转速


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转速




转速概念


转速(Rotational Speed),是指单位时间内,物体做圆周运动的次数,用符号"n"表示;其国际标准单位为r/S (转/秒)或 r/min (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:额定转速和最大转速等。

额定转速

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

最大转速

最大转速是在特定条件下,转速所能达到的最大值。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,所能达到的最大转速。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。

转速-特点


硬盘转速以每分钟多少转来表示,单位表示为RPM,RPM是Revolutions Per minute的缩写,是转/每分钟。RPM值越大,内部传输率就越快,访问时间就越短,硬盘的整体性能也就越好。

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,高转速硬盘也是现在台式机用户的首选;而对于笔记本用户则是4200rpm、5400rpm为主,虽然已经有公司发布了7200rpm的笔记本硬盘,但在市场中还较为少见;服务器用户对硬盘性能要求最高,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4200rpm硬盘。

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:

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  15000 ~ 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,现在液态轴承马达(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最低;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。

转速测量的方法


电子类转速测量仪表,由转速传感器和表头(显示器)组成。目前常用的转速传感器,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。目前常用的专用集成电路,

频率运算

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。

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。

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