在实验室仪器圈，离心机是一位以速度著称，充满激情的运动员，但他却并非一介莽夫，而是一枚张弛有度。动静皆宜的稳健型选手。今天湘立小编和大家一起来聊聊实验室离心机版的“速度与激情”，了解一下这位运动员“动如脱兔，静若处子”的情怀是如何养成的。

实验室离心机目前普遍应用电机直驱结构，采用直流无刷电机或交流变频电机直接驱动转子系统。避免了齿轮传动系统或皮带传动系统的效率损失，运行更加节能，速度控制更加平稳，结构可靠性更高。

对于直流电机驱动而言，驱动控制系统通过调节电压和电流来调控转子系统的速度和输出扭矩。电机的输出力矩正比于电流，输出速度正比于电压

图1：直流电机的调速特性

直流无刷电机采用电子换向替代了有刷电机的机械换向，从而既保留了直流电机易于调控的优点，又避免了有刷换向产生的噪音、火花、碳刷磨损等负面因素。无刷直流电机内部控制板上有三个霍尔传感器和六个功率管，通过霍尔传感器探测永磁型转子体各磁极的相对运行位置，引导六个功率管依次通断来进行电子换向，形成PWM方波驱动信号。将电能通过磁场转化为转子的机械能输出

图2：直流无刷电机的调速电路原理

交流变频电机通过变频控制器调节输出速度及扭矩。变频控制器包含了整流、滤波、逆变三块功能电路，将电网工频输入的交流电先整流滤波形成平稳的直流电，再将相对平稳的直流电逆变为控制电机的高频交流电。

 图3：交流变频电机的控制方式

目前实验室离心机交流变频控制普遍采用FOC矢量控制方式，FOC即Field Oriented Control磁场导向控制的简写，是一种利用调整变频器的输出频率、输出电压的大小及相位角，从而控制电机内部磁场及输出转矩的变频控制方法，最终实现近似于直流电机的机械特性。由于处理时会将三相输出电流及电压以矢量来表示，因此通称为矢量控制。

（文：湖南湘立科学仪器有限公司 市场与产品管理部）

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