目前国外一些先进的离心机实际上已成为一种高科技的综合技术产品。 国内在这方面还有很大差距， 必须提高国内生产的离心机的技术含量， 努力开发具有自主知识产权的产品，在这方面有大量工作需要完成。离心机作为一种机电一体化设备已在医院检验、生物实验室、生物制药、污水处理、中药制药及饮料生产等方面得到大量应用，它已渗透到科研、生产等领域。
驱动电动机的选型
电动机一般常用的有直流电动机和交流电动机。直流电动机与交流电动机的特点如下。
1) 直流电动机特点。结构复杂，成本高，需经常维护保养(调换电刷)，由于在电刷处有火花， 一般不能在要求有防爆的场合使用。 但直流电动机调速控制电路简单，成本低，调速性能优越，目前无刷直流电动机的性能已经成熟， 在小功率直流电动机中已经广泛采用无刷直流电动机来代替普通直流电动机。
2) 交流变频电动机特点。 结构简单， 成本低， 工作可靠，噪声低，要获得优良的控制性能，必须采用变频调速，调速控制器复杂，成本高。由于离心机可配置各种不同转速的转子，针对驱动离心机的变频电动机设计应考虑对低速大容量的转子，使电动机工作在恒转矩工作区，对小容量高速转子可设计在变频电动机的恒功率工作区，这样可以减小变频电动机的设计功率，节约成本。
由于直流调速控制电路简单，控制性能优越，在小功率系统中使用直流调速成本相对比较低，因此在小功率简易型的离心机中直流调速仍广泛采用。为了提高离心机传动的可靠性，应尽量采用电动机主轴直接驱动离心机转子，同时离心机安装的特殊要求及考虑整机阻尼系统，离心机的电动机一般在主轴形式和外壳造型等方面要求特殊设计，以满足离心机传动的特殊要求。如果用带传动或其他变速传动机械，则可选用一般标准系列的电动机，但传动的可靠性相对降低。
转速控制系统
直流调速
(1) 主回路
直流调速主要有两种：①晶闸管整流电路调压调速。②直流脉宽调制调压调速。下面将两种直流调速电路的特点比较如下。
1) 脉宽调制调速。 输入直流采用二极管桥式整流，功率因数高，调制频率高，一般工作频率设置在20 kHz左右， 由于频率高， 在人的听力范围之外，不但可降低噪声，而且可减小滤波电感的体积。目前已有多种脉宽调制波形发生器集成电路可供选用，控制电路简单。但由于功率器件采用可控型电子器件，如GTR、MOSFET 和IGBT 等。这些器件过载能力相对比较低，对触发驱动电路要求高，触发脉冲前后沿要陡，同时要有快速过电流保护电路，目前已有多种智能型专用驱动集成电路问世，它具有多种自动保护功能，这给直流脉宽调速系统的广泛应用创造了有利条件。
2) 晶闸管整流调速。晶闸管过载能力很强，工作可靠。 这是晶闸管直流调速仍具有生命力的原因之一。 晶闸管导通角的变化形成的波形畸变使得整流的功率因数降低，特别是在导通角较小时，高次谐波分量大，电流脉动分量大，需较大的平波电抗器。在用三相可控整流时，需三相变压器移相同步，和三路触发脉冲形成电路，控制电路复杂。目前在国内外已有多种集成移相触发器可供选用， 使电路可靠性得到提高。采用全控桥式整流可改善换向器火花。
(2) 控制系统
要想获得好的调速性能，一般采用具有转速反馈和电流反馈的双闭环控制系统。双闭环控制系统有模拟控制方式和数字控制方式。表1 是模拟和数字控制方式的特点。
由表1 可见，数字控制方式具有许多优点，可实现数字量设定各种参数， 多种保护功能集中管理。可通过修改软件方便地调整有关状态，控制灵活，性能大大提高。
在模拟控制方式的系统中，对系统调速性能要求比较高时，除了采用转速负反馈和电流截止负反馈双闭环控制外，还必须加给定延时积分电路作为软起动电路。增加电流和转速微分校正环节，以扼制电流和转速的加速上升率。这对减少转速超调量及起动电流冲击，十分有效。参数设计的合理，可以使整个调速系统做到动态、 静态性能都十分完善。
(3) 直流调速系统中传感器的选择在直流双闭环调速系统中必须使用速度传感器和电流传感器，传感器选择的好坏直接影响调速精度。下面将几种传感器的优缺点比较如下。
1) 速度传感器
由表2可以看出测速发电机由于体积较大，安装不方便，其信号必须经A/D 转换后才能供计算机使用，因此目前较少使用。光电测速和霍尔元件测速输出为脉冲数字信号，其信号便于计算机处理，如在模拟系统中使用，现在已有专用频率转换电压集成电路供选用或采用单稳触发器转换， 十分方便。
2) 电流传感器
电流传感器一般采用电流互感器或光电耦合传感器，其特点比较如表3 所示。
由表3 可以看出，由于光电耦合器互感器和霍尔式互感器体积较小反应速度快，已逐渐替代传统的电流互感器，对于某些要求快速过电流保护的功率器件，其普通的互感器响应速度往往跟不上，必须选用高速光电耦合器作电流传感器，方可满足要求。对于大功率系统可选用霍尔电流互感器，而对于小功率系统可选用光电耦合器作电流传感器。
