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輸入計算

數學公式

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結果

同步轉速
1,800
RPM(每分鐘轉數)
轉速(RPM) 1,800 rpm
轉速(每秒轉數 rev/s) 30 rev/s

什麼是同步轉速?

同步轉速是指交流電機(例如感應馬達、同步馬達或交流發電機)定子繞組所產生的旋轉磁場轉動速度。它是磁場理論上的旋轉速度,也是衡量實際轉子轉速的基準。以感應馬達來說,轉子的實際轉速永遠略低於同步轉速,這個差值就稱為「轉差(slip)」。

帶有極對的定子與圍繞中心轉子旋轉的磁場
同步轉速是定子磁場的旋轉速度,由頻率與極數決定。

如何使用本計算器

輸入電源頻率(單位為赫茲 Hz)——北美地區通常為 60 Hz,而歐洲、亞洲與非洲大部分地區(包含台灣)則為 50 或 60 Hz;台灣市電頻率為 60 Hz——再輸入電機的磁極數(必定為偶數:2、4、6、8……)。計算器會回傳以每分鐘轉數(RPM)表示的同步轉速,同時也提供每秒轉數(rev/s)的結果。

公式說明

核心公式為 $$N_s = \frac{120 \times f}{P}$$ 其中 \(N_s\) 為同步轉速(RPM),\(f\) 為電源頻率(Hz),\(P\) 為總磁極數。係數 120 的作用是將「每秒」的電氣頻率換算成「每分鐘」的機械轉數,同時把磁極成對的特性納入計算(\(120 = 60 \times 2\),即每分鐘 60 秒 × 每對極 2 個磁極)。

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展示頻率與極數共同決定同步轉速的方塊圖
同步轉速隨頻率升高而增大,隨極數增加而減小。

範例計算

假設有一台 4 極感應馬達連接至 60 Hz 電源。$$N_s = \frac{120 \times 60}{4} = \frac{7200}{4} = 1800 \text{ RPM}$$ 換算成每秒轉數即為 \(1800 / 60 = 30\) rev/s。實際帶載時,轉子轉速大約落在 1750 RPM 左右,相當於約 2.8% 的轉差。

常見問題

磁極數為什麼一定是偶數?磁極永遠以北極—南極成對出現,因此總磁極數必然是偶數。

轉子會以同步轉速運轉嗎?同步馬達依其設計確實會以同步轉速運轉;而感應馬達的轉速則會略低於同步轉速,因為唯有磁場與轉子之間存在相對運動(即轉差)時才能產生轉矩。

改用 50 Hz 電源會有什麼變化?同樣的 4 極馬達在 50 Hz 下,$$N_s = \frac{120 \times 50}{4} = 1500 \text{ RPM}$$ 這也說明了為什麼相同磁極數的電機,50 Hz 機型會比 60 Hz 機型運轉得更慢。

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