液压、气压、机械、与电气传动比较

液压传动的优缺点与其它传动方式相比，液压传动具有以下优缺点。

一、液压传动的优点1) 液压传动可以输出大的推力或大转矩，可实现低速大吨位运动，这是其它传动方式所不能比的突出优点。

2) 液压传动能很方便地实现无级调速，调速范围大，且可在系统运行过程中调速。

3) 在相同功率条件下，液压传动装置体积小、重量轻、结构紧凑。

液压元件之间可采用管道连接、或采用集成式连接，其布局、安装有很大的灵活性，可以构成用其它传动方式难以组成的复杂系统。

4) 液压传动能使执行元件的运动十分均匀稳定，可使运动部件换向时无换向冲击。

而且由于其反应速度快，故可实现频繁换向。

5) 操作简单，调整控制方便，易于实现自动化。

特别是和机、电联合使用时，能方便地实现复杂的自动工作循环。

6) 液压系统便于实现过载保护，使用安全、可靠。

由于各液压元件中的运动件均在油液中工作，能自行润滑，故元件的使用寿命长。

7) 液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造、维修和推广使用。

二、液压传动的缺点1) 油的泄漏和液体的可压缩性会影响执行元件运动的准确性，故无法保证严格的传动比。

2) 对油温的变化比较敏感，不宜在很高或很低的温度条件下工作。

3) 能量损失（泄漏损失、溢流损失、节流损失、摩擦损失等）较大，传动效率较低，也不适宜作远距离传动。

4) 系统出现故障时，不易查找原因。

综上所述，液压传动的优点是主要的、突出的，它的缺点随着科学技术的发展会逐步克服的，液压传动技术的发展前景是非常广阔的。

气压传动的优缺点优点1·用空气做介质，取之不尽，来源方便，用后直接排放，不污染环境，不需要回气管路因此管路不复杂。

2·空气粘度小，管路流动能量损耗小，适合集中供气远距离输送。

3·安全可靠，不需要防火防爆问题，能在高温，辐射，潮湿，灰尘等环境中工作。

4·气压传动反应迅速。

5·气压元件结构简单，易加工，使用寿命长，维护方便，管路不容易堵塞，介质不存在变质更换等问题。

缺点1·空气可压缩性大，因此气动系统动作稳定性差，负载变化时对工作速度的影响大。

2·气动系统压力低，不易做大输出力度和力矩。

3·气控信号传递速度慢于电子及光速，不适应高速复杂传递系统。

4·排气噪音大。

机械传动1．齿轮传动：1）分类：平面齿轮传动、空间齿轮传动。

2）特点：优点适用的圆周速度和功率范围广；传动比准确、稳定、效率高。

；工作可靠性高、寿命长。

；可实现平行轴、任意角相交轴和任意角交错轴之间的传动缺点要求较高的制造和安装精度、成本较高。

；不适宜远距离两轴之间的传动。

3）渐开线标准齿轮基本尺寸的名称有齿顶圆；齿根圆；分度圆；摸数；压力角等。

2．涡轮涡杆传动：适用于空间垂直而不相交的两轴间的运动和动力。

1）特点：优点传动比大。

；结构尺寸紧凑。

缺点轴向力大、易发热、效率低。

；只能单向传动。

涡轮涡杆传动的主要参数有：模数；压力角；蜗轮分度圆；蜗杆分度圆；导程；蜗轮齿数；蜗杆头数；传动比等。

3．带传动：包括主动轮、从动轮；环形带1）用于两轴平行回转方向相同的场合，称为开口运动，中心距和包角的概念。

2）带的型式按横截面形状可分为平带、V带和特殊带三大类。

3）应用时重点是：传动比的计算；带的应力分析计算；单根V带的许用功率。

4）带传动的特点：优点：适用于两轴中心距较大的传动；、带具有良好的挠性，可缓和冲击，吸收振动；过载时打滑防止损坏其他零部件；结构简单、成本低廉。

缺点：传动的外廓尺寸较大；、需张紧装置；由于打滑，不能保证固定不变的传动比；带的寿命较短；传动效率较低。

4．链传动包括主动链、从动链；环形链条。

