氣動執行器與電動執行器的運行能耗分析

分析了氣動執行器和電動執行器能量消耗過程，建立了氣動執行器運行能耗計算模型，搭建了氣動執行器和電動執行器的運行能耗實驗系統。通過實驗數據分析，得出兩種執行器運行能耗的結論：在長時間保持負載或作動不頻繁的工況下，氣動執行器比電動執行器更節能，在頻繁作動的工況下，電動執行器比氣動執行器更節能;在各種工況下，氣動執行器的運行功率波動不大，電動執行器的運行功率波動較大。

氣缸驅動系統自20世紀70年以來就在工業化領域得到了迅速普及。氣缸適用于作往復直線運動，尤其適用于工件直線搬運的場合。現在，氣缸已成為工業生產領域中PTP搬運的主流執行器。20世紀90年開始，電機和微電子控制技術迅速發展，使電動執行器的應用迅速擴大。然而，到現在來看，電動執行器在工業現場并未得到普及，而近幾年，在中國氣缸銷量的年增長速度一直維持20%以上。

電動執行器主要用于旋轉和擺動工況，用于直線工況的電動執行器逐漸增多。電動執行器可實現高精度多點定位，氣動執行器很難做到。

在氣動執行器和電動執行器的選擇上，特別是在工業自動化需求最多的PTP輸送場合，一直沒有充足的數據來論述兩者選擇標準。本文從運行能耗的角度探討兩種執行器的能量消耗問題。

角行程和直行程執行器大部分是在多轉式的基礎之上改造而來的：以多轉式為基礎，配以蝸輪蝸桿二級減速箱組成0~90°角行程電動執行機構；配以絲桿部件組成直行程電動執行機構。

角行程：0~90°角行程，用于控制球閥、旋塞閥、蝶閥和百葉閥之類的角行程閥門；

多轉式：需要運行超過360°才能實現閥門的啟閉，主要用于截止閥、管夾閥和隔膜閥；

直行程：輸出的是力，產生的是位移，主要用于閘閥和滑板閥。

常用于配套各種閥門構成電動閥門或者電動調節閥（例如：閘閥、調節閥、單座閥等直線運動的閥門）

以AC交流電或DC直流電為驅動能源；根據動作方式分為兩大類（電動開關型和電動調節型）

優點是能源取用方便，信號傳輸速度快，傳輸距離遠，便于集中控制，靈敏度和精度較高，與電動調節儀表配合方便，安裝接線簡單。

缺點是結構復雜，平均故障率高于氣動執行機構，適用于防爆要求不高，氣源缺乏的場所。

電動執行器注意事項：

在通電前，必須進行外觀檢查和絕緣檢查，動力回路（弧電回路）及信號觸點對外殼的絕緣，用500V兆歐表測最不得低于20MΩ:信號輸人、輸出回路及它們與動力回路之間的絕緣，除特殊要求外，不應低于l0mΩ合格后方可通電。在通電后，應檢查變壓器、電機及電子電路部分元件等是否過熱，轉動部件是否有雜音，發現異常現象應立即切斷電源，查明原因。未查明原因前，不要輕易焊下元件。更換電子元件時，應防止溫度過高，損壞元件。更換場效應管和集成電路時一定要把電烙鐵妥獸接地，或脫離電源利用余熱進行焊接。拆卸零部件、元器件或焊接導線時，應做好標記，對應記號。應盡公避免被檢設備的輸出回路開路，避免被檢設備在有輸人信號時停電。檢修后的設備必須進行校驗。對干電動機要檢查線圈對外殼及線圈之間的絕緣電阻，測皿線圈直流電組，清洗軸承并加優質潤滑油，檢查轉子、定子線圈及制動裝；對于減速器要解體清洗各部件，檢查行星齒輪部分的情況，檢查斜齒輪部分的情況，檢查渦輪渦桿或絲桿螺母的嚙合情況，{zh1}進行裝配、調整并加長效鏗基潤滑脂。對于位置傳感器部分要進行外觀檢查，檢查電位器與行程控制機構的同軸連接情況，檢查電位器的基本情況，檢查電位器及放大板之間的連接情況。