色谱仪常用电气部件中电机种类有哪些？

一、概述

电机在色谱仪中是很常见的电气部件，仪器的运动部分（例如HPLC中的光栅、自动进样器、GC中的柱箱风扇电机、后开门电机、自动进样器）的驱动，一般都由电机来实现。

电机的形制多种多样，外观、驱动原理和功能也各不相同。电机驱动系统一般会有齿轮、皮带等辅助传动部件。

二、常见电机介绍

1、交流电机

常见于GC的柱箱风扇的驱动，用于保持柱箱内温度均匀。

柱箱风扇电机一般是匀速运动的。电机的工作状态比较简单和单一，GC系统运行后，电机一直工作，转速不变。

我们常用的是交流单相电机，电机一般会带有一个启动电容。如果电容损坏，电机不能转动。这种电机的故障率较低，性能较为可靠。一般供电电压是交流220V，电源故障一般是电机不能转动的主要原因。

特点：

电机的电源线一般只有两根（或三根），即交流220V输入。

这是一种“开环”工作的电机，GC系统只提供给电机工作电压，让电机连续工作。换句话说，系统给这种电机发出的指令，就是转或者不转。

至于电机是否正常匀速运转，GC系统是不知道的，也不做直接的转速监测（系统通过检测仪器的其他状态，例如温度，来判定电机是否工作正常）。

2、轴流风机

轴流风机常见于仪器线路板或者检测器部件的散热部分（例如LC泵、线路板、GC线路板、GC-FPD检测器的散热），主要功能是散发仪器工作时产生的热量，使得仪器不会过热。可以类比一下交流电机，轴流风机的工作状态一般也是连续匀速运转。其常见的供电电压是直流24V。

电机只有两根电源线，也是开环工作的，即系统并不监测风机的运行状态。也是一种转或者不转类型的电机。一般的，系统通过检测过热来判定轴流风机是否存在问题。

这种电机的可靠性也较好，常见的故障是，电机轴承污染或者磨损造成的电机不能转动，和供电电压问题。

3、步进电机

步进电机是最为常见的电机，常见于HPLC泵的驱动、GC和HPLC自动进样器驱动、GC柱箱后开门驱动。可以大概看出，步进电机一般会用来做精细动作的控制。

步进电机也是工作在直流电源下的，但是步进电机的供电和轴流风机迥乎不同。

可以看到，步进电机的电源供电部分是多根导线，可以想见供电情况是比较复杂的。

实际上，电机内部有多组驱动线圈，系统轮流给多组线圈加载直流脉冲，使得电机运转，电机的动作是分步执行的。可以联想一下我们常见的石英钟秒针的动作，颇有些类似。

由于计算机技术的发展，GC或者HPLC系统给出的直流脉冲可以是确切已知和准确可控的，那么步进电机的动作就可以比较精细。这也是其常用于自动进样器这种动作要求较高的场合的原因。

有些步进电机内部还有齿轮变速机构，使得控制更加精细。总体上，和相同功率的直流电机相比，步进电机的结构更复杂，外形比较笨重。

不过需要注意，步进电机仍然是开环工作的，虽然系统发出了比较精细的指令，电机是否严格按照指令工作（不能准确工作的原因也可能来自传动机构，比如皮带或者传动轮），系统是不太清楚知道的。

即步进电机的运转是“精细”，但未必“准确”的。

这一点对于自动进样器系统十分重要，由于系统的复杂，动作要求准确度和精细程度均比较高。电机和传动系统积累性的误差、运行错误会带来严重的问题。例如进样器不能找到进样瓶、进样针不能识别和正常运动。

所以，步进电机往往需要位置传感器配合使用。某些仪器带有步进电机工作状态的检测机构，实时监测电机的工作状态。例如，系统给出电机运行一周的指令，电机运行过程中，系统中的位置传感器会不断检测电机系统的运转位置，如果电机运行错误，会发出报警。例如HPLC泵的原点检测，自动进样器的运动分步检测。

可以认为，这样的步进电机系统是工作在“准闭环”状态下的，确保电机系统动作的准确。

4、直流电机

在色谱仪器中，我们还可以见到直流电机。

引线结构也是非常简单，只有一对直流输入电压。那么可以想见，系统对其的控制是比较简单的，就是转或者不转。

注意一下，电机齿轮部分由一个带有很多刻线的透明塑料盘，这就是计步部件。结合位置传感器，系统就可以比较精细的来控制电机转动的角度，从而控制电机驱动部件的位置。由于其体积较步进电机小，重量也轻得多，在快速控制的时候，惯性较小，控制方便。也可以用于自动进样器的场合。

（内容参考气相色谱之家）