离心机（湖南湘仪湖南湘仪实验室仪器开发有限公司）系统结构中，在驱动系统与主体旋转结构之间需要通过动力传递装置进行连接。除少数采用电机转子——离心机主轴整体设计的特殊系统之外，常规离心机一般采用联轴器作为动力传递器件。根据联轴器是否包含弹性组件及扭转刚度的不同，可分为弹性联轴器与刚性联轴器两类，而不同大小的扭转刚度直接影响着系统性能。

转速稳定度是多数离心机设备的主要性能指标之一，不同类型的离心机设备对转速稳定度指标的要求不尽相同，如精密离心机将其作为核心参数，而例行实验离心机与土工离心机则要求尽量兼顾转速稳定度指标。离心机的转速稳定度指标受到来自伺服驱动系统内部与外部扰动扭矩双重作用的影响。

联轴器由于扭转刚度的不同具有不同的力传导频率响应特性，刚度越高的联轴器力传导频响也越高，有助于伺服驱动系统调整扭矩的传输；刚度较低的联轴器力传导频响也较低，故能够滤除部分来自伺服驱动系统的内部扰动扭矩。

在以伺服驱动系统的自生及内部扰动扭矩为主的离心机系统中，系统最小转速波动量随着联轴器扭转刚度的增大逐渐上升并最终收敛，同时与之对应的伺服驱动系统调速频率随着联轴器扭转刚度的增大却基本没有增加。这是由于在这一运转工况下，系统以抑制自生扰动扭矩为首要控制目标，因此对于调速频率的需求较低（在该工况下约为25 Hz，远低于以外界扰动扭矩为主的工况中接近200 Hz 的需求），从而限制了系统的动态响应能力。故扰动扭矩（以系统内部扰动扭矩为主）将基本不受伺服驱动系统调整扭矩的影响，并直接通过联轴器作用于系统负载之上，此时扭转刚度更低的联轴器所拥有的更小低通滤波截止频率将有助于消除高频段扰动扭矩对系统转速稳定度的影响。

结论

文中基于Matlab/Simulink 仿真平台，通过建立包含联轴器刚性及阻尼特征模块的离心机转速伺服控制系统仿真模型，就联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响进行了仿真分析。基于该模型，能够为离心机系统中联轴器的设计选型工作提供必要依据。

研究表明，联轴器扭转刚度对离心机系统转速稳定度的影响来源于其对离心机系统动稳态调速性能的限制。选用扭转刚度较高的联轴器有助于提升离心机系统的动态性能以及对抗外界扰动扭矩的能力，选用扭转刚度较低的联轴器能够提升系统的稳态性能，并降低系统驱动环节固有扰动扭矩所造成的影响。因此在离心机设计过程中，应根据离心机系统的动稳态性能需求、扰动扭矩组成、以及安装难度等因素选择扭转刚度适中的联轴器作为系统动力传递装置。

不同离心机系统对动稳态调速性能的需求是不同的，因此针对离心机转速稳定度的联轴器设计选型，必须综合考虑离心机系统结构、系统扰动扭矩组成等因素。在确定离心机系统所要求的调速响应频率之后，方可基于联轴器的二阶滤波器特征对其技术指标进行设计，使之具备合适的扭矩传导截止频率。