Un cilindro elettrico è un attuatore che converte il movimento rotatorio di un motore in movimento lineare; il suo principio di funzionamento è incentrato principalmente sul motore, sul riduttore di velocità e sul meccanismo di trasmissione. Il motore-tipicamente un servomotore CA o un motore passo-passo-fornisce potenza ed è caratterizzato da precise capacità di controllo. Il meccanismo di riduzione della velocità-come un cambio o un riduttore epicicloidale-serve ad abbassare la velocità di rotazione del motore e ad amplificarne la coppia in uscita per soddisfare i diversi requisiti di carico. Il meccanismo di trasmissione-che utilizza comunemente una vite a ricircolo di sfere o una vite a rulli-converte in modo efficiente il movimento rotatorio in movimento lineare, guidando infine lo stelo del pistone per eseguire un movimento alternativo lineare.
La differenza fondamentale tra cilindri elettrici e cilindri idraulici/pneumatici risiede nelle fonti di alimentazione e nei metodi di controllo. I cilindri idraulici e pneumatici si basano sul fluido idraulico o sull'aria compressa come fonte di energia, necessitando di complessi sistemi idraulici o pneumatici per generare la pressione richiesta. I cilindri elettrici, invece, sono azionati direttamente da un motore; non richiedono alcuna fonte di alimentazione esterna e sono intrinsecamente più puliti e più rispettosi dell'ambiente. In termini di controllo, i cilindri elettrici raggiungono una regolazione precisa di posizione, velocità e accelerazione controllando la corrente, la tensione e la velocità di rotazione del motore, offrendo tempi di risposta rapidi e un'elevata precisione di controllo. Il controllo dei cilindri idraulici e pneumatici, invece, dipende dalle regolazioni delle valvole, con conseguente precisione relativamente inferiore e maggiore complessità di controllo.
Inoltre, i cilindri elettrici offrono vantaggi distinti come una struttura compatta, una manutenzione semplice, bassi livelli di rumore e un basso consumo energetico. Al contrario, i sistemi di cilindri idraulici e pneumatici sono generalmente più complessi, richiedono una manutenzione periodica e sono inclini a generare rumore e perdite.
Di conseguenza, in virtù del loro controllo preciso, della natura eco-compatibile e della facilità di manutenzione, i cilindri elettrici stanno gradualmente sostituendo i tradizionali cilindri idraulici e pneumatici in applicazioni che richiedono elevata precisione, risposta rapida ed eccezionale affidabilità, affermandosi così come una soluzione vitale per l'attuazione lineare.
