大家都知道，電氣或電子技術(shù)在信號(hào)的檢測(cè)、放大、處理和傳輸?shù)确矫姹绕渌绞骄哂忻黠@的優(yōu)勢(shì)，特別是現(xiàn)代微電子集成技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的進(jìn)展使得這種優(yōu)勢(shì)更顯突出。因此，工程控制系統(tǒng)的指令及信號(hào)處理單元和檢測(cè)反饋單元幾乎無一例外地采用了電子器件。但是，在功率轉(zhuǎn)換放大單元和執(zhí)行部件方面， 液壓元件則具有更多的優(yōu)越性，其主要特點(diǎn)如下：

一、液壓執(zhí)行元件的功率密度大，也就是功率．質(zhì)量比和轉(zhuǎn)矩-慣性矩比（或力一質(zhì)量比）大，可以構(gòu)成體積小、質(zhì)量輕、響應(yīng)速度快的大功率控制單元。對(duì)于中、大功率的系統(tǒng)，這一優(yōu)點(diǎn)尤為突出。因?yàn)殡姎庠淖钚〕叽缛Q于最大的有效磁通密度和功率損耗所產(chǎn)生的發(fā)熱量，與電流密度有關(guān)。最大有效磁通密度受磁性材料的磁飽和限制，而發(fā)熱量的散發(fā)又比較困難。所以電氣元件的結(jié)構(gòu)尺寸較大，功率一質(zhì)量比和力矩一慣量比小。而液壓元件功率損耗所產(chǎn)生的熱量可由油液帶到冷卻器去冷卻，它的尺寸主要取決于最大工作壓力。由于最大工作壓力可以很高（目前可達(dá)32MPa甚至更高），所以液壓元件的體積小、質(zhì)量輕，而輸出力或力矩卻很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般液壓泵的質(zhì)量只是同功率電動(dòng)機(jī)質(zhì)量的l0% - 20%，幾何尺寸約為后者的12%-13%。液壓馬達(dá)的功率．質(zhì)量比一般為相當(dāng)容量電動(dòng)機(jī)的10倍，而力矩．慣量比為電動(dòng)機(jī)的10-50倍。

二、液壓控制系統(tǒng)的負(fù)載剛度大、精度高，即輸出位移受外負(fù)載的影響小，定位準(zhǔn)確，位置誤差小，精度高。這一點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)和氣動(dòng)控制系統(tǒng)所不能比擬的。

液壓控制系統(tǒng)的輸出位移（或角度）受負(fù)載變化的影響小，即有較大的速度一負(fù)載剛度（速度．力或轉(zhuǎn)速．力矩曲線斜率的倒數(shù)很大），定位準(zhǔn)確，控制精度高。由于液壓固有頻率高，允許液壓控制系統(tǒng)特別是電液伺服系統(tǒng)有較大的開環(huán)放大系數(shù)，因此可以獲得較高的精度和響應(yīng)速度。另外，由于液壓系統(tǒng)中油液的體積彈性模量很大，壓縮性很小，故液壓動(dòng)力元件的速度剛度大，組成閉環(huán)系統(tǒng)時(shí)其位置剛度也大。液壓馬達(dá)的開環(huán)速度剛度約為電動(dòng)機(jī)的5倍，電動(dòng)機(jī)的位置剛度很低接近于零，更無法與液壓馬達(dá)相比。因此，電動(dòng)機(jī)只能用來組成閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，而液壓執(zhí)行元件（液壓馬達(dá)或液壓缸）卻可以用來進(jìn)行開環(huán)位置控制。當(dāng)然，閉環(huán)液壓位置控制系統(tǒng)的剛度比開環(huán)時(shí)要高得多。

三、液壓控制系統(tǒng)快速性好，響應(yīng)快。由于液壓動(dòng)力元件的力矩一慣量比（或力---質(zhì)量比）大，因此可以安全、可靠并快速地實(shí)現(xiàn)頻繁的帶負(fù)載起動(dòng)、制動(dòng)與正反向直線或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而且具有很大的調(diào)速范圍。例如，加速中等功率的電動(dòng)機(jī)需一至幾秒，而加速同功率的液壓馬達(dá)的時(shí)間只需電動(dòng)機(jī)的1/10左右。由于液壓系統(tǒng)中油液的體積彈性模量很大，由油液壓縮性形成的液壓彈簧剛度很大，而液壓動(dòng)力元件的慣量又比較小，所以由液壓彈簧剛度和負(fù)載慣量耦合成的液壓固有頻率很高，故系統(tǒng)的響應(yīng)速度快，是電氣執(zhí)行元件所不能比擬的。與具有相同壓力和負(fù)載的氣動(dòng)系統(tǒng)相比， 液壓系統(tǒng)的響應(yīng)速度是氣動(dòng)系統(tǒng)的50倍。

液壓控制系統(tǒng)還有一些其他優(yōu)點(diǎn)，如運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其工作介質(zhì)兼有潤滑作用，有利于散熱和延長元件的使用壽命；容易按照機(jī)器的需要通過管道實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各部分的連接，從而實(shí)現(xiàn)能量的分配和傳遞；利用蓄能器很容易實(shí)現(xiàn)液壓能的儲(chǔ)存及系統(tǒng)的消振等；易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程調(diào)控和無級(jí)調(diào)速等。

液壓控制系統(tǒng)也存在某些缺點(diǎn)，主要有：因運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需經(jīng)兩次轉(zhuǎn)換，常有較多的能量損失引起發(fā)熱，所以效率偏低；由于流體介質(zhì)的工作溫度范圍和閃點(diǎn)的限制，系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性易受溫度影響，系統(tǒng)性能對(duì)溫度很敏感，不宜在過高或過低溫度下工作；對(duì)流體介質(zhì)的清潔度管理要求高（因?yàn)槲廴镜挠鸵簳?huì)使閥磨損而降低其性能，甚至被堵塞而不能正常工作．這是液壓系統(tǒng)發(fā)生故障的主要原因）；油液的體積彈性模量隨溫度和混入油中的空氣含量而變化，油液的粘度也隨油溫變化而變化，因此油溫變化對(duì)系統(tǒng)的性能有很大影響；容易引起油液外漏，污染環(huán)境；系統(tǒng)在高壓下工作時(shí)，容易引起振動(dòng)，產(chǎn)生噪聲；液壓元件制造精度要求高，成本高；由于液壓系統(tǒng)中諸多環(huán)節(jié)具有非線性特性，因此系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)較電氣系統(tǒng)復(fù)雜；以液壓方式進(jìn)行信號(hào)的傳輸、檢測(cè)和處理不如電氣系統(tǒng)方便等。

編輯：大蘭油泵電機(jī)02-采購顧問

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