分析气动执行器与电动执行器的运行能耗

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1、2010年5月北京航空航天大学学报Mav2010第36卷第5期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsVo1．36No．5气动执行器与电动执行器的运行能耗分析张业明蔡茂林(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191)摘要：分析了气动执行器和电动执行器能量消耗过程，建立了气动执行器运行能耗计算模型，搭建了气动执行器和电动执行器的运行能耗实验系统．通过实验数据分析，得出两种执行器运行能耗的结论：①在长时间保持负载或作动不频繁的工况下，气

2、动执行器比电动执行器更节能，在频繁作动的工况下，电动执行器比气动执行器更节能；②在各种工况下，气动执行器的运行功率波动不大，电动执行器的运行功率波动较大．关键词：气动执行器；电动执行器；运行能耗；比能量中图分类号：TH138；TP271．4文献标识码：A文章编号：1001—5965(2010)05—0560—04EnergyconsumptionanalysisforpneumaticactuatorandelectricactuatorZhangYemingCaiMaolin(SchoolofAutomation

3、ScienceandElectricalEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Theenergyconsumptionprocessesofpneumaticactuatorandelectricalactuatorwereanalyzed．Acalculationmodeloftheenergyconsumptionforpneumaticactuatorswasproposed

4、．Andtwosetsofactuatorsexperimentalsystemforpneumaticactuatorandelectricalactuatorwerebuiltup．Thelargequantitiesoftheexperimentaldatawerereceivedfromtheenergyconsumptionexperimentsoftwotypesofactuator．Themainresultsweregainedthroughtheanalysisexperimentaldata：①

5、Thepneumaticactuatorismoreenergy—eficientthantheelectricalactuatorontheconditionofmaintainingtheloadforalongtimeortheconditionofunfre-quentactuation．However，theelectricalactuatorismoreenergy—eficientthanthepneumaticactuatorontheconditionof~equentactuation．②Ina

6、varietyofoperatingconditions，therunningpowerofthepneumaticac—tuatorfluctuatesslightlyandtherunningpoweroftheelectricactuatorhasagreatfluctuation．Keywords：pneumaticactuator；electricalactuator；operatingenergyconsumption；ratioenergy气缸驱动系统自20世纪70年代以来就在工在气动执行器和电动执行

7、器的选择上，特别业化领域得到了迅速普及．气缸适用于作往复直是在工业自动化需求最多的PTP输送场合，一直线运动，尤其适用于工件直线搬运的场合．现在，没有充足的数据来论述两者选择标准．本文从运气缸已成为工业生产领域中PTP(PointtoPoint)行能耗的角度探讨两种执行器的能量消耗问题．搬运的主流执行器⋯．20世纪90年代开始，电机和微电子控制技术迅速发展，使电动执行器的应1两种执行器能量消耗用迅速扩大．然而，到现在来看，电动执行器在工1．1气动执行器的能量消耗业现场并未得到普及，而近几年，在中国气缸销量气动执行器

8、的能量转换和空气状态变化如的年增长速度一直维持20％以上．图1．气动执行器运行消耗的是压缩空气．压缩电动执行器主要用于旋转和摆动工况，用于空气输送过程中，经过节流阀、管道弯头等阻性元直线工况的电动执行器逐渐增多．电动执行器可件后，会有一定的压力损失．另外由于工厂普遍存实现高精度多点定位，气动执行器很难做到．在接头、气缸或电磁阀处的空气泄露．尽管安装时收稿日期