转速概念

磁盘

用符号"n"表示；其国际标准单位为rps （转/秒）或 rpm （转/分），也有表示为RPM （转/分 ，主要为日本和欧洲采用，我国采用国际标准）。当单位为r/S时，数值上与频率相等，即n=f=1/T，T为作圆周运动的周期。圆周上某点对应的线速度为：v=2π*R*n，R为该点对应的旋转半径。常见的转速有：额定转速和转速等。离心机的国际单位是g,转速r/min变为g的公式：RCF=1.12*10^（-5）*r*（r/min）^2^[1]

转速额定转速

额定转速是指额定功率条件下的转速，通常出厂时，作为产品的主要参数，标注在产品的明显部位。^[2]

转速转速

转速是在特定条件下，转速所能达到的值。如硬盘内电机主轴转速，也就是硬盘盘片在正常工作电压条件下，所能达到的转速。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一，它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，相对的硬盘的传输速度也就得到了提高。^[1]

转速特点

硬盘的主轴马达带动盘片高速旋转，产生浮力使磁头飘浮在盘片上方。要将所要存取资料的扇区带到磁头下方，转速越快，则等待时间也就越短。因此转速在很大程度上决定了硬盘的速度。家用的普通硬盘的转速一般有5400rpm、7200rpm几种，服务器用户对硬盘性能要求高，服务器中使用的SCSI硬盘转速基本都采用10000rpm，甚至还有15000rpm的，性能要超出家用产品很多。较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间，但随着硬盘转速的不断提高也带来了温度升高、电机主轴磨损加大、工作噪音增大等负面影响。笔记本硬盘转速低于台式机硬盘，一定程度上是受到这个因素的影响。笔记本内部空间狭小，笔记本硬盘的尺寸（2.5寸）也被设计的比台式机硬盘（3.5寸）小，转速提高造成的温度上升，对笔记本本身的散热性能提出了更高的要求；噪音变大，又必须采取必要的降噪措施，这些都对笔记本硬盘制造技术提出了更多的要求。同时转速的提高，而其它的维持不变，则意味着电机的功耗将增大，单位时间内消耗的电就越多，电池的工作时间缩短，这样笔记本的便携性就受到影响。所以笔记本硬盘一般都采用相对较低转速的5400rpm硬盘。^[1]

在机械设备中，转速是重要的技术参数。下列表格罗列了常用工业机械的速度范围：^[1]

项目	设备名称	速度范围（r/min）	应用
1	透平膨胀机	10000 ~ 450000	空气分离，深制冷
2	牙钻	200000 ~ 400000	医疗
3	气动马达	0 ~ 150000	气动工具
4	涡轮增压器	0 ~ 100000	汽车，船舶
5	直流电机	0 ~ 20000	电动工具，精密机械
6	发动机	0 ~ 10000	车辆，船舶
7	交流电机	1500 ~ 3000	机械，动力设备
8	减速机	0 ~ 500	机械设备

转速发展

转速是随着硬盘电机的提高而改变的，液态轴承马达（Fluid dynamic bearing motors）已全面代替了传统的滚珠轴承马达。液态轴承马达通常是应用于精密机械工业上，它使用的是黏膜液油轴承，以油膜代替滚珠。这样可以避免金属面的直接摩擦，将噪声及温度被减至；同时油膜可有效吸收震动，使抗震能力得到提高；更可减少磨损，提高寿命。^[1]

转速测量

电子类转速测量仪表，由转速传感器和表头（显示器）组成。大多输出脉冲信号，只要通过频率电流转换就能与电压电流输入型的指针表和数字表匹配，或直接送PLC;频率电流转换的方法有阻容积分法、电荷泵法和专用集成电路法，前两种方法在磁电转速仪中也有运用。专用集成电路大都数是阻容积分法、电荷泵法的综合。在显示精度、可靠性、成本和使用灵活性上有一定要求时，就可直接采用脉冲频率运算型转速仪。频率运算方法，有定时计数法（测频法）、定数计时法（测周法）和同步计数计时法。^[1]

定时计数法（测频法）在测量上有±1的误差，低速时误差较大；定数计时法（测周法）也有±1个时间单位的误差，在高速时，误差也很大。同步计数计时法综合了上述两种方法的优点，在整个测量范围都达到了很高的精度，万分之五以上的测量转速仪表基本都是用这种方法。为保证发电机性能可靠，电机测速发电机的输出电动势具有斜率高、特性成线性、无信号区小或剩余电压小、正转和反转时输出电压不对称度小、对温度敏感低等特点。此外，直流电机测速发电机要求在一定转速下输出电压交流分量小，无线电干扰小；交流电机测速发电机要求在工作转速变化范围内输出电压相位变化小。^[1]

电机测速发电机广泛用于各种速度或位置控制系统。在自动控制系统中作为检电机测速度的元件，以调节电动机转速或通过反馈来提高系统稳定性和精度；在解算装置中可作为微分、积分元件，也可作为加速或延迟信号用或用来测量各种运动机械在摆动或转动以及直线运动时的速度。电机测速发电机分为直流和交流两种。直流电机测速发电机有永磁式和电磁式两种。其结构与直流发电机相近。永磁式采用高性能磁钢励磁，受温度变化的影响较小,输出变化小，斜率高,线性误差小。这种电机在80年代因新型永磁材料的出现而发展较快。电磁式采用他励式，不仅复杂且因励磁受电源、环境等因素的影响，输出电压变化较大，用得不多。用永磁材料制成的直流电机测速发电机还分有限转角电机测速发电机和直线电机测速发电机。它们分别用于测量旋转或直线运动速度，其性能要求与直流电机测速发电机相近，但结构有些差别。交流电机测速发电机有空心杯转子异步电机测速发电机、笼式转子异步电机测速发电机和同步电机测速发电机3种。①空心杯转子异步电机测速发电机：主要由内定子、外定子及在它们之间的气隙中转动的杯形转子所组成。励磁绕组、输出绕组嵌在定子上,彼此在空间相差90°电角度。杯形转子是由非磁性材料制成。当转子不转时，励磁后由杯形转子电流产生的磁场与输出绕组轴线垂直，输出绕组不感应电动势；当转子转动时，由杯形转子产生的磁场与输出绕组轴线重合，在输出绕组中感应的电动势大小正比于杯形转子的转速，而频率和励磁电压频率相同，与转速无关。反转时输出电压相位也相反。杯形转子是传递信号的关键，其质量好坏对性能起很大作用。由于它的技术性能比其他类型交流电机测速发电机*，结构不很复杂，同时噪声低，无干扰且体积小，是应用广泛的一种交流电机测速发电机。②笼式转子异步电机测速发电机：与交流伺服电动机相似，因输出的线性度较差，仅用于要求不高的场合。③同步电机测速发电机：以磁铁作为转子的交流发电机。由于输出电压和频率随转速同时变化，又不能判别旋转方向,使用不便，在自动控制系统中用得很少,主要供转速的直接测量用。^[1]