链传动与齿轮传动相比，其主要特点：制造和安装精度要求较低；中心距较大时，其传动结构简单；瞬时链速和瞬时传动比不是常数，传动平稳性较差。

5．轮系1）轮系分为定轴轮系和周转轮系两种类型。

2）轮系中的输入轴与输出轴的角速度(或转速)之比称为轮系的传动比。

等于各对啮合齿轮中所有从动齿轮齿数的乘积与所有主动齿轮齿数乘积之比。

3）在周转轮系中，轴线位置变动的齿轮，即既作自转，又作公转的齿轮，称为行星轮,轴线位置固定的齿轮则称为中心轮或太阳轮。

4）周转轮系的传动比不能直接用求解定轴轮系传动比的方法来计算，必须利用相对运动的原理，用相对速度法(或称为反转法)将周转轮系转化成假想的定轴轮系进行计算。

5）轮系的主要特点：适用于相距较远的两轴之间的传动；可作为变速器实现变速传动；可获得较大的传动比；实现运动的合成与分解。

.电气传动1、精确度高：伺服电机作为动力源，由滚珠丝杠和同步皮带等组成结构简单而效率很高的传动机构。

它的重复精度误差是0.01%。

2、节省能源：可将工作循环中的减速阶段释放的能量转换为电能再次利用，从而减低了运行成本，连接的电力设备仅是液压驱动所需电力设备的25%。

3、精密控制：根据设定参数实现精确控制，在高精度传感器、计量装置、计算机技术支持下，能够大大超过其他控制方式能达到的控制精度。

4、改善环保水平：由于使用能源品种的减少及其优化的性能，污染源减少了，噪音降低了，为工厂的环保工作，提供了更良好的保证。

5、降低噪音：其运行噪音值低于70分贝，大约是液压驱动注塑机噪音值的2/3。

6、节约成本：此机去除了液压油的成本和引起的麻烦，没有硬管或软喉，无须对液压油冷却，大幅度降低了冷却水成本等。

永磁交流伺服电机位置反馈传感器检测相位与电机磁极相位的对齐方式2008-11-07 来源：internet 浏览：504主流的伺服电机位置反馈元件包括增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等。

为支持永磁交流伺服驱动的矢量控制，这些位置反馈元件就必须能够为伺服驱动器提供永磁交流伺服电机的永磁体磁极相位，或曰电机电角度信息，为此当位置反馈元件与电机完成定位安装时，就有必要调整好位置反馈元件的角度检测相位与电机电角度相位之间的相互关系，这种调整可以称作电角度相位初始化，也可以称作编码器零位调整或对齐。

下面列出了采用增量式编码器，绝对式编码器，正余弦编码器，旋转变压器等位置反馈元件的永磁交流伺服电机的传感器检测相位与电机电角度相位的对齐方式。

增量式编码器的相位对齐方式在此讨论中，增量式编码器的输出信号为方波信号，又可以分为带换相信号的增量式编码器和普通的增量式编码器，普通的增量式编码器具备两相正交方波脉冲输出信号A和B，以及零位信号Z；带换相信号的增量式编码器除具备ABZ 输出信号外，还具备互差120度的电子换相信号UVW，UVW各自的每转周期数与电机转子的磁极对数一致。

带换相信号的增量式编码器的UVW电子换相信号的相位与转子磁极相位，或曰电角度相位之间的对齐方法如下：1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V 出，将电机轴定向至一个平衡位置；2.用示波器观察编码器的U相信号和Z信号；3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置；4.一边调整，一边观察编码器U相信号跳变沿，和Z信号，直到Z信号稳定在高电平上（在此默认Z信号的常态为低电平），锁定编码器与电机的相对位置关系；5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，Z信号都能稳定在高电平上，则对齐有效。