2. 交流变频调速
变频器向大容量、高性能的方向发展。其价格性能已可与直流拖动相比拟了，目前已形成变频调速逐步取代直流拖动系统的趋势。
目前变频器质量稳定， 参数设置方便、 灵活， 功能日益增多，性能日趋完善，价格不断下降，已出现了具有转差补偿，矢量控制，可直接进行闭环控制的各种新型变频器。如直接采用质量可靠的变频器产品作为离心机的调速电源，则可大大提高离心机整机的性能可靠性。
由于离心机是大惯性负载，无论是直流调速还是交流调速都应该考虑停机时采取制动措施，加快离心机的停机时间，提高离心机的工作效率。
制冷电气控制
制冷电气控制方式
(1) 开关式控制
开关式控制有两种方式，一种是有触点控制方式，另一种是无触点控制方式。
1) 有触点控制方式是用继电器或接触器作开关控制。这种电路的特点是吸合触点寿命有限，容易产生高频火花对电子线路干扰。
2) 无触点控制方式是采用具有光电隔离过零触发的固态继电器，起动平稳，没有火花干扰和触点寿命的影响。
开关式控制的缺点是压缩机停机1 min以上才能再起动，温度控制精度低。
(2) 变频控制
由于变频调速技术的发展，目前已出现变频制冷压缩机。变频控制的连续性可以使温度控制精度大大提高，但要增加一个变频器，成本会上升。
2. 温度传感器的选择
冷冻离心机的温度控制范围一般为－10～＋40 ℃，温度传感器的工作范围必须满足上述温度范围，由于离心机腔体内比较潮湿，最好选用已封装好的，安装调换方便，具有防潮结构的传感器。目前有热电阻型、 集成电路型(半导体型)、 热电耦型和热敏电阻型等多种温度传感器可供选用。
3. 制冷电气控制系统设计时必须注意的问题
在开关式控制系统中，压缩机停机后，由于其内部高低压两端的压力还没有平衡，不能马上重新起动压缩机。因此必须设计一个停机后延时起动电路，在停机后的一定时间内封锁起动电路，防止反复起动烧坏压缩机。
在开关式控制系统中温度是回差控制，一般采用运算放大器设计成具有电压正反馈的回差放大器，计算出合适的正反馈量以满足温度的回差范围。在电路设计时应采取措施防止正反馈形成振荡。温度传感器将温度转换成电信号时，其变化量一般是很小的，对温度信号放大时，必须采用具有深度负反馈的放大电路，应考虑放大器本身的温漂对测温精度的影响。
PLC和人机界面在离心机控制技术中的应用PLC 具有高抗干扰性能，和触摸屏人机界面的通信连接十分方便。目前一些小型PLC如西门子S7－200系列的224XP在CPU主模块上就有模拟量输入和输出，模拟量输入端可以作温度信号输入，模拟量输出可以用来控制变频器的输出频率，从而调节离心机的转速。转速的脉冲信号从PLC 的高速计数输入端输入，可以进行转速的测量和转速闭环控制。目前一些小型的PLC 都内置PID 控制功能，可以方便地实现高精度转速闭环控制，触摸屏和PLC通信可以对离心机的工作参数进行显示，对离心机的门盖、失衡和转子自动识别等进行监控显示。通过触摸屏可以对离心机的降速允许拐点和升降速时间、温度补偿等任意设定，克服了用单片机修改这些参数要修改程序的麻烦。另外触摸屏人机界面可以设置登录密码，防止未授权人的不当操作，可以实现运行参数的曲线显示和上位机的数据通信，进行数据的采集。用户操作手册的文档也可以储存在触摸盘内，方便用户查阅。
离心机控制技术的发展方向
目前离心机已逐步向智能化、自动化和综合配套化方向发展。计算机在离心机上的应用可实现储存几十个离心机参数设置程序。全密封式触摸键配合液晶显示屏可实现菜单式设置与测量显示，可同时显示设置参数与实际运行时参数，并且可方便地应用中文菜单实现人机对话，方便使用。自动记录质量控制和生产运行条件等数据，自动生成报告，随时从计算机中获得每批被处理样品的数据，监控样品的整个处理过程。还可以通过中央控制电脑与其他离心机组成完整的离心网络，使得整个生产过程全部处于电脑控制之中。
离心机的智能化还体现在能自动识别各种转子。自动识别转子是否安装到位，转速设置是否合理，并提醒操作者。可有效地避免由于操作不慎造成的事故。 可实现根据转子型号和转速自动计算离心力大小或直接输入离心力大小，得到相应的转速。自动设定是指根据自动识别的离心机的转子型号自动设定离心机的工作转速和加速、降速时间。对设定的程序进行密码保护等。采用积分仪方式控制离心过程，保证样品在不同的离心批次中承受相同的离心力。
在驱动系统中已逐步大量使用变频调速和无电刷直流电动机的直接传动技术。在温度控制方面已开始采用无氟制冷的高效冷却系统和特殊的加热系统交替工作，可最大限度地保持温度精度，防止样品冻结和仓壁结霜。国外某些先进离心机产品已成功地应用半导体制冷(或加热)，使离心机温控技术又进入了一个新的技术应用领域
