俗话说“每一个卓越的大佬背后都有一个不凡的贤内助”，对于实验室离心机电动机选型而言，每一款性能优异的离心机里面都有一颗张弛有度的电动机“心脏”。湘立君今天和大家一起来聊聊实验室离心机与电动机选型的“天仙配”。
“门当户对，才貌相堪”自古就是人类婚配天条中的高亮选项，该条款同样适用于离心机电机的选配，满足离心应用所需功率，速度，转矩要求，是选配合适型号电动机的第一要素，既要避免“小马拉大车”的力不从心，也要避免“大马拉小车”的怀才不遇。结构安全可靠，参数配置合理，成本经济适用，才是离心机电动机选配原则中最接地气的金科玉律。从离心机的应用需求分析，我们期望电动机及其控制系统具有以下特质：快速平稳启动、高速大力矩直接驱动、速度平稳且方便调节、噪声低温升小、平稳快速制动。满足这些条件的电机及其驱动系统才是实验室离心机这位踏实肯干的“牛郎”心目中曼妙的“织女”。
图1：实验室离心机电机应用需求
让我们先来了解一下离心机激情飞扬的应用，需要电动机这个贤内助提供哪些方面的力矩支持。离心机从启动到高速平稳运行，需要克服如下转矩：装有样品的转子体从静止到工作状态需要克服的惯性力矩；电机轴与轴承摩擦的机械摩擦力矩；转子体与空气摩擦产生风阻引起的空气摩擦力矩；因转动系统不平衡引起的偏心力矩。其中惯性力矩取决于转子体和负载的质量W，转子体最大直径D,需要加速到的最高速度n，以及对应的加速时长t；机械摩擦力矩取决于轴承质量和电机制造工艺水平；风阻取决于转速、转子体形状以及离心腔中的真空度；偏心力矩则取决于转子体的剩余不平衡量和样品装载是否平衡。
图2：实验室离心机功率负载
电动机产品手册上标注的通常都是额定转速和额定功率，对于旋转电机而言，功率、转矩、速度之间的关系可以用图3中的公式换算。
图3：旋转电机功率-扭矩-速度计算公式
选配电机时，电机的额定输出扭矩必须大于以上所有需求扭矩的总和，并考虑电机的功率损耗，选型参数需要具有足够可靠的安全系数。
图4：电机功率损耗
电动机女汉子需要先参照公式理论计算，估算一下自己的力量是否管控得了离心机奔放的用度，还得预留足够的安全发展基金，毕竟，生活除了眼前的苟且还有远方的诗和原野。
那么实验室离心机适用的电动机江湖中有哪些闻名遐迩英姿飒爽的女侠呢？直流有刷串励电机曾经芳华绚丽，广泛应用于离心机产品，但随着电机驱动技术水平的不断发展，考虑到电刷磨损产生碳粉，电火花及高速摩擦噪音，目前已趋归隐状态。出落得亭亭玉立的直流无刷永磁电机，因其高可靠性及高效快捷的速度力矩调控特性，成长为500瓦以下小功率离心机应用领域的当家花旦。但稀土永磁材料成本居高不下，且在大功率高热量损耗的恶劣工况下，永磁体也容易出现不可逆的磁力消退，所以千瓦级以上的实验室离心机普遍还是由艰苦朴素，低调素雅的交流异步变频电机执掌门派。当然，也有一些应用于“高富帅”场合的离心机需要迎娶伺服电机驱动系统这样的“白富美”。
图5：实验室离心机常用电机
江湖传言，新潮的开关磁阻电机和俊俏的盘式电机正计划赶来大力支持离心机应用领域。让我们拭目以待离心机电机应用百花盛开，群芳争艳的时代吧。
图6：实验室离心机电机潜力选手
（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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