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高速冷冻台式离心机技术方案操作说明

点击次数:402 发布时间:2018-06-11
   高速冷冻台式离心机在高速旋转的过程中,由离心力所导致的运动使悬浮于液体中的固体物质形成沉淀,也就是悬浮体液中质量或体积较大的物体向转头半径zui大的方向移动,而质量或体积较小的部分沉积在转头半径较近的地方。
  由于转子的半径和样品的质量在运转的时候是不变的,只有转速可以通过控制发生变化,因此我们往往习惯用转速来描述一个高速冷冻台式离心机。
  本文将结合国内外流行的台式离心机.着重从功能结构,介绍高速冷冻台式离心机的关键技术及其进展,并希望通过国内外流行机型的技术总结和比较,提供有益的选型建议。
  交流变频调速将逐步取代直流调速
  高速冷冻台式离心机的核心部分,由控制、功率驱动和电机三大要素组成,主要是控制电机的转速。在离心机的发展进程中直流调速功不可没,其主要特点是具有良好的起制动、调速范围宽、结构简单、成本低、理论和实践都比较成熟等,因此八十年代前在离心机中得到广泛的应用较成熟等,因此八十年代前在离心机中得到广泛的应用,至今仍在应用和不断的改进,如改进直流电机铜头和碳刷的耐磨性,以延长电机的寿命和碳刷的更换周期等。
  可控硅相控直流调速是经典的直流调速方案,结构简单、技术成熟,基本满足离心机调速的需求,因此在国内外离心机中得到广泛的应用。其主要缺点是,整流波形差、电流脉动大、轻负载时易出现断流现象、为维持直流电机电流的连续,需加一笨重的平滑电感,增加了仪器的体积和重量。八十年代后,随着全控功率器件的发展,如功率晶体管和场效应管等,开关功率变换技术逐渐在离心机直流调速系统中得到应用,这种技术主要是通过高频直流斩波,调节脉冲占宽比,改变辅出电压,为直流电机供电。由于开关频率很高,一般小于50KHZ仅靠电机自身的电感滤波,即可获得平滑的直流电流,克服了可控硅相控直流调速的缺点,因此转速更平滑,调速范围更宽。
  开环调速是zui简单的调速方案,甚至十几个分立器件或一个集成块即可组成一个系统,所以至今国内某些低价位的离心机仍采用这种方案,其主要缺点是需要手动调速,不能控制电机的电流,转速精度和技术附加值都比较低。鉴于开环调速的局限性,国内外大部分离心机普遍采用既有电流反馈又有转速反馈的双闭环调速方案,其主要优点是自动调速、升速快、转速超调小、精度高、限流功能避免电机过电流损坏。
  虽然直流调速历史悠久、技术成熟、但直流电机机械整流子换向是其致命的弱点,限制了电机的转速,整流子带来干扰,需要更换碳刷等,使得早期的超速或高速离心机不得不采用如齿轮变速的间接提速方案或其它方法,增加了成本和体积,降低了寿命和可靠性。七十年代末,国外高速冷冻台式离心机中采用变频调速技术,主要通过改变感应电机的供电频率调节转速。由于感应电机无需机械整流子,不仅免去更换碳刷之烦,而且提高了电机转速,甚至十几万转的超速离心机,也能直接驱动,大大简化离心机的结构。
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