气缸驱动系统自20世纪70年代以来就在工业化领域得到了迅速普及. 气缸适用于作往复直线运动,尤其适用于工件直线搬运的场合. 20世纪90年代开始,电机和微电子控制技术迅速发展,使电动执行器的应用迅速扩大。

能耗评价方法

气动执行器运行消耗的是压缩空气. 压缩空气输送过程中,经过节流阀、管道弯头等阻性元件后,会有一定的压力损失. 另外由于工厂普遍存在接头、气缸或电磁阀处的空气泄露. 尽管安装时的泄漏量标准低于5%,但很多工厂的泄漏量10%～40% . 泄露也将导致一定的压力损失。气动执行器消耗的是压缩空气,需要将消耗压缩空气转化为压缩机的耗电. 而电动执行器可采用直接测量得到耗电量,因此可将两种执行器在相同工况下的耗电量作为能耗评价依据.  耗能过程

测量气动执行器耗能流程

气动执行器的空气消耗量测量流程:

①打开截止阀,向储气罐中充满0. 75MPa的压缩空气;

②关闭截止阀,读取储气罐的压力,检查是否压力下降,以防空气泄露;

③设定减压阀的压力为0. 5MPa,气动执行器往复动作20次;

④读取储气 罐的最终压力,结束测量.系统中压缩空气消耗是一个固定容腔充放气 的过程,可利用差压法来计算压缩空气的消耗量.

气动执行器的运行能耗计算模型

电动执行器的运行能耗计算方法

测定方法. 利用电力计测量电动执行器和控制器在工作时每秒钟的功率. 测量结果通过A /D板卡传送到PC并保存起来,利用积分的方法,将工作时间内的功率曲线进行积分就得到电动执行器工作这段时间所消耗的电量.

气动执行器与电动执行器的运行能耗实验结果

通过实验我们可以清楚的看到两种执行器在相同工况的情况下，每次往返运动的能耗对比图。

从图三、图四中可以看出, 在水平和垂直方向,气动执行器搬运工件时, W 几乎不依赖于f,各测试点的连线接近水平直线. 由于它的能耗只与空气消耗量有关,它在待机或保持压力时除少许泄露外没有消耗,每次消耗量近似相等,因此,气动执行器每次往复能耗在各种频率下近似相等.电动执行器在水平和垂直方向W 受f影响很大,各测试点的连线成倾斜向下曲线. 随着f的增加,W 减少.电动执行器在待机状态也有消耗, f越高, 待机能耗越少, 电动执行器的效率就越高.

电缸与气缸的性能比较

以气缸为代表的气动执行器在工业自动化领域发挥着重要的作用。而在能源问题突出，国家又提倡建设绿色环保生产线的今天，气动执行器效率偏低，运行能耗成本高昂等问题引起了人们的关注。相对于气动执行器，电动执行器具有能量转化率高，运行成本低等优点。现在企业已意识到能耗问题并开始采取积极有效的措施来降低系统的能耗，而执行器的选择问题就是实施节能的关键一环。

电动缸的内置结构和优点

电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。电动缸的内部结构：行星滚柱丝杆，滚柱丝杆，梯形丝杆，防反转装置 驱动电机类型：步进电机，伺服电机，直流电机，交流电机

广泛的应用在造纸行业，化工行业，汽车行业，电子行业，机械自动化行业，焊接行业等。

力驱自动化EC电缸简介

电缸是采用电机与控制器，产生一定推力的直线运动的产品。与传统气缸相比，电缸充分发挥了电机的精确位置控制，精确速度控制以及精确推力控制的优势。同时具有低噪音，低振动，高速，节能，可任意加入中间定位点，超长寿命等特点。并且可以在恶劣环境下无故障连续工作，防护等级可以达到IP67.在机械自动化行业，电子行业，汽车行业，如果电缸与控制器连接使用，可以替代液压缸和气缸。  随着工业自动化的进一步发展，电缸的需求将越来越大，但由于受技术及可靠性的限制，国内生产的电缸市场占有率极低，绝大多数都是靠进口。如德国  FESTO，日本的IAI，SMC,DYADIC生产的电缸占据了80%以上的市场。由于电子控制技术的发展，自动化流水线的控制速度越来越快、精度要求也越来越高。

而电缸恰恰能满足这些要求。如下图所示为宁波力驱自动化研发生产的EC系列电缸。该产品结构紧凑，防水防尘，可方便的替代传统的气缸等产品。该电缸采用了创新结构的设计，不但省去了传统气缸的管路和电磁阀，没有漏气和维护的烦恼，并且通过速度的实时控制，消除了传统气缸的振动问题，运行能耗仅为气缸的1/2,配合PowerDrive驱动器系列产品，更可实现速度，定位的精确控制。