撤掉直流电源后，验证如下：1.用示波器观察编码器的U相信号和电机的UV线反电势波形；2.转动电机轴，编码器的U相信号上升沿与电机的UV线反电势波形由低到高的过零点重合，编码器的Z信号也出现在这个过零点上。

上述验证方法，也可以用作对齐方法。

需要注意的是，此时增量式编码器的U相信号的相位零点即与电机UV线反电势的相位零点对齐，由于电机的U相反电势，与UV线反电势之间相差30度，因而这样对齐后，增量式编码器的U相信号的相位零点与电机U相反电势的-30度相位点对齐，而电机电角度相位与U相反电势波形的相位一致，所以此时增量式编码器的U相信号的相位零点与电机电角度相位的-30度点对齐。

有些伺服企业习惯于将编码器的U相信号零点与电机电角度的零点直接对齐，为达到此目的，可以：1.用3个阻值相等的电阻接成星型，然后将星型连接的3个电阻分别接入电机的UVW三相绕组引线；2.以示波器观察电机U相输入与星型电阻的中点，就可以近似得到电机的U 相反电势波形；3.依据操作的方便程度，调整编码器转轴与电机轴的相对位置，或者编码器外壳与电机外壳的相对位置；4.一边调整，一边观察编码器的U相信号上升沿和电机U相反电势波形由低到高的过零点，最终使上升沿和过零点重合，锁定编码器与电机的相对位置关系，完成对齐。

由于普通增量式编码器不具备UVW相位信息，而Z信号也只能反映一圈内的一个点位，不具备直接的相位对齐潜力，因而不作为本讨论的话题。

绝对式编码器的相位对齐方式绝对式编码器的相位对齐对于单圈和多圈而言，差别不大，其实都是在一圈内对齐编码器的检测相位与电机电角度的相位。

早期的绝对式编码器会以单独的引脚给出单圈相位的最高位的电平，利用此电平的0和1的翻转，也可以实现编码器和电机的相位对齐，方法如下：1.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V 出，将电机轴定向至一个平衡位置；2.用示波器观察绝对编码器的最高计数位电平信号；3.调整编码器转轴与电机轴的相对位置；4.一边调整，一边观察最高计数位信号的跳变沿，直到跳变沿准确出现在电机轴的定向平衡位置处，锁定编码器与电机的相对位置关系；5.来回扭转电机轴，撒手后，若电机轴每次自由回复到平衡位置时，跳变沿都能准确复现，则对齐有效。

这类绝对式编码器目前已经被采用EnDAT，BiSS，Hyperface等串行协议，以及日系专用串行协议的新型绝对式编码器广泛取代，因而最高位信号就不符存在了，此时对齐编码器和电机相位的方法也有所变化，其中一种非常实用的方法是利用编码器内部的EEPROM，存储编码器随机安装在电机轴上后实测的相位，具体方法如下：1.将编码器随机安装在电机上，即固结编码器转轴与电机轴，以及编码器外壳与电机外壳；2.用一个直流电源给电机的UV绕组通以小于额定电流的直流电，U入，V 出，将电机轴定向至一个平衡位置；3.用伺服驱动器读取绝对编码器的单圈位置值，并存入编码器内部记录电机电角度初始相位的EEPROM中；4.对齐过程结束。

由于此时电机轴已定向于电角度相位的-30度方向，因此存入的编码器内部EEPROM中的位置检测值就对应电机电角度的-30度相位。

此后，驱动器将任意时刻的单圈位置检测数据与这个存储值做差，并根据电机极对数进行必要的换算，再加上-30度，就可以得到该时刻的电机电角度相位。

这种对齐方式需要编码器和伺服驱动器的支持和配合方能实现，日系伺服的编码器相位之所以不便于最终用户直接调整的根本原因就在于不肯向用户提供这种对齐方式的功能界面和操作方法。