più economici da gestire, soprattutto nelle applicazioni che richiedono una regolazione fine. A lungo termine, gli attuatori elettrici sono generalmente più convenienti, soprattutto nelle applicazioni che richiedono alta precisione e bassa manutenzione.
Come determinare l'attuatore migliore per il vostro progetto
La scelta dell'attuatore più adatto al progetto dipende dai requisiti e dalle limitazioni del progetto stesso.
In primo luogo, è necessario stabilire se si tratta di un movimento lineare o rotatorio e quindi decidere la forza, la velocità e la precisione richieste. Gli attuatori pneumatici sono utilizzati quando è necessario un movimento veloce e potente, mentre gli attuatori elettrici sono utilizzati quando è necessaria la precisione.
Successivamente, valutare la fonte di alimentazione. In situazioni in cui l'elettricità non è facilmente accessibile o non è disponibile o in condizioni estreme, gli attuatori pneumatici, che funzionano tramite aria compressa, possono essere più utili. Se invece si desidera un attuatore più efficiente dal punto di vista energetico e che possa essere regolato fino a un certo punto, gli attuatori elettrici possono fornire un controllo fine di un motore elettrico.
Tenere conto delle condizioni ambientali in cui verrà utilizzato l'attuatore. Ad esempio, se l'applicazione richiede l'uso di temperature elevate, alta umidità o l'esposizione a sostanze pericolose, gli attuatori elettrici sono solitamente preferiti per la loro struttura robusta. In queste condizioni, gli attuatori pneumatici possono presentare problemi quali perdite d'aria o corrosione.
Inoltre, è importante valutare i costi di gestione a lungo termine dell'attività e i costi di manutenzione. Gli attuatori pneumatici sono meno complessi nella costruzione e utilizzano aria compressa, il che significa che devono sostenere costi continui per la compressione dell'aria. Questi costi, tra cui il consumo di energia per i compressori e la manutenzione regolare, sono ricorrenti e a lungo termine. D'altra parte, gli attuatori elettrici sono relativamente più costosi di quelli pneumatici, ma sono più economici nel lungo periodo. Sono più facili da gestire e più adatti all'uso in sistemi che richiedono una costante messa a punto, il che li rende più economici da mantenere nel lungo periodo.
Infine, ma non meno importante, valutare i limiti di spazio in termini di dimensioni e modalità di installazione dell'attuatore. Assicurarsi che l'attuatore possa essere installato nell'area prevista, soprattutto in caso di spazio ridotto o di determinate condizioni di installazione. In alcune applicazioni può essere richiesto che l'apparecchiatura sia compatta o progettata per un'area di utilizzo specifica.
Tenendo conto di questi fattori, è possibile scegliere l'attuatore più adatto al proprio progetto.
Perché scegliere Vincer per il vostro progetto?
Quando si sceglie l'attuatore per il progetto, è importante considerare anche l'affidabilità dei fornitori dell'attuatore. Vincer è un produttore rinomato che si occupa di fornire attuatori elettrici e pneumatici di qualità per vari settori industriali.
Abbiamo completato oltre 800 progetti e abbiamo più di 650 clienti soddisfatti. Offriamo sistemi di attuatori affidabili, duraturi e convenienti. I prodotti che offriamo sono della migliore qualità e sono progettati per fornire le migliori prestazioni e precisione. Gli attuatori Vincer sono certificati ISO9001:2015 e CE, il che significa che sono duraturi e soddisfano tutti i requisiti necessari.
Se siete interessati a soluzioni di attuatori ad alte prestazioni per il vostro sistema, vi invitiamo a entrare in contatto con Vincer per scoprire come le nostre soluzioni possono contribuire a migliorare la vostra attività.
Conclusione
In conclusione, è chiaro che gli attuatori pneumatici ed elettrici sono due tipi diversi di attuatori che hanno i loro vantaggi e svantaggi, e la scelta tra loro dipende dal progetto specifico. Gli attuatori pneumatici sono adatti per applicazioni che richiedono movimenti veloci, potenti e a basso costo, mentre gli attuatori elettrici sono adatti per applicazioni che richiedono movimenti precisi, duraturi e controllati. Pertanto, tenendo conto della velocità, della precisione, delle condizioni ambientali e dei costi a lungo termine, è possibile scegliere l'attuatore in grado di fornire le migliori prestazioni, affidabilità e convenienza per il proprio progetto.
Italian 
English 
French 
Spanish 
German 
Dutch 
Portuguese 
Korean 
Russian 
Chinese 
Finnish