电气、液压或气动驱动的选择

电气、液压或气动驱动的选择

电动驱动

用电动驱动，电能被转化成机械动能。在电动马达中，磁场在转子和定子中相互作用；当它们试着将自己与对方相互对齐产生了转矩，创造了运动。电动驱动的“精确的手”和马达是非常适合提供高速和精确性的理想选择。

在直流电机中，直流线圈或永久磁铁在定子中产生一个固定磁场。为了提供最大的扭矩，线圈卷绕在转子上并连接在一起，这样转子磁场是垂直于定子磁场的。直流电机的速度和功率可以非常有效地被控制，但在这类马达中需要切换电流的碳刷会受到磨损和撕裂。

一个同步电机采用三相绕组配置一个线路。三个相移的电流产生旋转磁场。由于转子具有固定的磁场，它只能在一个同步的速度上开展有效的扭矩。伴随现代电流转换器，直流电机可以控制同步电机，且没有任何损件。同步电机具有90%以上的优秀运营效率，但需要复杂的电子监管系统和昂贵的永久磁铁。

异步电机也配备了定子生成旋转磁场匝，但是带有鼠笼式绕组。当转子不同步后，感应电流抵消磁场的变化。连同定子的磁场，这会产生拉动转子的转矩。异步电机的优点是比较便宜，但是由于电流通过转子会产生热量，电机的效率水平较低。

液压驱动

液压驱动，流体加压至气缸内的移动活塞。体积流量由泵提供。根据所需要的力来移动载荷，相应的压力由流体产生，并且由泵抵消这种压力。在旋转驱动中，液压马达取代线性力传递扭矩。

具有可调泵功能，推动活塞或转向液压马达的静液压驱动，是多年来发展非常有效的。然而，当外部力量变化时，该系统的速度变得不同，这样就没有简单的方法来保持同一位置。因此，泵和汽缸之间的距离需要尽可能短。

在次级控制驱动中，电机，而不是泵，是被限制的。不同的转矩使液压驱动迅速适应应力的变化。这种高效技术可以调节速度、转矩和位置。然而，构建驱动器是昂贵的，快速适应性要由用户提供特殊的机器需要，如同测试床制造商。

带阀门控制的驱动在移动设备中的液压系统中是常见的。只有一部分液压生成的能量通过阀门产生。未使用的部分转化为热能。阀门控制驱动是非常准确的，具有良好的控制性，但效率较低。负荷传感技术可以提高效率，以便只有需要的压力的时候实际上提供能量。

气动驱动

气动驱动，空气被压缩，气缸、马达或其他装置里存储的能量转化为机械能。然而，在工业应用中当能量要求不高时，使用压缩空气是唯一符合成本效益的。气动的“敏捷手指”被应用于短距离高速移动较小的物体，比如夹紧、运输、拧紧螺钉以及其他工业、贸易或医疗任务中。

气动驱动系统包括三个子系统：空气压缩和处理；控制（通过阀门）；输出驱动（缸或电机）。这些组件在操作过程中很少需要维护，这样使用寿命就会延长。压缩空气是很容易获得的，也不会带来任何火灾或爆炸危险。然而，生产和准备压缩空气会是很昂贵的，并且排气的刺耳噪音必须得压制住。优势是压缩空气对温度的变化不敏感。如果出现泄漏，也不会影响机器的安全，也不污染环境。在广泛的范围内，致动器速度和力度是可以控制简单的，但可能很难实现恒定和均匀的活塞速度。