文档介绍:台式离心机关键技术
离心机是将样品进行分离仪器,广泛应用干生物医学、石油化工、农业、食品卫生等领域,它利用不一样物质在离心力场中沉淀速度差异,实现样品分析分离。离心机自问世以来,历经低速、调整、超速变迁,其进展关键表现在离心设备和离心技术两方面,二者相辅相成。从转速看,台式离心机基础属于低速、高速离心机范围,所以含有低速和高速离心机技术特点,其结构关键由电机驱动系统、制冷系统、机械系统、转头和系统控制等几部分组成,和落地式离心机相比只不过是尺寸和容量小一点罢了。通用台式离心机发展已经模糊了低速、高速、微量和大容量离心机界线,众多转头为科研人员提供相当广泛应用范围,成为科研试验室首选机型,如美国Sorvall
ST2l,德国 Heracus新机型 Biofuge Stratos等。
本文将结合中国外流行台式离心机.着重从功效结构,介绍台式离心机关键技术及其进展,并期望经过中国外流行机型技术总结和比较,提供有益选型提议。
1.交流变频调速将逐步替换直流调速
转速调整系统是离心机关键部分,由控制、功率驱动和电机三大要素组成,关键是控制电机转速。在离心机发展进程中直流调速功不可没,其关键特点是含有良好起制动、调速范围宽、结构简单、成本低、理论和实践全部比较成熟等,所以八十年代前在离心机中得到广泛应用较成熟等,所以八十年代前在离心机中得到广泛应用,至今仍在应用和不停改善,如改善直流电机铜头和碳刷耐磨性,以延长电机寿命和碳刷更换周期等。
可控硅相控直流调速是经典直流调速方案,结构简单、技术成熟,基础满足离心机调速需求,所以在中国外离心机中得到广泛应用。其关键缺点是,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连续,需加一粗笨平滑电感,增加了仪器体积和重量。八十年代后,伴随全控功率器件发展,如功率晶体管和场效应管等,开关功率变换技术逐步在离心机直流调速系统中得到应用,如德国
eppendorf 5410和
5402离心机,这种技术关键是经过高频直流斩波,调整脉冲占宽比,改变辅出电压,为直流电机供电。因为开关频率很高,通常小于50KHZ仅靠电机本身电感滤波,即可取得平滑直流电流,克服了可控硅相控直流调速缺点,所以转速更平滑,调速范围更宽。
开环调速是最简单调速方案,甚至十多个分立器件或一个集成块即可组成一个系统,所以至今中国一些低价位离心机仍采取这种方案,其关键缺点是需要手动调速,不能控制电机电流,转速精度和技术附加值全部比较低。鉴于开环调速不足,中国外大部分离心机普遍采取现有电流反馈又有转速反馈双闭环调速方案,其关键优点是自动调速、升速快、转速超调小、精度高、限流功效避免电机过电流损坏。
即使直流调速历史悠久、技术成熟、但直流电机机械整流子换向是其致命弱点,限制了电机转速,整流子带来干扰,需要更换碳刷等,使得早期超速或高速离心机不得不采取如齿轮变速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,国外超速离心机中率先采取变频调速技术,关键经过改变感应电机供电频率调整转速。因为感应电机无需机械整流子,不仅免去更换碳刷之烦,而且提升了电机转速,甚至十几万转超速离心机,也能直接驱动,大大简化离心机结构。变频调速技术关键:一是全控功率器件发